鹽脅迫對(duì)6份玉米材料種子萌發(fā)的影響

張培青，張連云，王俊杰，烏仁其其格，王 浩

(1.呼倫貝爾學(xué)院，內(nèi)蒙古 海拉爾 021008；2.呼倫貝爾市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心，內(nèi)蒙古 海拉爾 021008；3.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)草原與資源環(huán)境學(xué)院，呼和浩特 010019)

玉米作為分布最廣的禾本科糧食作物，栽培面積僅次于稻、麥，在糧食作物中排在第三位，也是谷類(lèi)飼料作物的主體，在中國(guó)各地廣泛種植。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前世界上鹽土面積為9.543 8億hm2，僅中國(guó)各類(lèi)鹽土總面積已達(dá)0.99億hm2[1]。土壤鹽堿化是目前制約農(nóng)牧業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵性因素。在目前人口不斷增長(zhǎng)的形式下，如何有效利用鹽化土地，增加糧食產(chǎn)量，是各國(guó)都需要考慮的問(wèn)題。

土壤中的鹽堿含量過(guò)高會(huì)對(duì)植物造成鹽害，主要表現(xiàn)為植物的生理干旱、破環(huán)植物的正常代謝，尤其是鈉鹽。鹽分在影響種子萌發(fā)方面主要體現(xiàn)在阻止水分被吸收以及有助于有毒離子的侵入并對(duì)種子形成毒害，從而導(dǎo)致種子發(fā)芽遲緩，甚至不發(fā)芽，造成損失。在影響植物生長(zhǎng)發(fā)育方面，鹽脅迫一直是限制植物生長(zhǎng)和發(fā)育的主要因子之一，當(dāng)鹽濃度達(dá)到一定程度時(shí)，會(huì)破壞植物體內(nèi)生物膜的結(jié)構(gòu)，影響植物種子的萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)，并影響其新陳代謝[2]。種子萌發(fā)階段作為植物生長(zhǎng)周期中最重要的階段之一，是自身最脆弱、對(duì)外界環(huán)境最敏感的時(shí)期,極易受到環(huán)境因子的影響[3,4,5]。

本研究探索6份玉米材料萌發(fā)期的耐鹽性，以期篩選出適宜當(dāng)?shù)佧}堿化土地種植的玉米品種，為玉米耐鹽品種選育及其在鹽堿地上的成功建植提供參考。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

試驗(yàn)玉米材料為隆平702，承單22號(hào)，先達(dá)201，罕玉1號(hào)，豐單3號(hào)以及德單1029，均由內(nèi)蒙古呼倫貝爾市種子管理中心提供。

1.2 研究方法

1.2.1種子處理

挑選無(wú)損壞籽粒飽滿大小相近的種子，經(jīng)0.1%高錳酸鉀表面消毒10 min后，去離子水沖洗3次。將NaCl溶液配成6個(gè)處理濃度：0(ck)、30、90、150、210、270 mmol/L。將培養(yǎng)皿進(jìn)行滅菌，放入2層濾紙然后放入種子，每個(gè)處理20粒種子，3次重復(fù)。分別滴加適量各處理NaCl溶液并將種子置于25 ℃的光照培養(yǎng)箱中進(jìn)行催芽培養(yǎng)，光照強(qiáng)度為3 000 lx，每天光照12 h。每日補(bǔ)充蒸發(fā)掉的溶液，發(fā)芽開(kāi)始后，每天記載相應(yīng)數(shù)據(jù)，連續(xù)3 d發(fā)芽種子數(shù)無(wú)增長(zhǎng)，視為發(fā)芽完成。

