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混合盐碱胁迫对紫羊茅种子萌发的影响



全 文 :CAOYE YU XUMU2015 年第 2 期 总第 219 期草业与畜牧
紫羊茅 (Festuca rubra L.) 又称红狐茅, 是禾本
科 (Gramineae) 早熟禾亚科 ( Pooideae) 羊茅属
(Festuca L.) 植物 [1]。 属多年生草本植物, 根系发
达、 叶片宽阔、 色泽浓绿、 适应性强, 耐阴、 耐寒、
耐旱、 耐践踏, 是羊茅属植物中抗热、 耐旱性最强
的一种 [2]。 广泛分布于北半球温带地区, 在我国长
江以北地区大面积分布。 该草野生种在内蒙古主要
分布在呼伦贝尔盟、 锡林郭勒盟、 大兴安岭。 常见
于河滩草滩、 山地草甸及林缘灌丛 [3]。
随着生态环境的变化和人为因素的影响, 我国
盐碱地逐渐成为被关注的环境问题。 据现有资料报
道, 盐渍土面积约占陆地面积的 10%左右。 全球灌
溉土地面积中, 约 50%的土地在不同程度地遭受着
土壤的次生盐渍化和水淹的危害 。 我国是世界
上盐碱土较多的国家之一 。 盐碱地已由过去的
2.6×107 hm2发展到 3.3×107 hm2 [4, 5]。 盐碱地已成为对
农业生产影响较大的一种低产土壤, 而且还在进一
步恶化, 严重影响我国畜牧业农业的可持续发展。
实际中, 盐碱地并不是单一的盐或碱存在, 所
以以往以单一的 NaCl 模拟盐碱地对紫羊茅的生长具
有片面性。 而本论文旨在揭示盐碱化土壤中实际存
在的混合盐碱胁迫对紫羊茅生长的影响。 特别是研
究混合盐碱胁迫对盐碱极为敏感的种子萌发期的影
响, 利用试验探究紫羊茅的耐盐碱性; 同时为盐碱
地的草种选育、 牧场牧草的选种以及水土保持植物
的选择提供一定的理论依据及参考资料。
1 材料与方法
1.1 试验材料与仪器
试验材料: 由丹麦丹农种子公司于 2012 年 9 月
生产的梦神 (Maxima) 品种。
试验药品: NaCl、 Na2CO3、 高锰酸钾等均为分
析纯。
收稿日期: 2014-12-09
基金项目: 青海省科技厅项目 “高寒地区豆科牧草选育与示
范” (项目编号: 2011-N-512), 青海大学 “华美源科研基
金” 项目 “紫花苜蓿皂苷的提取, 纯化与测定” (项目编号:
SHJ-12-1) 资助
作者简介: 尹卫 (1988-), 男, 陕西咸阳人, 青海大学在读
硕士研究生, 从事牧草种质资源与遗传育种、 草地生态保护。
*通讯作者
混合盐碱胁迫对紫羊茅种子萌发的影响
尹卫, 杨国柱 *, 田海宁, 马辽伟
(青海大学, 青海 西宁 810016)
摘要: 通过种子发芽试验, 研究盐胁迫、 碱胁迫以及混合盐碱胁迫对紫羊茅 (Festuca rubra L.) 种子萌发物理指标的影响。
结果表明, 紫羊茅的发芽率、 发芽势、 发芽指数、 活力指数以及根的生长与胁迫物浓度呈负相关, 与对照组相比具有显著性差
异 (P<0.05)。 在盐胁迫下, 随着盐处理浓度的增大, 发芽率、 发芽势、 发芽指数、 活力指数以及根的生长明显下降 (P<0.05),
但在较低盐浓度范围内, 下降趋势不大。 在碱胁迫下, 紫羊茅种子的各指标下降情况要比在同浓度下盐胁迫下明显 (P<0.05),
但在较低碱浓度下, 其发芽率略比盐胁迫下的高。 在混合盐碱胁迫下, 较低浓度时, 种子各项物理指标与单一的盐胁迫较为相
似, 随着浓度增加, 生长情况迅速下降。 通过试验得出, 紫羊茅在浓度较低的盐碱地中能够萌发和生长。
关键词: 紫羊茅; 混合盐碱胁迫; 发芽率; 发芽势; 发芽指数; 活力指数
中图分类号: S543.034 文献标识码: A 文章编号: 1673-8403(2015)02-0023-05
DOI:10.3969/j.issn.1673-8403.2015.02.007
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CAOYE YU XUMU 2015 年第 2 期 总第 219 期 草业与畜牧
试验仪器: 培养皿、 镊子、 计数器、 光照培养
箱、 锥形瓶 (250ml) 等其他必备仪器。
1.2 试验原理
1.2.1 发芽率的测定: 发芽率 = (发芽种子数/供试
种子数) ×100%
1.2.2 发芽势的测定 [6]: 发芽势 (GV) =n /N×100%
(n为 7d内发芽种子数, N为种子总数)
1.2.3 发芽指数的测定 [7]: 发芽指数 (GI) =∑ (Gi/
Di) (Gi为第 i天发芽种子数, Di为对应的发芽天数)
1.2.4 活力指数的测定 [8]: 活力指数 (VI) =GI×Ss(Ss
为幼苗长度)
1.2.5 苗根生长情况的测定: 种子萌发第 7 天, 在
每个培养皿内随机取出 10 粒萌发的种子, 每个浓度
下重复三次 , 量其幼苗长度和根长 , 计算其平均
值 [9]。
1.3 试验方法
1.3.1 种子消毒: 用 0.1%的高锰酸钾溶液对供试种
