全 文 :黑龙江农业科学2012(7):119~122
Heilongjiang Agricultural Sciences 草 业
混合盐碱胁迫对3种无芒雀麦种子萌发及
幼苗生长的影响
韩 萌1,张月学2,潘多锋2,申忠宝2,王建丽2,张瑞博2,高 超2
(1.哈尔滨师范大学 生命科学与技术学院,黑龙江 哈尔滨150080;2.黑龙江省农业科学院 草业
研究所,黑龙江 哈尔滨150086)
摘要:为了探讨无芒雀麦种子和幼苗的耐盐碱能力,在无芒雀麦种子萌发过程中,用浓度为0、20、40、60、80、100、
120mmol·L-1的NaCl、Na2SO4、NaHCO3和Na2CO3混合液进行胁迫,研究了胁迫对3个无芒雀麦品种的种子萌
发及幼苗生长的影响。结果表明:低浓度的混合胁迫处理促进无芒雀麦 mancher的萌发和幼苗生长,其它2个
品种均表现为抑制作用。当混合盐碱胁迫浓度小于60mmol·L-1时3个无芒雀麦品种的发芽率、发芽指数、活力
指数和幼苗生长差异不明显(P>0.05);当浓度高于60mmol·L-1后各个指标都急剧下降,且与对照差异极显
著(P<0.01)。混合盐碱浓度大于20mmol·L-1时抑制无芒雀麦幼苗的生长,对根的抑制作用强于对苗的抑制
作用。
关键词:无芒雀麦;盐碱胁迫;发芽率;幼苗生长
中图分类号:S543+.8 文献标识码:A 文章编号:1002-2767(2012)07-0119-04
收稿日期:2012-04-06
基金项目:国家国际科技合作资助项目(2011DFR30840-11);
黑龙江省农业科技创新工程种子创新基金资助项目(2010-
10);黑龙江省科技厅科技成果推广重点资助项目(TC10
B0703)
第一作者简介:韩萌(1988-),女,黑龙江省双城市人,在读硕
士,从事牧草遗传育种研究。E-mail:hanmeng426@163.com。
通讯作者:张月学(1953-),女,黑龙江省巴彦县人,研究员,从
事牧草育种和栽培方面的研究。E-mailzyxnky@163.com。
土壤盐渍化是影响生态环境的严重问题。目
前,我国可耕地面积急剧下降,而不合理灌溉、耕作
等又造成了大量良田的次生盐渍化,耕地面积迅速
接近红色警戒线,因此如何利用和开发我国667万
hm2 的盐渍化土壤就成为我国农业生产和改善生
态环境中十分迫切和重要的任务[1]。
实践表明,种植耐盐碱植物是进行盐碱地改良
的经济有效措施[2-3]。无芒雀麦为多年生禾本科植
物,是世界上分布较广、应用较多的优良牧草。其
产量高、品质优良、生长快、竞争力强,为我国温带
和寒温带建造人工草地的当家草种。目前对无芒
雀麦的研究较多,但在耐盐碱性方面的研究较
少[4-5]。该试验以3种适宜黑龙江地区生长种植的
无芒雀麦品种为材料,将2种中性盐 NaCl和
Na2SO4及两种碱性盐 NaHCO3和 Na2CO3按不同
比例混合,通过不同浓度的盐碱胁迫对无芒雀麦种
子萌发和幼苗生长特性的影响,探讨无芒雀麦种子
和幼苗的耐盐碱能力,为盐碱地种植无芒雀麦提供
技术支持。
1 材料与方法
1.1 材料
试验用的3个无芒雀麦品种均由黑龙江省农
业科学院草业研究所提供,其中,无芒雀麦耐卡引
自保加利亚,无芒雀麦 mancher引自美国,无芒雀
麦农菁6号为自育品种。
1.2 方法
1.2.1 混合盐碱液的配比 根据松嫩平原盐碱地
盐分组成,将NaCl、Na2SO4、NaHCO3和Na2CO3,按
1∶9∶9∶1的比例配成混合盐碱溶液进行胁迫处
理[5],处理浓度分别为0、20、40、60、80、100和
120mmol·L-1,分别记作CK、T1、T2、T3、T4、T5和
T6。各处理溶液的pH及阴阳离子浓度见表1。
表1 盐碱浓度配比及胁迫因素
Table 1 The ratio of complex saline-alkaline
solution and stress factors
处理
Treatment
pH Na+ Cl - SO42- HCO3 - CO2-3
CK 7.00 0 0 0 0 0
T1 8.26 30.00 0.64 9.00 9.00 0.64
T2 8.38 60.00 1.28 18.00 18.00 1.28
T3 8.45 90.00 1.92 27.00 27.00 1.92
T4 8.53 120.00 2.56 36.00 36.00 2.56
