海鹽脅迫對棉花種子萌發的影響

施 洋 楊 華 施慶華 陸鎮威 陳建平 孫艷茹 高 進

（江蘇沿海地區農業科學研究所，江蘇鹽城 224002）

中國鹽堿地近1億hm2，嚴重限制了農作物的生產[1-2]。通過對植物耐鹽堿性鑒定評價，篩選和培育耐鹽植物品種，是鹽堿土改良和利用的主要途徑[3]。

種子萌發是種胚從生命活動相對靜止狀態恢復到生理活躍狀態的生長發育過程，最易受外部環境影響，其中鹽堿脅迫是最嚴重的生態限制因素之一[4]。鹽堿脅迫條件下植物種子萌發情況在一定程度上體現了植物的耐鹽堿性[5]。棉花是耐鹽先鋒作物，研發鹽堿地植棉技術是緩解糧棉爭地矛盾、發展棉花生產的有效途徑[6-7]。前人多通過室內單鹽脅迫進行棉花萌發期耐鹽性鑒定[8-10]，不能真實反映品種的耐鹽堿性。本研究采用海鹽模擬鹽堿地脅迫，旨在篩選耐鹽堿棉花材料，為推廣鹽堿地植棉技術提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

選擇長江流域種植的3個種質和2個自選材料參加試驗，分別是蘇棉22、泗抗1號、蘇棉30、H602和1138。供試海鹽為廣東省多品種鹽公司生產的海水養殖專用鹽。

1.2 試驗設計

本試驗每個供試種質均設置0（CK）、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%和1.2%共計7個海鹽濃度處理，每個處理3次重復。

1.3 試驗實施

試驗用棉花種子經濃硫酸脫絨后，選取發育正常、飽滿、成熟度均一的健康種子，用3%H2O2浸泡30 s進行消毒。從每個棉花材料中挑選50粒種子均勻放置于鋪有1層濾紙的培養皿（直徑150 mm）內，再將1張濾紙鋪于種子上，保證種子和濾紙緊貼。將配制好的海鹽水緩慢滴在濾紙上，達到濾紙濕潤且傾斜培養皿無液體流動為準。再把培養皿放置于溫度為28℃的恒溫培養箱內，定時補充蒸餾水，以保持濾紙濕潤。

1.4 測定指標與方法

于試驗第3天到第7天統計種子發芽數，并在第7天測定芽苗的下胚軸長、根長、鮮重。相關指標計算公式如下：

式中，Gt為時間t的發芽數，Dt為相應的發芽天數；u（j）為評價指標鹽害系數隸屬函數值，Xj表示第j個指標的鹽害系數值，Xmin表示第j個指標鹽害系數的最小值，Xmax表示第j個指標鹽害系數的最大值，j=1，2，…，n。同時，根據評價指標鹽害系數的總隸屬函數值來綜合評價各個棉花種質的耐鹽堿性。

1.5 數據處理

采用Excel和SPSS軟件對試驗數據進行處理與分析。

2 結果與分析

2.1 不同濃度海鹽脅迫對棉花下胚軸長、根長和鮮重的影響

由表1可知，隨著海鹽濃度的升高，5個棉花種質的下胚軸長、根長和鮮重整體上呈現下降趨勢。同一海鹽濃度處理下，不同種質的下胚軸長、根長和鮮重存在差異。以0.4%海鹽濃度為例，泗抗1號的下胚軸長較CK高1.89%，其余4個種質均低于CK，泗抗1號、蘇棉30和H602的下胚軸長無顯著差異；泗抗1號和1138的根長較CK分別高20.53%和14.21%，其余3個種質均低于CK，蘇棉22、泗抗1號和蘇棉30的根長無顯著差異；5個種質的鮮重均低于CK，且種質間差異不顯著。