子消毒 10min, 将种子取出用清水冲洗干净, 晾干备
用。
1.3.2 处理溶液配制: 用单蒸水按下表分别配制处
理溶液。 (见表 1和表 2)
表 1 单独盐或碱处理试验设计 mmol/L
表 2 混合盐碱处理试验设计 mmol/L
1.3.3 测定: 挑选经消毒后的籽粒饱满、 均匀的紫
羊茅种子, 整齐地排列在铺有 2 层滤纸的培养皿
(直径 9cm) 上, 每皿 100 粒, 每粒种子之间留有均
匀的间距, 保证与胁迫溶液良好接触及足够的生长
空间, 防止种子发霉而相互感染。 分别按表 2 加入
8ml不同浓度混合溶液, 以蒸馏水处理为对照, 每个
处理 3 次重复。 将培养皿置于光照培养箱内进行种
子发芽试验。 培养条件: 光照 8h 温度为 30℃, 黑暗
16h 温度为 20℃。 每日 12 时观测记录, 并用称重法
补充蒸发的水分, 维持盐分浓度恒定。
每日观察记录种子发芽数, 统计发芽率、 发芽
指数和活力指数, 测量发芽种子根长和发芽长度;
第 7 天计算种子发芽势。 对试验进行单因素方差分
析, 数据之间进行显著性分析。
2 结果与分析
2.1 混合盐碱胁迫对紫羊茅种子发芽率的影响 (见
图 1、 图 2、 图 3)
从图 1 可知, 随着盐浓度的上升, 发芽率明显
降低 (P<0.05), 出芽时间推后。 盐浓度为 200mmol/L
时, 种子第 5 天才发芽。 当盐浓度为 300mmol/L 时,
种子失活, 发芽率为零。
草业科学
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CAOYE YU XUMU2015 年第 2 期 总第 219 期草业与畜牧
从图 2 可知, 随着碱浓度的上升, 发芽率明显
下降 (P<0.05)。 出芽时间也因浓度的升高而推迟。
当碱胁迫浓度达到 100mmol/L 时, 种子失活, 发芽
率为零。
从图 3 可知, 当胁迫条件为混合盐碱时, 紫羊
茅种子的萌发情况与单成分盐胁迫下的相似。 随着
胁迫浓度的升高, 出芽时间比其推后。
2.2 盐碱对紫羊茅种子发芽指数、 活力指数的影响
图 1 盐胁迫对紫羊茅种子发芽率的影响
图 2 碱胁迫对紫羊茅种子发芽率的影响
图 3 混合盐碱胁迫对紫羊茅种子发芽率的影响
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CAOYE YU XUMU 2015 年第 2 期 总第 219 期 草业与畜牧
(见图 4、 图 5、 图 6)
由图 4 和图 5 可知, 与对照组相比, 随着盐碱
浓度的增大, 种子的发芽指数和活力指数呈下降趋
势。 说明在盐碱存在下, 对紫羊茅种子的萌发产生
明显抑制作用 (P<0.05)。 对盐胁迫而言, 随着浓度
的增大, 发芽指数和活力指数下降的幅度不大。 对
于碱胁迫, 随着浓度的升高, 发芽指数和活力指数
下降的幅度很大。
由于种子活力指数为发芽指数与幼苗长度的乘
积, 因此, 种子的活力指数可以看出种子的发芽情
况与幼苗的生长情况。 盐度为 50mmol/L 和碱度为
12.5mmol/L即: NaCl 50mmol/L 和 Na2CO3 12.5mmol/L
的混合溶液的活力指数相对较大, 此浓度的紫羊茅
种子的发芽率相对较高而且幼苗的长势相对较好。
说明随着盐碱胁迫的加强, 种子萌发受到抑制的程度
加大, 进而明显 (P<0.05) 影响到幼苗的生长发育。
2.3 混合盐碱胁迫下紫羊茅种子幼苗和根长的影响
(见图 6)
由图 6 可知, 与对照组相比, 随着盐碱浓度的
升高, 根和苗的长度呈明显下降趋势 (P<0.05)。 但
是在单成分的盐胁迫下, 浓度为 50、 100、 200 的苗
长大致相同, 没有多大变化。 在单成分的碱胁迫和
混合盐碱胁迫下, 随着胁迫成分浓度的增大, 苗长
长度降低。
根长随着胁迫因子的浓度升高, 逐渐降低 (P<
0.05)。 在试验中, 只要有碱胁迫的存在, 根基本上都
是须根, 在单盐胁迫存在下都是直根。 通过试验可以
看出, 胁迫溶液抑制作用 Na2CO3>混合溶液>NaCl。
图 4 混合盐碱胁迫对紫羊茅种子发芽指数的影响
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图 5 混合盐碱胁迫对紫羊茅种子活力指数的影响
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CAOYE YU XUMU2015 年第 2 期 总第 219 期草业与畜牧
图 6 混合盐碱胁迫下紫羊茅种子幼苗和根长的影响
3 结论
通过对紫羊茅的发芽率、 发芽势、 发芽指数、
活力指数、 苗根生长情况的测定, 对紫羊茅在混合
盐碱胁迫下耐盐碱性的研究得出以下结论:
盐碱胁迫明显 (P<0.05) 抑制紫羊茅种子的萌
发。 特别是在碱胁迫存在下, 这种抑制作用更为明
显。
在盐碱都存在的混合盐碱胁迫下, 浓度升高,
特别是碱浓度的升高会在很大程度上抑制种子的萌
发和幼苗的生长。