T5 8.61 150.00 3.20 45.00 45.00 3.20
T6 8.73 180.00 3.84 54.00 54.00 3.84
1.2.2 发芽方法 发芽床采用滤纸法。在洗净
烘干的培养皿(直径9cm)中铺双层滤纸,分别加
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草 业 黑 龙 江 农 业 科 学 7期
入不同处理浓度盐碱溶液至滤纸饱和(浓度为0、
20、40、60、80、100、120mmol·L-1,以蒸馏水为对
照组),摆入饱满的无芒雀麦种子50粒,每处理3
次重复。培养条件为白天28℃,夜晚16℃,每天
16h光照,8h黑暗。每2d称重补充所失水分。
从处理第2天开始,每24h统计发芽种子数,
14d统计发芽率[6]。发芽试验结束后随机取10
个幼苗,测量苗长与根长。
发芽率/%=(发芽种子数/总种子数)×100,
发芽指数GI=∑(Gi/Di)(Gi为第i天的发芽
率,Di为天数[7]),活力指数VI=GI×S(S为幼
苗长度)。
1.2.3 数据处理与分析 利用SPSS11.0软件
进行数据统计,单因素方差分析用 one-way
ANOVA进行,Excel制图。
2 结果与分析
2.1 混合盐碱胁迫对3种无芒雀麦种子萌发的
影响
2.1.1 混合盐碱胁迫对3种无芒雀麦种子发芽
率的影响 由表2可知, 无芒雀麦耐卡和农菁6
号的发芽率随着混合溶液浓度的增加而降低。
T1处理后无芒雀麦 mancher的发芽率高于对
照,说明低浓度的混合胁迫处理可以促进该品种
的萌发。T1~T3(处理浓度为0~60mmol·L-1)
间的发芽率差异不明显,3个品种的发芽率在T4、T5
和T6(处理浓度为80、100和120mmol·L-1)都极显
著低于对照和其它处理(P<0.01)。相关分析结
果表明,无芒雀麦发芽率与混合盐碱胁迫浓度呈
极其显著的负相关关系(见图1)。进一步进
行回归分析,得出发芽率与混合盐碱浓度的直
线回归方程,并令相对发芽率(以对照处理为
100.00%)为75.00%,50.00%和25.00%分别计
算出种子发芽盐胁迫浓度的适宜值、临界值和极
限值[8]。无芒雀麦耐卡种子萌发混合盐碱胁迫浓
度的适宜值和临界值、极限值分别为43.29、
71.32和99.36mmol·L-1;无芒雀麦mancher分别
为25.86、58.51和91.12mmol·L-1;农菁6号
分别为16.58、50.45和84.33mmol·L-1(见
表3)。
2.1.2 混合盐碱胁迫对3种无芒雀麦种子发芽
指数 发芽指数不仅反映种子累积发芽率,同时
表2 混合盐碱胁迫下3个无芒雀麦品种发芽率显著性比较
Table 2 Comparison on the significance of germination rate of
three smooth brome vatieties under saline-alkaloid stress
处理
Treatment
耐卡
Naika
降低率/%
Reducedrate
mancher
降低率/%
Reducedrate
农菁6号
Nongjing No.6
降低率/%
Reducedrate
CK 96.0±2.8A - 78.7±5.7A - 82.0±3.4A -
T1 95.3±2.7A 0.73 84.0±2.4A 6.73 70.0±4.6AB 14.63
T2 90.7±3.5A 5.52 73.3±3.1AB 6.86 67.3±1.8AB 17.93
T3 80.7±1.4A 15.94 66.0±2.7B 16.14 52.7±2.7B 35.73
T4 48.0±4.2B 50.00 32.7±2.8C 58.45 18±0.8C 78.05
T5 8.0±3.7C 91.67 6.0±1.7D 92.38 10.0±1.3CD 87.80
T6 2.0±0.8D 97.92 1.3±1.3D 98.35 0.67±0.2D 99.18
注:同一列不同大写字母表示差异极显著(P<0.01)。下同。
Note:The different capital letters within rows mean significant differences at 0.01level.The same below.
