張 瑩,宋書紅,王紅俊,陳志飛,張曉娜,熊碧涵,楊云貴
(西北農林科技大學動物科技學院,陜西 楊凌712100)
據聯合國教科文組織和糧農組織不完全統計,全世界鹽堿地面積約8.31億hm2[1],鹽漬化土壤會導致植物種子萌發(fā)延遲、種苗死亡率高等[2],還會影響到種子的活力和萌發(fā)。
本試驗是“浸種時間和浸種劑對草地早熟禾種子發(fā)芽的影響”的延伸試驗[3],前期選用10種常用種子浸種劑:H2O,20%PEG-6000,2.0%NaCl,2.0%CaCl2,2.0%Ca(NO3)2,2.0%KNO3,2.0%KH2PO4,0.5mmol·L-1SA(水楊酸溶液),0.3%H2O2,0.01%KMnO4和3種浸種時間:1,2,3d;通過對發(fā)芽勢等相關指標測定分析:2.0%Ca(NO3)2浸種2d和2.0%KNO3浸種2d效果最佳。本試驗旨在挑出不同浸種-回干時間處理中顯著提高草地早熟禾萌發(fā)期耐鹽性的最佳處理,為禾草浸種處理研究提供依據。
選用草地早熟禾優(yōu)異(Merit),由丹農種業(yè)集團北京代表處提供(常溫避光儲存)。
選4種浸種劑:水(H2O)、0.5mmol·L-1水楊酸(0.5mmol·L-1SA)、2.0%硝酸鉀溶液(2.0%KNO3)、2.0%硝酸鈣溶液(2.0%Ca(NO3)2)[3];回干時間:0,4,8,12h。二因素完全隨機試驗設計,16個處理和1個對照組(CK),3次重復。
稱4.0g草地早熟禾種子置于錐形瓶,加12 mL各浸種劑(光照0lx,溫度20±2℃,相對濕度80%)。浸種結束后清洗種子,將種子轉移到培養(yǎng)皿放在培養(yǎng)箱中(光照0lx,溫度25±2℃,相對濕度45%)依次進行回干。
一組加3mL去離子水,記為S-;另一組加3 mL100mmol·L-1的NaCl溶液,記為S+。培養(yǎng)皿于培養(yǎng)箱中分2個階段培養(yǎng):光照14h,光照強度8000lx,溫度25±2℃,相對濕度70%;黑暗10h,光照強度0級,溫度20±2℃,相對濕度80%。
稱取浸種-回干處理后的種子(m1)于105℃下烘干恒重(m2),計算種子含水量(%):
(式中:n15為各處理第15天對應發(fā)芽種子總數,M為種子總數;Gt為第t天的發(fā)芽種子數,Dt對應的種子發(fā)芽天數;mx為總幼苗鮮重,mf為總幼苗干重,N為總幼苗鮮重/干重對應苗數)
試驗數據表示為“平均值±標準誤”,Excel 2003進行整理,用SPSS 19.0對各浸種-回干處理間采用Duncan’s進行多重比較;用隸屬函數法對草地早熟禾種子萌發(fā)過程中耐鹽能力進行綜合評定。
隸屬函數值:
若指標與種子萌發(fā)過程中耐鹽性成正相關用公式(12),負相關用公式(13):
(式中:Xij是各指標的值;Xmax與Xmin是對應指標的最大和最小值;Yj是Xj的平均值;N是對應指標個數)
2.1.1 浸種-回干對草地早熟禾種子萌發(fā)的影響 相同浸種劑隨回干時間的增加,種子的發(fā)芽率、活力指數都顯著增加(P<0.05)。正常(S-)情況Ca(NO3)2回干4h發(fā)芽率最高:90.33%,比對照(58.00%)高 出 32%;NaCl脅 迫 下(S+)Ca(NO3)2回干8h處理后發(fā)芽率最高:70.00%。鹽脅迫下在Ca(NO3)2回干8h處理后種子平均發(fā)芽天數縮短到10.51天,比對照(12.73天)縮短2天(表1)。
2.1.2 浸種-回干作用對草地早熟禾幼苗生長的影響 正常情況(S-)胚芽長、胚根長均以KNO3浸種回干8h后增加最顯著,分別為2.17,5.68cm,比對照(1.77,4.55cm)提高了22.60%,24.84%。NaCl脅迫下(S+)KNO3浸種回干8h后胚芽長增加最顯著:1.40cm,比對照(0.68cm)提高了105.8%;胚根長1.36cm,比對照(0.41cm)提高了231.71%(表2)。
2.1.3 浸種-回干作用對草地早熟禾幼苗重量的影響 正常情況下KNO3浸種回干0h和4h對苗鮮重和苗干重的增加效果最佳,分別增加3.40和0.47 mg·株-1。NaCl脅迫下(S+)Ca(NO3)2處理回干8h苗鮮重增加最顯著,為2.08mg·株-1,比對照的1.37mg·株-1增加了148.18%;H2O浸種回干、Ca(NO3)2回干處理和KNO3回干處理對苗干重影響不顯著(表3)。
表1 浸種-回干對草地早熟禾種子萌發(fā)的影響Table 1 Influence of seed soaking agents and seed dehydration time interact on seed germination of Poa pratensis
表2 浸種-回干作用對草地早熟禾幼苗生長的影響Table 2 Influence of seed soaking agents and seed dehydration time interact on seedling growth of Poa pratensis
表3 浸種-回干作用對草地早熟禾幼苗重量的影響Table 3 Influence of seed soaking agents and seed dehydration time interact on weight of Poa pratensis
通過對各浸種-回干處理后種子在NaCl脅迫下的相對發(fā)芽率(RGR)等8項指標,利用隸屬函數法進行綜合分析得出各處理中效果最好的3個組和依次是:Ca(NO3)2回干8h、KNO3回干8h、SA回干8h(表4)。
表4 浸種-回干處理對草地早熟禾種子萌發(fā)過程中耐鹽性評價Table 4 The results of integrated evaluation of seed salt tolerance after soaking-dehydration treatments
目前吸濕回干處理已在部分作物種子萌發(fā)過程中使用[4-5],沈洋等[6]研究發(fā)現對馬唐種子0.2%KNO3處理發(fā)芽率最高。朱志梅等[7]發(fā)現經吸濕-回干處理的小麥種子在高鹽濃度(15g·L-1)時成苗率顯著高于對照且幼苗抗鹽性有所提高。劉巖等[8]發(fā)現吸濕-回干處理可以明顯提高大豆(Glycinemax)品種“黑河3號”種子抗吸脹冷害能力。本試驗顯示浸種-回干處理可一定程度提高幼苗耐鹽性,與上述學者結論一致。而張如蓮等[9]在研究重復吸水-回干處理對銀合歡種子發(fā)芽率及相關指標的影響中得出浸泡時間對銀合歡種子發(fā)芽率無顯著影響。黃曉輝等[10]得出吸濕-回干處理降低了羊草種子萌發(fā)抗逆性。這與本試驗結果相悖,可能是材料不同而導致。
對草地早熟禾萌發(fā)期耐鹽性的提高效果最好的3個浸種-回干處理組合是:Ca(NO3)2,KNO3,SA回干8h。