紫羊茅虽然没有很好的耐盐碱性, 但是通过试
验可以看出, 在盐碱浓度较低的盐碱地还是可以种
植紫羊茅的, 继而改善土壤, 保持水土。
参考文献
[1] 韩烈保,杨碚,邓菊芬,等.草坪草种及其品种[M].北京:中国
林业出版社,1999.
[2] 王莲英 ,秦魁杰 ,等 .花卉学 [M].北京 :中国林业出版社 ,
1990.86-89.
[3] 曲宪军,朝鲁.北方地区优良草坪植物---紫羊茅[J].内蒙古
草业,2003,15(1):31.
[4] 刘自学.优质牧草紫羊茅[J].北京农业,2001,(1):31.
[5] 丁海荣,洪立洲,杨智青,等.盐碱地及其生物措施改良研究
现状[J].现代农业科技,2010,(6):299.
[6] 张天伦,何莉.贾文庆.盐胁迫下紫羊茅种子的发芽特性研
究[J].安徽农业科学,2009,37(16):7423-7424.
[7] 赵可夫 .植物抗盐生理 [M].北京 :中国科学技术出版社 ,
1993.
[8] 阎秀峰,孙国荣,李晶,等.碱性盐胁迫下星星草幼苗中几种
渗透调节物质的变化[J].植物研究,1999,19(3):347-355.
[9] 盛彦敏,石德成,肖洪兴 ,等 .不同程度碱性盐胁迫对向日葵
生长的影响[J].东北师范大学学报,1999,(4):65-69.
The Effects of Mixed Salt and Alkali Stress on the Seed Germination of Festuca rubra L.
YIN Wei, YANG Guo-zhu*, TIAN Hai-ning, MA Liao-wei
(Qinghai University, Xining 810016,China)
Abstract: The effects of salt stress, alkaline stress and salt -alkaline mixed stress on the seed germination of Festuca rubra L.
Physical index were studied through the seed germination text. As a consequence, the negative correlation of the germination rate,
germinability, germination index, vigor index and root growth of Festuca rubra L. with the stress concentration were found. Compared with
the control group, there exists a significant difference (P<0.05). Under the salt stress, with the increasing of salt concentration, the
germination rate, germinability, germination index, vigor index and root growth decreased significantly, but not much change at low
concentration. Under the alkaline stress, the decline of the rates are more obvious than the salt stress (P<0.05). But at the lower alkaline
concentration, the germination rate is slightly more than the salt stress. Under the salt-alkaline mixed stress, at low concentration, the
physical indexes are similar to the single salt stress, as the concentration increased, growth decreased rapidly(P<0.05). The experiment led
to the final conclusion that Festuca rubra L. can germinate and grow in the saline-alkali soil, which the soil is at a low concentrations of
salt and alkaline.
Key words: Festuca rubra L. ; Mixed salt-alkaline stress; Germination rate; Germinability; Germination index; Vigor index
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