表3 无芒雀麦种子发芽率与混合盐碱浓度的关系
Table 3 Relationship between germination rate and
saline-alkaloid concentration of three smooth brome varieties
品种
Vatiety
相关系数
Related coefficient
回归方程
Regression equation
混合盐碱浓度/mmol·L-1 Saline-alkaloid concentration
适宜值
Appropriate value
临界值
Critical value
极限值
Ultimate value
耐卡 Naika 0.94** y=113.5964-0.8916x 43.29 71.32 99.36
mancher 0.94** y=94.8000-0.7657x 25.86 58.51 91.12
农菁6号 Nongjing No.6 0.97** y=87.2339-0.7380x 16.58 50.45 84.33
注:**表示差异极显著。
Note:** means significant difference at 0.01level.
021
7期 韩 萌等:混合盐碱胁迫对3种无芒雀麦种子萌发及幼苗生长的影响 草 业
图1 无芒雀麦发芽率与处理浓度的线性关系
Fig.1 Linear relationship between germination rate and
concentration of smooth brome varieties
还可体现种子萌发速度和发芽整齐程度。发芽
高,表明植物种子萌发速度越快,萌发越整齐。与
发芽率的变化不同,T1处理后的无芒雀麦耐卡和
mancher的发芽指数略高于对照,其它5个处理
则低于对照,说明较低浓度处理后无芒雀麦耐卡
和mancher的萌发速度和发芽整齐度高。农菁6
号无芒雀麦的发芽指数随处理浓度的增加而逐渐
降低。处理浓度大于60mmol·L-1后,发芽指数
极显著低于CK、T1、T2和T3(见表4)。
2.1.3 混合盐碱胁迫对3种无芒雀麦种子活力
指数的影响 活力指数是反映种子活力差异的一
个直观指标,活力指数越高表明种子活力越强。
从表4中可以看出,混合盐碱胁迫后3个无芒雀
麦品种的种子活力指数均下降,当处理浓度达到
60mmol·L-1 时,种子活力指数极显著低于
对照(P<0.01)。
表4 混合盐碱胁迫下3种无芒雀麦的发芽指数和活力指数比较
Table 4 The change of germination index and vigor index of three smooth
brome vatieties under saline-alkaloid stress
处理
Treatment
耐卡Naika mancher 农菁6号 Nongjing No.6
发芽指数
Germination index
活力指数
Vigor index
发芽指数
Germination index
活力指数
Vigor index
发芽指数
Germination index
活力指数
Vigor index
CK 102.87A 788.01A 92.77A 749.01A 92.10A 775.18A
T1 104.24A 782.19A 99.16A 706.90A 76.38A 518.14A
T2 91.30A 570.05A 83.24A 532.76A 71.83A 395.78AB
T3 55.53B 254.73B 43.95B 201.33B 34.46B 119.02B
T4 21.56C 5.44C 16.80C 48.86C 9.83C 20.61C
T5 3.10D 1.50D 1.84D 1.12D 4.37C 4.89D
T6 2.09D 2.16D 0.27D 0.06E 2.32C 3.71D
图2 混合盐碱胁迫下3种无芒雀麦种子的苗长和根长
Fig.2 Comparison on the shoot height and root length of
three smooth brome varieties under saline-alkaloid stress
2.2 混合盐碱胁迫对3种无芒雀麦幼苗生长的
影响
由图2可知,T1处理下的无芒雀麦 mancher
幼苗苗长略高于对照,而其它处理低于对照,表明
T1处理对其幼苗生长有促进作用,而高浓度表现
为抑制作用。其它2个品种处理后苗长和根长都
低于对照,说明混合盐碱胁迫抑制其幼苗生长。
对根冠比影响的结果为:混合盐碱胁迫后无
芒雀麦mancher和无芒雀麦农菁6号的根冠比均
小于对照,说明胁迫对2种牧草根的作用强于对
幼苗的作用。无芒雀麦耐卡的表现略有不同,表
现在T5处理的根冠比大于T3处理,说明此时高
浓度混合盐碱胁迫对幼苗的抑制作用大于对根的
抑制作用(见表5)。
表5 混合盐碱胁迫下3种无芒雀麦的根冠比比较
Table 5 Comparison on the rate of root and
shoot of three smooth brome varieties
under saline-alkaloid stress
处理
Treatment
耐卡
Naika
mancher
农菁6号
Nongjing No.6
CK 0.5025 0.4228 0.7715
T1 0.4136 0.3396 0.4246
T2 0.2322 0.2078 0.2456
T3 0.0807 0.0961 0.1361
T4 0.0264 0.0218 0.0541
T5 0.1236 0 0.0506
T6 0.0645 0 0
3 结论与讨论