1.2.2測(cè)定指標(biāo)與計(jì)算

本試驗(yàn)測(cè)定指標(biāo)及計(jì)算方法：

發(fā)芽率(%)=(發(fā)芽試驗(yàn)期間全部正常發(fā)芽數(shù)/供試種子數(shù))×100%；

發(fā)芽指數(shù)=∑Gt/Dt；

活力指數(shù)=發(fā)芽指數(shù)×L；

式中：Gt為t天內(nèi)種子萌發(fā)總數(shù),Dt為相對(duì)應(yīng)的種子發(fā)芽天數(shù)，L為種子根長(zhǎng)和芽長(zhǎng)之和。

相對(duì)發(fā)芽率(%)=(處理發(fā)芽率/對(duì)照發(fā)芽率)×100%；

相對(duì)發(fā)芽指數(shù)=處理發(fā)芽指數(shù)/對(duì)照發(fā)芽指數(shù)；

相對(duì)活力指數(shù)=處理活力指數(shù)/對(duì)照活力指數(shù)；

胚芽及胚根長(zhǎng)度使用游標(biāo)卡尺進(jìn)行測(cè)量。

2 結(jié)果與分析

2.1 NaCl脅迫對(duì)玉米材料種子相對(duì)發(fā)芽率的影響

NaCl濃度對(duì)6份不同玉米材料的相對(duì)發(fā)芽率都有一定影響，隨著NaCl濃度的增加整體呈明顯下降趨勢(shì)。NaCl濃度在30～210 mmol/L之間時(shí)，除豐單3號(hào)外，其余材料相對(duì)發(fā)芽率沒(méi)有顯著變化，當(dāng)NaCl濃度為270 mmol/L時(shí)，各份玉米材料的相對(duì)發(fā)芽率出現(xiàn)顯著變化。方差分析結(jié)果表明，豐單3號(hào)與其它5個(gè)品種差異顯著，其他品種間無(wú)顯著差異(p>0.05)。見(jiàn)圖1。

2.2 NaCl脅迫對(duì)玉米材料種子相對(duì)發(fā)芽指數(shù)的影響

NaCl濃度對(duì)6份不同玉米材料的相對(duì)發(fā)芽指數(shù)都有一定影響，隨著NaCl濃度的增加整體呈下降趨勢(shì)。NaCl濃度從90 mmol/L開(kāi)始，6份玉米材料種子的相對(duì)發(fā)芽指數(shù)下降趨勢(shì)明顯，當(dāng)NaCl濃度從150 mmol/L到210 mmol/L時(shí)，各份玉米材料種子之間相對(duì)發(fā)芽指數(shù)出現(xiàn)明顯差異，當(dāng)NaCl濃度達(dá)到270 mmol/L時(shí)，各份玉米材料相對(duì)發(fā)芽指數(shù)差異顯著(p<0.05)。隆平702在所有供試材料中相對(duì)發(fā)芽指數(shù)高于其他材料。見(jiàn)圖2。

2.3 NaCl脅迫對(duì)玉米材料種子相對(duì)活力指數(shù)的影響

NaCl濃度對(duì)6份不同玉米材料的相對(duì)活力指數(shù)都有一定影響，隨著NaCl濃度的增加整體呈明顯下降趨勢(shì)。當(dāng)NaCl濃度達(dá)到210 mmol/L時(shí)，罕玉1號(hào)和豐單3號(hào)的相對(duì)活力指數(shù)最低，與其他玉米材料種子相對(duì)活力指數(shù)差異顯著(p<0.05)。見(jiàn)圖3。

2.4 NaCl脅迫對(duì)玉米材料種子相對(duì)胚根長(zhǎng)的影響

由表1可知，NaCl濃度對(duì)不同玉米材料的胚根長(zhǎng)都有一定影響。除30 mmol/L NaCl濃度外，其他NaCl濃度下的胚根長(zhǎng)與對(duì)照均有顯著差異(p<0.05)，隨著NaCl濃度的增大，胚根生長(zhǎng)受到的抑制力也在增強(qiáng)。當(dāng)NaCl濃度達(dá)到270 mmol/L時(shí)，相對(duì)胚根長(zhǎng)是對(duì)照的44%。6份玉米材料間的相對(duì)胚根長(zhǎng)差異明顯，承單22號(hào)、先達(dá)201、德單1029、罕玉1號(hào)和隆平702與于豐單3號(hào)的相對(duì)胚根長(zhǎng)差異顯著(p<0.05)。

