核桃種子萌發及不同鹽濃度對其生長特性的影響

牛蛉磊

（兵團第三師農業科學研究所，新疆 圖木舒克 843901）

核桃種子萌發及不同鹽濃度對其生長特性的影響

牛蛉磊

（兵團第三師農業科學研究所，新疆 圖木舒克 843901）

采用當年生新河核桃、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境，設置田園土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、節數、莖粗）、葉綠素變化。結果表明：（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，是我國重要的生態經濟樹種之一。在世界堅果生產中，我國核桃產量和栽培面積均居首位。新疆是我國核桃重要產區之一，栽培地區遍及南北疆，產量居全國前列。自20世紀80年代中葉到90年代初，新疆選育出核桃優良品種近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區推廣的主栽品種，形成了以環塔里木盆地為重要基地的特色優質林果產業帶，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，并能充分發揮環塔里木盆地的光熱資源優勢的核桃品種，是核桃大面積發展中亟待解決的關鍵問題。目前，新疆核桃大量出口英國、澳大利亞等國，蓬勃發展的林果產業和巨大的市場需求為兵團核桃走向世界提供了歷史機遇[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，已經成為影響農林生產以及生態環境的全球性問題[2-3]。根據實驗研究表明，薄殼山核桃植株在NaCl質量分數增加到0.3%時，存活率為91.1%；當質量分數增加到0.6%時，植株死亡明顯增加，存活率為60.0%；當質量分數增大到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在滲透脅迫和離子脅迫效應方面，植物體內幾乎所有的生命活動都會不同程度地受到鹽脅迫效應的影響。植物對鹽脅迫的適應性反應是一個復雜的綜合性反應[4]。鹽堿含量的多少跟植物生長量有密切關系。鹽脅迫主要是通過滲透脅迫和離子毒害對作物的生長發育產生抑制[5]。一方面，鹽脅迫造成根系滲透勢高于環境中的滲透勢，從而造成根系吸水困難；另一方面，在鹽脅迫下，Na+大量進入細胞，嚴重阻礙植物對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濃度達到0.2 mol/L時，苗高受到嚴重抑制[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，新疆核桃產業發展迅速，但是環塔里木盆地地處新疆南部，干旱缺水，土地鹽堿含量較大，對于核桃產業發展影響巨大。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。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、葉綠素變化進行了調查試驗，以為南疆核桃砧木苗耐鹽堿性提供理論依據。

2 材料與方法

2.1 試驗材料

購買完全成熟當年生優質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。在綜合性狀表現良好的母樹上采集核桃種子，要求無病蟲、無霉爛、大小均勻適中。試驗在園藝試驗站內智能溫室進行。

2.2 試驗設計

2.2.1 核桃種子外觀調查與比較

調查和田與新河的核桃種子外觀形象特征，調查指標：形狀、色澤、單果充實度、殼面刻溝、縫合線、內隔壁、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

對選取的優質核桃種子進行浸泡處理，采用清水對種子進行為期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各選取45個核桃，分為3組，每組15個，進行吸水量調查，并記錄數據。

2.2.3 核桃種植

在對浸泡處理過的種子進行種植前，需對浸泡的種子進行適當的曬種，到大部分出現裂開為止。進行無菌營養土的配置，采用1∶5的比例（一車腐熟有機肥與五車田園土），將配置好的營養土使用滅菌靈等殺菌劑進行滅菌處理。根據研究所需要調查的鹽類及鹽濃度進行土壤配置，鹽類為氯化鈉（NaCl），鹽濃度設為在原土基礎上0.08%、0.13%、0.18%。設置田園土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

觀察核桃發芽及幼苗生長情況。調查不同處理種子含水率、主根長、主根粗、根數、根面積、根體積、根干鮮重、株高、莖粗、節數、節間長、綠葉數、冠莖鮮重、冠葉干鮮重、葉面積、種子萌發發芽率、發芽時間、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，用該儀器自控系統控制CO2濃度，利用標準葉室和開放式氣路，測定不同核桃品種及不同生境葉片光合參數。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）、氣孔導度（Gs）、胞間CO2濃度（Ci）、蒸騰速率（Tr）等。采用DPS統計分析軟件對數據進行分析。

2.2.7 葉綠素測定

采用葉綠素測定儀對每個處理中隨機選擇的3片葉進行測量。

3 結果與分析

3.1 核桃種子植物學性狀

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，提高種子萌發率。核桃種子浸泡有利于去除種子中有害物質及抑制種子萌發物質，提高核桃種子萌發率。

3.3 鹽脅迫下核桃砧木苗生長狀況

鹽脅迫對植物生長發育的各個階段都有不同程度的影響，對植物會產生生理干旱、離子的毒害作用、破壞正常代謝等造成植物生長發育受阻。在不同鹽濃度環境下，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，在一定濃度內隨著鹽濃度升高對苗木生長抑制越大。從根系生長調查數據中可以看出，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鹽濃度范圍內鹽分脅迫有利于根干重的增加。NaCl脅迫不光指表現對植物根系的影響，也對植物地上部分有很大影響。冠莖鮮重、冠莖干重、葉片數、節數、冠莖含水量都表現隨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系。新河核桃在NaCl質量分數為0.08%時，株高和根長與對照相比達到顯著水平，且隨著鹽濃度升高，生物量變化越大。NaCl質量分數達到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；比較根鮮重發現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；節數，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，抗性優于新河核桃。將根系生長調查數據進行比較發現，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、莖粗、節數都隨著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，和田核桃抗性優于新河核桃，和田核桃除了主根長，其他指標均優于新河核桃。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、冠莖干重明顯高于相同NaCl鹽濃度處理。和田核桃在NaCl鹽質量分數為0.08%時，株高與對照達到顯著性差異。NaCl鹽質量分數達到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之一。葉綠素是綠色植物體內的基本色素，在光合作用的光能吸收、傳遞和轉化中起不可或缺的作用。葉綠素含量與植被的光合能力、發育階段以及氮素狀況有較好的相關性，是氮脅迫、光合作用能力和植被發育階段的指示器。

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，葉綠素整體表現小于其他處理。處理2葉綠素呈現先上升后下降趨勢，處理8葉綠素呈現先下降后上升趨勢。

4 小結

和田核桃的耐鹽脅迫能力，出苗率與成活率優于新河核桃，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，出苗延續時間較長，為3個月。新河核桃在NaCl質量分數達到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鹽質量分數達到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，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，相關鹽質量分數及鹽種類對新河核桃與和田核桃生理生化等方面的影響，還有待于進一步研究。

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2016-11-01