盐胁迫抑制植物的生长发育,造成植物生理代
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草 业 黑 龙 江 农 业 科 学 7期
谢紊乱,整个生育期都有不同的表现形式。种子萌
发和幼苗阶段是牧草对盐胁迫最敏感的时期。在
种子萌发阶段,盐胁迫主要表现在抑制种子萌发、
胚根、胚芽生长和长势方面。种子能够在盐碱胁迫
下萌发出苗,是植株在盐碱条件下生长发育的前
提。生长抑制是植物响应盐渍生境最敏感的生理
过程,当植物被转移到盐境中几分钟后,生长速度
即有所下降[9]。盐胁迫导致叶片、茎和根的鲜重和
干重明显减轻,番茄随盐度增加,枝重、株重、每株
叶片数、根长和根表面积等显著下降[10]。
该研究结果表明:(1)混合盐碱胁迫对无芒雀
麦种子萌发和幼苗生长的影响因品种而异。低浓
度的混合胁迫处理促进无芒雀麦 mancher的萌
发和幼苗生长,其它2个品种均表现为抑制作用。
当混合盐碱胁迫浓度小于60mmol·L-1时3个无
芒雀麦品种的发芽率、发芽指数、活力指数和幼
苗生长差异不明显 (P>0.05),当浓度高于
60mmol·L-1后各个指标都急剧下降,且与对照差
异极显著(P<0.01)。这与毛培春[11]、纪荣花[12]
等人的研究结果基本相似;(2)无芒雀麦耐卡种子
萌发混合盐碱胁迫浓度的适宜值、临界值和极限值
分别为43.29、71.32和99.36mmol·L-1;无芒雀麦
mancher分别为25.86、58.51和91.12mmol·L-1;
农菁6号分别为16.58、50.45和84.33mmol·L-1;
(3)混合盐碱胁迫抑制无芒雀麦幼苗的生长,对根
的抑制作用强于对苗的抑制作用。
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Effects of Saline-alkaloid Stress on the Seed Germination and
Seedling Growth of Three Smooth Brome Varieties
HAN Meng1,ZHANG Yue-xue2,PAN Duo-feng2,SHEN Zhong-bao2,WANG Jian-li 2,
ZHANG Rui-bo2,GAO Chao2
(1.Life Science and Technology Colege of Harbin Normal University,Harbin,Heilongjiang
150080;2.Pratacultural Sciences Institute of Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences,
Harbin,Heilongjiang 150086)
Abstract:In order to discuss the saline-alkaloid-resistant ability of smooth brome,different concentration of sa-
line-alkaloid liquor(0,20,40,60,80,100,120mmol·L-1)mixed with NaCl,Na2SO4,NaHCO3and Na2CO3were
used in smooth brome seed germination process.The effects of different concentration saline-alkaloid stress on
the seed germination and seedling growth of three smooth brome varieties were studied.The results showed
that low concentration of saline-alkaloid stress improved seed germination ability of mancher,and the other two
varieties performing for the inhibition.When the saline-alkaloid concentration was under 60mmol·L-1,the ger-
mination rate,germination index,vigor index and seedling growth were not significant(P>0.05);While the sa-
line-alkaloid concentration was exceed 60mmol·L-1,al indexes fel sharply,and very significant difference com-
pared to that of the control(P<0.01).When the saline-alkaloid concentration was more than 20mmol·L-1,the
growth of seedling of three smooth brome varieties were inhibited,inhibition of root was higher than seedling
inhibitory.
Key words:smooth brome;saline-alkaloid stress;germination rate;seedling growth
(该文作者还有李道明、邸桂丽,单位同第二作者)
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