宮慶友， 陳冰琳， 李云峰， 范競(jìng)升， 鄧楚華， 黃 君， 葉志文

(1.珠海市現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展中心， 廣東 珠海 519075； 2.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院， 廣東 廣州 510642)

目前土地鹽堿化仍然是較為嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題，據(jù)聯(lián)合國(guó)教科文組織和糧農(nóng)組織的不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)鹽漬土為0.35～0.37億hm2，占我國(guó)可耕作土壤的1/4，嚴(yán)重制約著我國(guó)農(nóng)業(yè)的發(fā)展[3]，而世界上所有糧食作物都是不抗鹽的[4]。玉米作為我國(guó)三大糧食作物之一，對(duì)鹽中度敏感[2]，其生長(zhǎng)發(fā)育受土壤鹽漬化的影響，容易發(fā)生生理干旱，導(dǎo)致生長(zhǎng)發(fā)育不良。本實(shí)驗(yàn)研究了不同鹽脅迫對(duì)5個(gè)品種甜玉米幼苗生長(zhǎng)的影響，旨在探討經(jīng)鹽脅迫發(fā)芽的甜玉米幼苗在繼續(xù)受脅迫后的生長(zhǎng)發(fā)育是否存在顯著性差異，為土壤鹽漬化地區(qū)選擇培育高產(chǎn)耐鹽甜玉米品種、合理栽培及推廣提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材 料

選用瑞佳甜1號(hào)，玉路玉甜329，桂甜612，桂甜613，先馳鮮雙色等5個(gè)甜玉米品種，進(jìn)行濃度分別為0，50，100，150，200 mmol·L-1的中性鹽NaCl溶液脅迫，共25種處理，重復(fù)2次。所需儀器有：培養(yǎng)皿、光照培養(yǎng)箱、玉米幼苗生長(zhǎng)鑒定儀、電子秤、直尺等。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法

1.2.1試驗(yàn)種子的處理

選擇籽粒飽滿、成熟、均勻一致的種子于2%的次氯酸鈉溶液浸泡10 min，用蒸餾水沖洗3次后，分別浸泡于蒸餾水中，以浸沒(méi)種子為宜，浸種3 h。將每個(gè)處理30粒種子整齊地置于鋪有2層濾紙的培養(yǎng)皿中，每個(gè)處理2次重復(fù)，記錄各處理對(duì)應(yīng)的品種及編號(hào)。

1.2.2種子的發(fā)芽

取實(shí)驗(yàn)組的各個(gè)處理，設(shè)置2組重復(fù)，分別加入不同濃度NaCl溶液10 mL，做好標(biāo)記后置于25 ℃下的光照培養(yǎng)箱，設(shè)置周期為12 h光照，12 h暗處理。每天定時(shí)定量澆灌對(duì)應(yīng)濃度的NaCl溶液，保持80%的濕度，提供種子發(fā)芽所需要的水分。

1.2.3玉米幼苗生長(zhǎng)

種子發(fā)芽結(jié)束后，挑選無(wú)病害正常的發(fā)芽種子，將其轉(zhuǎn)入玉米幼苗生長(zhǎng)鑒定儀中進(jìn)行幼苗生長(zhǎng)，每盒定苗10株，至兩葉一心為幼苗生長(zhǎng)結(jié)束時(shí)間。期間繼續(xù)澆灌不同濃度的NaCl溶液，幼苗生長(zhǎng)結(jié)束后測(cè)量苗高、根長(zhǎng)、苗鮮重、地下部鮮重。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與分析

苗高：用直尺測(cè)量從玉米苗莖到最長(zhǎng)葉葉尖的長(zhǎng)度，以所試驗(yàn)植株的平均值作為苗高。

根長(zhǎng)：用直尺測(cè)量從苗地上部與根連接處為起點(diǎn)至最長(zhǎng)根拉直的終點(diǎn)的長(zhǎng)度，以所試驗(yàn)植株的平均值作為根長(zhǎng)。

