6 份無芒雀麥種質耐酸堿脅迫能力比較研究

路 璐 ，黃夢琪 ，隋曉青 *，佘文靜 ，許遙遙 ，石國慶 ，張 博

（1.新疆農業大學 草業學院，烏魯木齊 830052；2.新疆農業大學 資源與環境學院，烏魯木齊 830052）

根據聯合國教科文組織和糧農組織不完全統計,全球鹽堿地面積有9.54 億hm2, 其中我國為9 913 萬hm2（主要為濱海鹽堿地）。在人工草原的建植中，牧草種子也起了關鍵的影響作用[1]。且往往堿化伴隨著鹽化同時發生，研究證明，中性鹽脅迫應稱為鹽脅迫，而堿性鹽才應該稱為堿脅迫，它們既具有相似性又不完全相同[2-4]。

本研究將對6 份無芒雀麥種質開展抗酸堿脅迫比較實驗，通過測定種子萌發特性及幼苗生長指標評估其抗逆能力，以期篩選具備較高耐酸堿能力的無芒雀麥種質，選擇把合適的種子放到合適的地區有非常重要的現實意義。同時，比較種子耐酸堿的能力可以判斷在不同的土壤環境下哪個種質最強，為不同的區域建設草地，篩選適宜的草種。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1 號種質為寧夏彭陽無芒雀麥，2 號種質為昭蘇無芒雀麥，3 號種質為寧夏固原無芒雀麥，4 號種質為新疆塔城無芒雀麥，5 號種質為內蒙古敖漢旗無芒雀麥，6 號種質為中國農科院草原所無芒雀麥。

1.2 試驗方法

依照國際種子檢驗規程，發芽采用濾紙法，試驗采用完全隨機化設計，將供試種子置于鋪有雙層濾紙的直徑為9 cm 的培養皿中，設置8個pH 梯度。配制1 mol·L-1-HCl 溶液，調節蒸餾水的 pH 分別為 3、4、5、6；配制 1 mol·L-1-NaOH 溶液，調節蒸餾水的 pH 分別為8、9、10，以 pH 為 7 的蒸餾水為對照。培養皿洗凈，于105 ℃烘干，墊入兩層濾紙，分別加入5 mL 不同pH 的溶液，各處理重復4 次。每個培養皿中放置100 粒無蕓雀麥種子。酒精消毒后用蒸餾水沖洗3 次。將培養皿至于光照培養箱內培養，每天補充相應pH 的溶液。

指標測定方法：以第1 粒種子萌發作為該種質的萌發起始，每天觀測發芽情況并記錄發芽種子數，并于發芽試驗結束后統計各處理無芒雀麥種質的發芽指數、發芽勢和發芽率。2 周后，用直尺測量幼苗根長與芽長。

1.3 數據分析

采用Excel 2010 和SPSS 20. 0 進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 不同酸堿脅迫對6 份無芒雀麥種子萌發特性的影響

2.1.1 無芒雀麥種質發芽率比較

由表 1 可知，在酸脅迫（pH 為 3~5）處理中，3 號種質和4 號種質的發芽率在90%以上，1 號種質、2 號種質和6 號種質的發芽率在80%~95%之間。結果表明除5號種質其余的種質具有較強的耐酸性。發芽率大小比較為4 號大于2 號大于3 號大于1 號大于6 號大于5 號。在堿脅迫（pH 為8~9）處理中，1 號種質、2 號種質、3 號種質和4 號種質的發芽率均在90%及以上，6 號種質的發芽率在80%~90%之間。發芽率大小比較為3 號大于2 號大于4 號大于1 號大于6號大于5 號。

