牛蛉磊

（兵團(tuán)第三師農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，新疆 圖木舒克 843901）

核桃種子萌發(fā)及不同鹽濃度對其生長特性的影響

牛蛉磊

（兵團(tuán)第三師農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，新疆 圖木舒克 843901）

采用當(dāng)年生新河核桃、和田核桃實生苗為研究材料，以盆栽加鹽方式制造人工模擬鹽脅迫環(huán)境，設(shè)置田園土0（對照，不加鹽）、0.08%、0.13%、0.18%共4個梯度的NaCl處理，研究在不同鹽及鹽梯度下新河核桃與和田核桃幼苗的生長量（根粗、根長、根鮮重、根干重、冠莖鮮重、冠莖干重、葉片數(shù)、節(jié)數(shù)、莖粗）、葉綠素變化。結(jié)果表明：（1）不同鹽濃度對不同核桃品種生長量影響不同，與對照相比，耐鹽性和田核桃優(yōu)于新河核桃，隨鹽濃度增加，植株地上部生長量呈下降趨勢，根系生長量在一定鹽濃度范圍內(nèi)呈上升趨勢；（2）核桃葉片葉綠素含量隨鹽濃度上升呈下降趨勢。

核桃；鹽脅迫；生長量；葉綠素

1 引言

核桃（Juglans regia L.）系胡桃科核桃屬植物，是我國重要的生態(tài)經(jīng)濟(jì)樹種之一。在世界堅果生產(chǎn)中，我國核桃產(chǎn)量和栽培面積均居首位。新疆是我國核桃重要產(chǎn)區(qū)之一，栽培地區(qū)遍及南北疆，產(chǎn)量居全國前列。自20世紀(jì)80年代中葉到90年代初，新疆選育出核桃優(yōu)良品種近22個、株系4個，其中多個是具備早實特點品種，并且溫185、新新2號、扎343、新豐、新早豐等早實品種已成為新疆核桃主產(chǎn)區(qū)推廣的主栽品種，形成了以環(huán)塔里木盆地為重要基地的特色優(yōu)質(zhì)林果產(chǎn)業(yè)帶，林果種植面積每年以百萬畝以上的速度遞增。選擇更適合高溫、高光照條件，并能充分發(fā)揮環(huán)塔里木盆地的光熱資源優(yōu)勢的核桃品種，是核桃大面積發(fā)展中亟待解決的關(guān)鍵問題。目前，新疆核桃大量出口英國、澳大利亞等國，蓬勃發(fā)展的林果產(chǎn)業(yè)和巨大的市場需求為兵團(tuán)核桃走向世界提供了歷史機(jī)遇[1]。

鹽漬土廣泛分布于地球陸地，約占陸地總面積的25%，并且面積在不斷增加，程度不斷加重，已經(jīng)成為影響農(nóng)林生產(chǎn)以及生態(tài)環(huán)境的全球性問題[2-3]。根據(jù)實驗研究表明，薄殼山核桃植株在NaCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加到0.3%時，存活率為91.1%；當(dāng)質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加到0.6%時，植株死亡明顯增加，存活率為60.0%；當(dāng)質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大到0.7%時，植株的存活率僅有22.2%[2]。鹽脅迫對植物的影響主要表現(xiàn)在滲透脅迫和離子脅迫效應(yīng)方面，植物體內(nèi)幾乎所有的生命活動都會不同程度地受到鹽脅迫效應(yīng)的影響。植物對鹽脅迫的適應(yīng)性反應(yīng)是一個復(fù)雜的綜合性反應(yīng)[4]。鹽堿含量的多少跟植物生長量有密切關(guān)系。鹽脅迫主要是通過滲透脅迫和離子毒害對作物的生長發(fā)育產(chǎn)生抑制[5]。一方面，鹽脅迫造成根系滲透勢高于環(huán)境中的滲透勢，從而造成根系吸水困難；另一方面，在鹽脅迫下，Na+大量進(jìn)入細(xì)胞，嚴(yán)重阻礙植物對K+和其他離子的吸收和運輸[6]，Na+、K+濃度增高，從而打破原有的離子平衡，對植物造成離子毒害[7]。NaCl脅迫對向日葵相對苗高的影響，隨著NaCl濃度的增加，3個品種向日葵相對苗高呈下降趨勢，當(dāng)NaCl濃度為0.1 mol/L時，3個向日葵品種的相對苗高都下降至65%以下，NaCl濃度達(dá)到0.2 mol/L時，苗高受到嚴(yán)重抑制[4]。鹽脅迫顯著降低了冬小麥幼苗株高和地上部干重，增大了根冠比。在全部根系鹽脅迫條件下，隨著鹽脅迫濃度的升高，株高和地上部干重降低，根冠比增大[8]。近年來，新疆核桃產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，但是環(huán)塔里木盆地地處新疆南部，干旱缺水，土地鹽堿含量較大，對于核桃產(chǎn)業(yè)發(fā)展影響巨大。而對于和田核桃與新河核桃砧木的研究較少，缺少理論依據(jù)。因此，本研究對和田核桃、新河核桃砧木苗在不同鹽濃度及不同鹽種類條件下的生長量、光合、葉綠素變化進(jìn)行了調(diào)查試驗，以為南疆核桃砧木苗耐鹽堿性提供理論依據(jù)。