表1 （續）

表1 不同濃度海鹽脅迫對棉花下胚軸長、根長和鮮重的影響

2.2 不同濃度海鹽脅迫對棉花種子發芽率、發芽勢、發芽指數和活力指數的影響

發芽率、發芽勢、發芽指數和活力指數可從不同角度反映棉花種子發芽情況。由表2可知，隨著海鹽濃度的升高，蘇棉22、泗抗1號、H602和1138的發芽率、發芽勢、發芽指數和活力指數均呈現大致下降趨勢。當海鹽濃度低于0.8%時，蘇棉30各項指標均高于CK。同一海鹽濃度處理下，不同種質的各項指標間存在差異。以0.4%海鹽濃度為例，蘇棉22和H602的發芽率、發芽勢、發芽指數和活力指數間無顯著差異，各指標表現為蘇棉30＞蘇棉22=H602＞泗抗1號＞1138。

表2 （續）

表2 不同濃度海鹽脅迫對棉花種子發芽率、發芽勢、發芽指數和活力指數的影響

2.3 不同濃度海鹽脅迫對萌發期各指標鹽害系數的影響

由圖1～7可知，隨著海鹽濃度的提高，5個棉花種質的發芽率、發芽勢、發芽指數、下胚軸長、根長、鮮重和活力指數的鹽害系數總體呈上升趨勢。0.2%和0.4%海鹽濃度處理下各指標鹽害系數多處于20%以下，且各種質之間的差異不大。當海鹽濃度達到0.6%時，各指標鹽害系數上升明顯。當海鹽濃度達到0.8%時，各指標鹽害系數大多在20%～80%之間，且各種質之間有明顯差異。當海鹽濃度達到1.0%及以上時，多數指標鹽害系數達到80%以上。海鹽濃度對各指標影響過大或過小時均不適宜作為耐鹽堿鑒定水平，故選擇0.8%海鹽濃度作為棉花萌發期耐鹽堿鑒定水平。

2.4 0.8%濃度海鹽脅迫對棉花各指標鹽害系數隸屬函數值的影響

本試驗采取發芽率、發芽勢、發芽指數、下胚軸長、根長、鮮重和活力指數等指標鹽害系數的隸屬函數值和總隸屬函數值來評價棉花種質萌發期的耐鹽堿性。鹽害系數總隸屬函數值越大，該種質的耐鹽堿性越差。由表3可知，5個棉花種質的耐鹽性表現為蘇棉 30＞H602＞蘇棉 22＞泗抗 1號＞1138。 蘇棉 30各指標的鹽害系數隸屬函數值均為0，說明該品種的耐鹽堿性較強。

表3 0.8%濃度海鹽脅迫下棉花各指標鹽害系數的隸屬函數值

3 結論與討論

本研究選取適合長江流域棉區種植的5個棉花種質作為試驗材料，研究了不同濃度海鹽脅迫對棉花發芽率、發芽勢、發芽指數、下胚軸長、根長、鮮重和活力指數的影響，并以各項指標的鹽害系數作為萌發期耐鹽堿指標，通過鹽害系數隸屬函數值來綜合評價棉花萌發期的耐鹽堿性[11-13]。結果表明，隨著海鹽濃度的升高，5個棉花種質各項指標的鹽害系數總體呈上升趨勢；海鹽脅迫對各項指標有顯著影響，但不同種質影響不同。以0.8%海鹽濃度作為棉花萌發期耐鹽堿鑒定水平，5個棉花種質的耐鹽性表現為蘇棉 30＞H602＞蘇棉 22＞泗抗 1號＞1138。

雖然棉花是中度耐鹽植物，但是棉花種質間耐鹽性存在差異[14-16]。馮國藝等[17]研究表明，早熟棉在重度鹽堿田產量最高。本研究采用海鹽模擬鹽堿地進行脅迫試驗，早熟棉品種蘇棉30在0.2%、0.4%和0.6%濃度海鹽脅迫下的發芽率、發芽勢、發芽指數和活力指數的鹽害系數均為負數，表明該品種在低濃度鹽脅迫下發芽情況良好。該品種在不同濃度海鹽脅迫下的各指標鹽害系數均低于其他4個種質，表明該品種耐鹽堿性強。據此可以推測，早熟棉的耐鹽堿性比較好，并且早熟棉一般以直播為主，果枝臺數少，適合機械化收花，早熟棉密植栽培可能會是鹽堿地植棉的較好模式。