表1 不同酸堿脅迫下6 份無芒雀麥種質的發芽率比較 %

2.1.2 無芒雀麥種質發芽指數比較

由表2 可知，在酸脅迫處理中，1 號種子和6 號種子的發芽指數都比對照組要低。4 號種子和5 號種子的發芽指數都比對照組要高。發芽指數大小比較為2 號大于4 號大于1 號大于3 號大于6 號大于5 號。在堿脅迫處理中，1 號種子和3 號種子的發芽指數比對照組低。2號種子、4 號種子和6 號種子的發芽指數比對照組的高。其中5 號種子的發芽指數總體顯著低于其余5 種，6號種子的發芽指數在堿環境下比在酸環境下要高16%。發芽指數大小比較為2 號＞1 號＞4 號＞6 號＞3 號＞5 號。

表2 不同酸堿度的6 份無芒雀麥種發芽指數比較

2.1.3 無芒雀麥種質發芽勢比較

發芽勢是指在發芽過程中日發芽種子數達到最高峰時，發芽的種子數占供測樣品種子數的百分率。種子發芽勢高，表示種子生活力強，發芽整齊，出苗一致。從表3可以看出，2 號種子的pH 為10 的發芽勢最高，而5 號種子的pH 為8 的發芽勢最低。在酸脅迫處理中，發芽勢大小比較為2 號大于4 號大于1 號大于6 號大于3 號大于5 號。在堿脅迫處理中，發芽勢大小比較為2 號大于4號大于3 號大于1 號大于6 號大于5 號。

表3 不同酸堿度的6 份無芒雀麥種發芽勢比較 %

2.2 不同酸堿脅迫對6 份無芒雀麥種質幼苗根長和芽長的影響

根據表4、表5 可知，在酸脅迫下，1 號種質和2 號種質的芽長顯著低于對照組，4 號種質、5 號種質和6 號種質芽長與對照差異不顯著，其中5 號種質在pH 為3時與對照組相比根長降低。在堿脅迫下，1 號種質、3 號種質、4 號種質和5 號種質的根長與對照組相比均不顯著，6 號種質在堿脅迫下根長與對照組相比顯著增高。

表4 不同酸堿脅迫下6 份無芒雀麥種質的芽長比較 mm

表5 不同酸堿脅迫下6 份無芒雀麥種質的根長比較 mm

3 討論與結論

植物生長狀態是植物對逆境脅迫最直觀的反映，也是植物耐脅迫能力強弱的綜合反映。有研究發現，pH 為3.5~5.0 的弱酸環境能促進小黑麥的種子萌發，但酸度增加到pH 為2.0 時，其萌發受到明顯抑制[5]。pH 在5.0~6.5 時，對光皮樺種子前期的萌芽速率有一定的促進作用，但當pH 降至4.5 時，明顯抑制其萌發，且隨著酸性的增強，其發芽率、發芽勢等明顯降低，當pH 降至3.5時，已不能正常發芽[6]；pH 為7.5~8.5 的弱堿性環境在一定程度上可抑制光皮樺種子的萌發，但影響不明顯，而隨著pH 上升，其發芽指標呈下降趨勢[6]。本研究發現，在溫度、光照等適宜條件下，隨著脅迫的加強，部分種子的根長芽長受到抑制。6 份無芒雀麥種子對酸脅迫和堿脅迫的耐性強弱關系為4 號大于2 號大于6 號大于1號大于3 號大于5 號。

該研究表明，pH 在3~10 時，無芒雀麥種子萌發基本未受到顯著影響，相比對照組，具有隨酸性或堿性增加而萌發活力降低的趨勢，表明無芒雀麥種子對于酸堿性具有較好的耐受力。寧夏彭陽無芒雀麥、新疆塔城無芒雀麥和中國農科院草原所無芒雀麥的發芽率對酸堿度反應較小，所以就發芽率而言，這些種子適于廣適種。綜上所述，在酸脅迫下，根長、芽長、發芽指數、發芽勢和發芽率都隨著濃度的降低而降低，堿脅迫下隨著濃度的升高而降低。無芒雀麥幼苗根長和芽長在不同pH 時處理均有顯著差異，且弱酸性條件最有利于根和芽的生長；pH 為3 和10 時，根和芽的生長受到顯著抑制，且根所受的抑制程度高于芽。