苗鮮重：稱取苗地上部與根連接處的平均重量。

地下部鮮重：稱取所試驗(yàn)植株地下部的平均鮮重。

根冠比：植物地下部分與地上部分的鮮重或干重的比值。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2019軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，采用OriginPro 2020 b軟件進(jìn)行作圖，采用IBM SPSS Statistics 22.0軟件進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 鹽脅迫對(duì)苗高及根長(zhǎng)的影響

如圖1所示，在不同鹽脅迫下甜玉米幼苗的苗高、根長(zhǎng)整體均呈下降趨勢(shì)，表現(xiàn)為受NaCl溶液影響，生長(zhǎng)受到抑制。其中，對(duì)苗高的影響表現(xiàn)為低濃度下抑制作用較明顯，達(dá)到一定濃度時(shí)抑制作用不再加強(qiáng)。NaCl濃度在0～100 mmol·L-1下對(duì)瑞佳甜1號(hào)、桂甜612、桂甜613的抑制作用較玉路玉甜329，先馳鮮雙色強(qiáng)，且瑞佳甜1號(hào)、玉路玉甜329及桂甜613隨著NaCl濃度增高至150 mmol·L-1后對(duì)苗高生長(zhǎng)的抑制作用不再加強(qiáng)，達(dá)到最大值。不同的是先馳鮮雙色在NaCl濃度為150～200 mmol·L-1時(shí)出現(xiàn)抑制作用稍減弱，苗高略微增高的現(xiàn)象，但在200 mmol·L-1濃度下對(duì)苗高的抑制效果依舊大于100 mmol·L-1。

NaCl脅迫對(duì)根長(zhǎng)的影響表現(xiàn)為除玉路玉田329外，其他4個(gè)品種在濃度為0～100 mmol·L-1區(qū)間內(nèi)均有較明顯的抑制效果。而玉路玉甜329在NaCl濃度為50 mmol·L-1時(shí)根長(zhǎng)出現(xiàn)略微上升的趨勢(shì)，反映了適當(dāng)?shù)柠}脅迫可促進(jìn)其根的生長(zhǎng)。此外，推測(cè)玉路玉田329、瑞佳甜1號(hào)及桂甜613在NaCl濃度達(dá)150 mmol·L-1后對(duì)苗高生長(zhǎng)的抑制作用不再加強(qiáng)，已達(dá)到抑制的最大程度；而桂甜612和先馳鮮雙色在NaCl濃度為100 mmol·L-1后就表現(xiàn)出對(duì)苗高生長(zhǎng)的抑制作用不再加強(qiáng)，根的耐鹽性較差。

圖1 不同鹽脅迫對(duì)甜玉米苗高及根長(zhǎng)的影響

2.2 鹽脅迫對(duì)苗鮮重及地下部鮮重的影響

如圖2所示，不同鹽脅迫下對(duì)甜玉米苗鮮重的影響相較于對(duì)地下部鮮重的影響大。其中，除先馳鮮雙色在鹽脅迫下基本不受影響或影響較小外，鹽脅迫對(duì)地下部鮮重的影響整體表現(xiàn)為既有抑制又有促進(jìn)，在一定濃度范圍內(nèi)波動(dòng)。以瑞佳甜1號(hào)為例，在NaCl濃度為50 mmol·L-1時(shí)鮮重有所上升，在100 mmol·L-1時(shí)又與對(duì)照組鮮重情況基本一致，在100～200 mmol·L-1區(qū)間內(nèi)出現(xiàn)抑制作用加強(qiáng)又下降。以玉路玉甜329為例，在NaCl濃度為50 mmol·L-1時(shí)基本不受影響，表現(xiàn)出耐鹽性，在150～200 mmol·L-1時(shí)又促進(jìn)鮮重的增加。而桂甜612在NaCl濃度為100 mmol·L-1后受抑制的情況基本不變，鮮重不再減少。不同的是桂甜613在高鹽濃度(200 mmol·L-1)時(shí)表現(xiàn)出比對(duì)照組鮮重高的情況，對(duì)鮮重增加的促進(jìn)作用較強(qiáng)。