2 材料與方法

2.1 試驗材料

購買完全成熟當(dāng)年生優(yōu)質(zhì)厚皮實生核種子為試驗材料，分別為和田厚皮實生核桃種子和新河厚皮實生核桃種子。在綜合性狀表現(xiàn)良好的母樹上采集核桃種子，要求無病蟲、無霉?fàn)€、大小均勻適中。試驗在園藝試驗站內(nèi)智能溫室進(jìn)行。

2.2 試驗設(shè)計

2.2.1 核桃種子外觀調(diào)查與比較

調(diào)查和田與新河的核桃種子外觀形象特征，調(diào)查指標(biāo)：形狀、色澤、單果充實度、殼面刻溝、縫合線、內(nèi)隔壁、種子長、種子寬、棱徑、去除縫合線長、去除縫合線寬、殼厚度（殼朣部位）、單果重、單果仁重、堅果出仁、溝紋刻窩、堅果殼底部、堅果殼頂部、堅果果仁顏色、氣味。

2.2.2 核桃種子浸泡處理

對選取的優(yōu)質(zhì)核桃種子進(jìn)行浸泡處理，采用清水對種子進(jìn)行為期7 d的浸泡。每天換水2次，保證浸泡的水清澈。浸泡過程中從新河與和田核桃中隨機(jī)各選取45個核桃，分為3組，每組15個，進(jìn)行吸水量調(diào)查，并記錄數(shù)據(jù)。

2.2.3 核桃種植

在對浸泡處理過的種子進(jìn)行種植前，需對浸泡的種子進(jìn)行適當(dāng)?shù)臅穹N，到大部分出現(xiàn)裂開為止。進(jìn)行無菌營養(yǎng)土的配置，采用1∶5的比例（一車腐熟有機(jī)肥與五車田園土），將配置好的營養(yǎng)土使用滅菌靈等殺菌劑進(jìn)行滅菌處理。根據(jù)研究所需要調(diào)查的鹽類及鹽濃度進(jìn)行土壤配置，鹽類為氯化鈉（NaCl），鹽濃度設(shè)為在原土基礎(chǔ)上0.08%、0.13%、0.18%。設(shè)置田園土0（對照，不加鹽）、0.08%、0.13%、0.18%共4個梯度的NaCl處理。即8個處理：（1）新河核桃園土對照，不加鹽；（2）和田核桃園土對照，不加鹽；（3）新河核桃土壤鹽濃度0.08%；（4）新河核桃土壤鹽濃度0.13%；（5）新河新河核桃土壤鹽濃度0.18%；（6）和田核桃土壤鹽濃度0.08%；（7）和田核桃土壤鹽濃度0.13%；（8）和田核桃土壤鹽濃度0.18%。將配置好的土壤裝入相同的花盆中，每盆裝入等量的土壤便于以后的管理。

2.2.4 種植后管理

播種后定期定量澆水，每3 d澆水1次，水分量控制在25%～27%，保證幼苗正常生長。

2.2.5 核桃生長量的測定

觀察核桃發(fā)芽及幼苗生長情況。調(diào)查不同處理種子含水率、主根長、主根粗、根數(shù)、根面積、根體積、根干鮮重、株高、莖粗、節(jié)數(shù)、節(jié)間長、綠葉數(shù)、冠莖鮮重、冠葉干鮮重、葉面積、種子萌發(fā)發(fā)芽率、發(fā)芽時間、地徑、苗高，測量頂葉、中葉、基葉長寬葉面積，計算根冠比、葉面比，比較核桃種子外觀品質(zhì)等。