表1 不同NaCl濃度的下玉米材料相對(duì)胚根長(zhǎng)

2.5 NaCl脅迫對(duì)玉米材料種子相對(duì)胚芽長(zhǎng)的影響

由表2可知，6份不同玉米材料的相對(duì)胚芽長(zhǎng)在各NaCl濃度處理下都產(chǎn)生了一定的變化。方差分析結(jié)果表明，當(dāng)NaCl濃度為30 mmol/L，相對(duì)胚芽長(zhǎng)與對(duì)照差異不顯著(p>0.05)，當(dāng)NaCl濃度在90 mmol/L以上時(shí)，相對(duì)胚芽長(zhǎng)與對(duì)照差異顯著(p<0.05)，且NaCl濃度越大，抑制作用越明顯。在6份玉米材料間，先達(dá)201、隆平702與豐單3號(hào)的相對(duì)胚芽長(zhǎng)差異顯著(p<0.05)，德單1029、罕玉1號(hào)和承單22號(hào)相對(duì)胚芽長(zhǎng)差異顯著(p<0.05)。

表2 不同NaCl濃度的下玉米材料相對(duì)胚芽長(zhǎng)

3 結(jié)論與討論

土壤鹽堿化鹽漬化問(wèn)題一直是影響我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要環(huán)境問(wèn)題，如何有效利用鹽漬化土地是當(dāng)前迫切需要解決的問(wèn)題。種子的耐鹽性都是由遺傳基因決定的，但在不同的環(huán)境中鹽含量也是不同的，在不同鹽濃度情況下選擇適宜的種子材料尤為重要。鹽脅迫可能阻止種子萌發(fā)，但不使種子喪失活力；可能延遲但不阻止種子萌發(fā)；當(dāng)鹽濃度達(dá)到一定程度或持續(xù)一定時(shí)間還可能造成種子永久性失去活力[6-7]。常紅軍等[8]，秦雪峰等[9]和金正律等[10]研究了鹽脅迫和品種對(duì)玉米種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)的影響，但對(duì)互作沒(méi)有進(jìn)一步的試驗(yàn)研究。本研究在鹽脅迫與不同玉米材料間的互作分析中顯示，對(duì)供試玉米材料種子萌發(fā)測(cè)定的指標(biāo)中，胚芽長(zhǎng)受到了顯著影響。

本研究中，隨著NaCl濃度的增大，6份不同材料玉米種子所測(cè)指標(biāo)整體都呈明顯的下降趨勢(shì)。試驗(yàn)結(jié)果表明，NaCl脅迫對(duì)6份不同材料玉米種子間的相對(duì)發(fā)芽率差異顯著，先達(dá)201、德單1029、罕玉1號(hào)和隆平702的相對(duì)發(fā)芽率顯著高于承單22號(hào)和豐單3號(hào)；當(dāng)NaCl濃度大于等于90 mmol/L時(shí)，幼苗的胚根長(zhǎng)及胚芽長(zhǎng)開(kāi)始受到不同程度的抑制作用，當(dāng)NaCl濃度為270 mmol/L時(shí)，各材料間幼苗的相對(duì)胚芽長(zhǎng)差異顯著；從NaCl脅迫下的相對(duì)發(fā)芽率、相對(duì)發(fā)芽發(fā)芽指數(shù)、相對(duì)活力指數(shù)、幼苗相對(duì)胚根長(zhǎng)、相對(duì)胚芽長(zhǎng)等指標(biāo)看，承單22號(hào)，先達(dá)201，德單1029、罕玉1號(hào)和隆平702的耐鹽性顯著高于豐單3號(hào)，隆平702耐鹽性最好。