NaCl脅迫而對(duì)苗鮮重的影響表現(xiàn)為整體呈較明顯的梯度變化，其中以瑞佳甜1號(hào)、桂甜612及桂甜613受鹽脅迫的抑制作用較突出。而先馳鮮雙色苗鮮重表現(xiàn)出對(duì)鹽的耐受性較差，在NaCl濃度達(dá)100 mmol·L-1后達(dá)抑制最高點(diǎn)。而玉路玉甜329及桂甜613抗鹽能力較強(qiáng)些，在NaCl濃度達(dá)150 mmol·L-1后才基本不再抑制。

表1 鮮質(zhì)量根冠比方差分析

表2 處理的多重比較

圖2 不同鹽脅迫對(duì)甜玉米苗鮮重及地下部鮮重的影響

2.3 根冠比

本實(shí)驗(yàn)選擇甜玉米的鮮質(zhì)量計(jì)算根冠比，其大小反映了甜玉米地下部分與地上部分的相關(guān)性，可側(cè)面反映鹽脅迫對(duì)地下部分與地上部分的影響程度。據(jù)表 1可知，不同濃度鹽脅迫及不同品種甜玉米的根冠比均達(dá)極顯著的水平。據(jù)表 2可知，對(duì)照組與100、150、200 mmol·L-1的NaCl溶液處理存在極顯著差異；50 mmol·L-1、100 mmol·L-1的NaCl溶液處理均與150、200 mmol·L-1的NaCl溶液存在極顯著差異；150 mmol·L-1的NaCl溶液處理與200 mmol·L-1的NaCl溶液存在極顯著差異。此外，鹽脅迫下甜玉米鮮質(zhì)量的根冠比呈上升趨勢(shì)，即隨著NaCl濃度的增加，地上部分的生長(zhǎng)弱于地上部分的生長(zhǎng)，根部受影響小于地上部，這與前文鹽脅迫下對(duì)苗鮮重影響大于地下部鮮重的結(jié)果相吻合。

3 結(jié)論與討論

鹽脅迫是影響植物正常生長(zhǎng)發(fā)育的非生物脅迫因子之一[9]。一般情況下，隨著鹽脅迫程度的加深，糯玉米的種子發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、發(fā)芽速度以及苗高和根長(zhǎng)均下降[8]，與本實(shí)驗(yàn)鹽脅迫甜玉米的結(jié)果相符。而本實(shí)驗(yàn)的苗高、根長(zhǎng)結(jié)果，與楊曉杰等[7]在玉米受鹽脅迫下苗期表型數(shù)據(jù)的分析結(jié)果相一致，均與糧食作物的苗高、根長(zhǎng)、苗鮮重基本呈負(fù)相關(guān)，達(dá)顯著或極顯著的水平。而生長(zhǎng)量則綜合體現(xiàn)了植物對(duì)鹽脅迫響應(yīng)及對(duì)鹽脅迫的適應(yīng)[6]。本實(shí)驗(yàn)中，鹽脅迫對(duì)地下部鮮重的影響具有波動(dòng)性，不同品種根系對(duì)NaCl溶液的敏感度不同，瑞佳甜1號(hào)在低濃度下受促進(jìn)作用，在高濃度下又被抑制生長(zhǎng)，而玉路玉田329在低濃度下基本不受抑制，在高濃度下受促進(jìn)，表現(xiàn)出耐鹽性，該結(jié)果與湯華等[5]，馮艷等[2]的研究結(jié)果又有所不同，推測(cè)是由于品種不同，產(chǎn)生的耐鹽性不同。此外，鹽脅迫對(duì)地下部的影響小于對(duì)地上部的影響。在逆境脅迫條件下接種植物根際促生菌PGPR(Plant Growth Promoting Rhizobacteria)可促進(jìn)植物生長(zhǎng)和干物質(zhì)累積[1,10]，推測(cè)在鹽脅迫下，甜玉米產(chǎn)生了部分根際促生菌，使得地下部鮮重的影響相對(duì)較小。綜上，在進(jìn)行甜玉米耐鹽性的篩選種植時(shí)，根的耐鹽性，地下部鮮重的受抑制程度可為甜玉米的耐鹽性鑒定及其耐鹽機(jī)制的研究提供一定的參考價(jià)值。