2.2.6 光合特性的測定

試驗采用Li-6400型（Li-cor公司，美國）便攜式光合測定儀，在自然光照下，用該儀器自控系統(tǒng)控制CO2濃度，利用標(biāo)準(zhǔn)葉室和開放式氣路，測定不同核桃品種及不同生境葉片光合參數(shù)。于11：30（北京時間，以下同）至13：30選取各樣株光照充足、生長健康的葉片進(jìn)行測定，并盡量保持葉片的自然生長角度，測定項目主要包括凈光合速率（Pn）、氣孔導(dǎo)度（Gs）、胞間CO2濃度（Ci）、蒸騰速率（Tr）等。采用DPS統(tǒng)計分析軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

2.2.7 葉綠素測定

采用葉綠素測定儀對每個處理中隨機(jī)選擇的3片葉進(jìn)行測量。

3 結(jié)果與分析

3.1 核桃種子植物學(xué)性狀

新河與和田核桃種子外觀形象特征見圖1、2，其植物學(xué)性狀表1。

圖1 新河核桃種子外觀

表1 新河、和田核桃種子植物學(xué)性狀

圖2 和田核桃種子外觀

圖3 鹽脅迫下新河核桃砧木苗生長狀況

3.2 核桃種子浸泡處理變化

種子浸泡處理有利于增加種子中自由水活力，打破種子休眠，提高種子萌發(fā)率。核桃種子浸泡有利于去除種子中有害物質(zhì)及抑制種子萌發(fā)物質(zhì)，提高核桃種子萌發(fā)率。

3.3 鹽脅迫下核桃砧木苗生長狀況

鹽脅迫對植物生長發(fā)育的各個階段都有不同程度的影響，對植物會產(chǎn)生生理干旱、離子的毒害作用、破壞正常代謝等造成植物生長發(fā)育受阻。在不同鹽濃度環(huán)境下，核桃幼苗隨著鹽濃度的升高生長受抑制影響越大。在鹽脅迫下，根系最早感受逆境脅迫信號，是最直接的受害部位，因此，根部是應(yīng)對鹽脅迫的首要部位[9]。

3.3.1 鹽脅迫下新河核桃砧木苗生長狀況

由圖3可以看出，在較低NaCl鹽濃度條件下對苗木生長影響較小，在一定濃度內(nèi)隨著鹽濃度升高對苗木生長抑制越大。從根系生長調(diào)查數(shù)據(jù)中可以看出，根的粗度、長度、含水量、根鮮重、根干重隨著NaCl鹽濃度的增加成下降趨勢，兩者之間成反比關(guān)系。根干重隨NaCl鹽濃度升高而升高，兩者之間成正比，在一定NaCl鹽濃度范圍內(nèi)鹽分脅迫有利于根干重的增加。NaCl脅迫不光指表現(xiàn)對植物根系的影響，也對植物地上部分有很大影響。冠莖鮮重、冠莖干重、葉片數(shù)、節(jié)數(shù)、冠莖含水量都表現(xiàn)隨NaCl濃度升高成下降趨勢，與NaCl濃度成反比。對照株高20～25 cm與10～15 cm時，在冠莖鮮重及冠莖干重中差異顯著，說明株高與冠莖重量成正比關(guān)系。新河核桃在NaCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.08%時，株高和根長與對照相比達(dá)到顯著水平，且隨著鹽濃度升高，生物量變化越大。NaCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到0.18%時，相對株高、相對根粗、相對根干重、相對冠莖鮮重、相對冠莖干重只有對照的71%、78%、52%、30%、23%。

從表2可以看出，在NaCl脅迫下，各處理核桃幼苗的生長狀況各有差異：株高，處理1與除了處理2以外的處理有顯著性差異，處理1高于其他處理；根粗，處理5與處理1、處理2、處理6、處理8有顯著性差異，而處理5低于其他處理；根長，處理1和處理8與除了處理2和處理6以外的處理有顯著性差異，處理4最高，為59.5 cm；比較根鮮重發(fā)現(xiàn)處理間沒有顯著性差異，最高的處理2與最低的處理5相差8.53 g；根干重，處理8高于處理5，兩者相差5.70 g；冠莖鮮重與冠莖干重，處理1與處理5有顯著性差異，且冠莖鮮重相差9.70 g，冠莖干重，處理1最高，為5.57 g；根體積，處理2與處理5有顯著性差異；葉片，處理1與處理7有顯著性差異，且處理1最高，為8片；莖粗，處理2最高，為6.13 mm，而處理4最低，為4.29 mm；節(jié)數(shù)，處理1與處理4、處理7有顯著性差異；根含水量，處理8與除處理6以外的其他處理有顯著差異，最高為49%；冠莖含水量，處理8與處理4、處理5有顯著性差異。在各個生長性狀表現(xiàn)中，處理5顯著性最高。

表2 核桃在NaCl脅迫下生長狀況

3.3.2 鹽脅迫下和田核桃砧木苗生長狀況

從圖4可以看出，NaCl脅迫對和田核桃砧木苗的生長影響較小，抗性優(yōu)于新河核桃。將根系生長調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，主根長、根鮮重、根體積隨著NaCl鹽濃度的升高而下降，兩者之間成反比。主根粗度無明顯差異；根干重及根含水量變化隨著NaCl鹽濃度的升高而升高，兩者之間成正比。NaCl脅迫處理下，和田核桃砧木苗冠莖重、葉片數(shù)、莖粗、節(jié)數(shù)都隨著NaCl鹽濃度的升高而降低，兩者之間成反比。冠莖含水量無明顯變化。NaCl脅迫下，和田核桃抗性優(yōu)于新河核桃，和田核桃除了主根長，其他指標(biāo)均優(yōu)于新河核桃。冠莖20～25 cm的砧木苗其對照的根干重、根鮮重、冠莖鮮重、葉片數(shù)、冠莖干重明顯高于相同NaCl鹽濃度處理。和田核桃在NaCl鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.08%時，株高與對照達(dá)到顯著性差異。NaCl鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到0.18%時，株高、根粗、根長、冠莖鮮重、冠莖干重占對照的91%、101%、102%、71%、77%。

3.4 鹽脅迫下核桃砧木苗葉綠素變化

葉綠素含量高低是反映其光合能力的重要指標(biāo)之一。葉綠素是綠色植物體內(nèi)的基本色素，在光合作用的光能吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化中起不可或缺的作用。葉綠素含量與植被的光合能力、發(fā)育階段以及氮素狀況有較好的相關(guān)性，是氮脅迫、光合作用能力和植被發(fā)育階段的指示器。

從圖5a可以看出，NaCl脅迫下，新河核桃幼苗葉綠素隨鹽濃度的增加而呈下降趨勢，兩者之間成反比。處理1在沒有NaCl脅迫下葉綠素值最高，處理5在0.18%NaCl脅迫下葉綠素值最低。從7月20日開始除處理5以外其他處理葉綠素都呈上升趨勢。

圖4 鹽脅迫下和田核桃砧木苗生長狀況

圖5 鹽脅迫下新河、和田核桃葉綠素變化趨勢

從圖5b可以看出，和田核桃幼苗在8月19日處理7葉綠素上升為最高，為36.2。NaCl鹽濃度在0.08%時，葉綠素整體表現(xiàn)小于其他處理。處理2葉綠素呈現(xiàn)先上升后下降趨勢，處理8葉綠素呈現(xiàn)先下降后上升趨勢。

4 小結(jié)

和田核桃的耐鹽脅迫能力，出苗率與成活率優(yōu)于新河核桃，新河核桃出苗比和田核桃早約1周。2種核桃出苗都不整齊，出苗延續(xù)時間較長，為3個月。新河核桃在NaCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到0.18%時，相對株高、相對根粗、相對根干重、相對冠莖鮮重、相對冠莖干重只有對照的71%、78%、52%、30%、23%。和田核桃在NaCl鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到0.18%時，株高、根粗、根長、冠莖鮮重、冠莖干重占對照的91%、101%、102%、71%、77%。NaCl鹽對核桃生長量影響中，隨著鹽濃度增加對核桃生長的抑制越大，植株地上部分隨著鹽濃度增加呈下降趨勢，而鹽濃度在一定范圍內(nèi)，植株的根粗、根長、根干重隨鹽濃度上升而上升。本試驗鹽脅迫環(huán)境下，核桃幼苗葉綠素含量隨著鹽濃度增加葉綠素含量呈下降趨勢。鹽脅迫對植物的危害是多方面的，相關(guān)鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)及鹽種類對新河核桃與和田核桃生理生化等方面的影響，還有待于進(jìn)一步研究。

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2016-11-01