沙土滅菌對鹽地堿蓬種子萌發(fā)及根系形態(tài)的影響

摘 "要：實驗以鹽地堿蓬為實驗對象，研究沙土滅菌對鹽地堿蓬種子萌發(fā)、幼苗生長及根系形態(tài)的影響，明確鹽地堿蓬的適宜生長條件。實驗結(jié)果表明，在水、滅菌沙土和正常沙土3種不同生長環(huán)境中，鹽地堿蓬于滅菌沙土中的發(fā)芽率最好，正常沙土次之，水中鹽地堿蓬的發(fā)芽率最低。水培的鹽地堿蓬根系較為發(fā)達(dá)，滅菌沙土的鹽地堿蓬根系在早期較正常沙土的發(fā)育得較為發(fā)達(dá)，后期正常沙土的鹽地堿蓬的根系發(fā)育逐漸逼近并有超過滅菌沙土鹽地堿蓬的根系發(fā)育的趨勢。因此，正常沙土的環(huán)境更適宜鹽地堿蓬子萌發(fā)、幼苗生長及根系發(fā)育。

關(guān)鍵詞：鹽地堿蓬；沙土滅菌；種子萌發(fā)；幼苗生長；根系形態(tài)

中圖分類號：Q945 " " "文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A " " " " "文章編號：2096-9902（2023）03-00３６-0４

Abstract： The experiment took Suaeda salsa as the experimental object to study the effects of sand sterilization on seed germination， seedling growth and root morphology of Suaeda salsa， and to determine the appropriate growth conditions of Suaeda salsa. The results showed that， In the three different growth environments of water， sterilized sand and normal sand， the germination rate of Suaeda salsa in sterilized sand was the best， followed by normal sand， and the germination rate of Suaeda salsa in water was the lowest. Root system of Suaeda salsa cultivated in water is more developed， the root system of Suaeda salsa cultivated in sterilized sand is more developed than that in normal sand in the early stage， and the root system development of Suaeda salsa cultivated in normal sand is gradually approaching and has a tendency to exceed that of Suaeda salsa cultivated in sterilized sand in the late stage. Therefore， the normal sandy soil environment is more suitable for the germination， seedling growth and root development of Suaeda salsa in salt land.

Keywords： Suaeda salsa; sand sterilization; seed germination; seedling growth; root morphology

據(jù)統(tǒng)計全世界有超過8億hm2鹽漬化土壤[1]，并且次生鹽漬化土地面積也在不斷加大，全球受鹽漬化影響的土地農(nóng)業(yè)生產(chǎn)年度損失超過120億美元[2]。通過在鹽堿地上種植鹽生植物的生物學(xué)措施，達(dá)到逐步緩解鹽堿地的目的，既避免了大量消耗人力和物力的問題，又可以達(dá)到改善生態(tài)環(huán)境的作用[3]。

鹽地堿蓬為藜科一年生草本植物[4]，是廣泛分布在我國北方鹽堿地的典型的稀鹽鹽生植物，也是黃河三角洲濱海濕地的主要植被類型之一。我國共有堿蓬屬植物20種及1變種，常見種為灰綠堿蓬和鹽地堿蓬[5]。鹽地堿蓬的籽實，是極具發(fā)展前景的油料原料；其種子可作為中藥材的原料，現(xiàn)已受到醫(yī)學(xué)界的高度關(guān)注；鹽地堿蓬鮮嫩莖也可直接食用，口感柔嫩清香；堿蓬還可作為肥皂、油漆、油墨等的原料[6]；鹽地堿蓬還可制造保健藥品和高級化妝品[7]。

我國已經(jīng)成功從鹽地堿蓬中克隆出一個耐鹽的關(guān)鍵基因，將其導(dǎo)入作物，能使植物免受鹽害，是可貴的抗基因庫[8]。國外有關(guān)于高濃度鹽脅迫對鹽地堿蓬的影響[9-10]、鹽地堿蓬異形種子的研究[11]等。國內(nèi)對鹽地堿蓬的研究尚不深入，主要側(cè)重于研究它們對鹽漬地土壤的改良作用及耐鹽性機(jī)制[12-13]，此外，還可見花粉形態(tài)[14]、葉形態(tài)結(jié)構(gòu)[15-16]及生物學(xué)特性[17]的零星報道。鹽地堿蓬的莖葉茂盛，能夠遮擋太陽光直接照射到土壤表面，減少土壤水分蒸發(fā)，幫助土壤脫鹽[18]，且藜科植物的器官具有特殊的生理抗逆能力，利用藜科植物的優(yōu)勢性，改良和恢復(fù)鹽堿化土地[19]，對全球干旱或鹽堿化荒漠地區(qū)都具有重要作用。

由于受到全球氣候變化、人口膨脹、工業(yè)污染及化學(xué)污染等因素影響，土壤次生鹽漬化日益嚴(yán)重，鹽地堿蓬作為重要的鹽生植物，種植鹽地堿蓬可以達(dá)到逐步緩解鹽堿地的目的。本次實驗希望通過研究沙土滅菌對鹽地堿蓬種子萌發(fā)及根系形態(tài)的影響，判斷鹽地堿蓬的適宜生長環(huán)境，對鹽地堿蓬的培育具有重要作用。

1 "材料與方法

供試鹽地堿蓬種子于2018年12月1日采自黃河三角洲潮間帶地區(qū)。沙土于2019年3月15日取自煙臺第一海水浴場。使用立式壓力蒸汽滅菌器，用120 ℃將正常沙土滅菌30 min[20]，放至常溫后取出，留于實驗用。使用光照培養(yǎng)箱，使水培中的鹽地堿蓬處于良好的光照條件和溫度條件（白天光照30 ℃，3級光照；晚上25 ℃，0級光照）。使用根系掃描儀，測量鹽地堿蓬根的面積、寬度、高度、根尖數(shù)、分支數(shù)和分叉數(shù)等。

1.1 "沙土滅菌對鹽地堿蓬種子萌發(fā)的影響

將正常沙土裝袋放入立式壓力蒸汽滅菌器，用120 ℃將正常沙土滅菌30 min，放至常溫后取出，留于實驗用。將鹽地堿蓬進(jìn)行正常沙土和滅菌沙土2組處理，正常沙土與滅菌沙土分別做4組重復(fù)。正常沙土每盆種下20顆種子，滅菌沙土其中一盆種下23顆種子，其余種下20顆種子（圖1）。

每間隔2 d測量鹽地堿蓬種子的萌發(fā)數(shù)，并計算種子的萌發(fā)率，計算公式為

萌發(fā)率=a/b×100%，

式中：a為發(fā)芽數(shù)；b為鹽地堿蓬種子總數(shù)。

1.2 "沙土滅菌對鹽地堿蓬根系形態(tài)影響實驗

每隔2 d測量幼苗的根長、側(cè)根數(shù)，并將數(shù)據(jù)記錄下來。因鹽地堿蓬在正常水中發(fā)育較為緩慢，故將其移入保溫箱中，保溫箱的設(shè)定為白天30 ℃，3級光照，晚上25 ℃，0級光照。且于5月1日與5月12日分別取4株水培中的鹽地堿蓬與各花盆的鹽地堿蓬各1株，合計12株，分別用根系掃描儀觀察12株鹽地堿蓬根的全長、表面積和體積等。

2 "結(jié)果與分析

2.1 "沙土滅菌對鹽地堿蓬種子萌發(fā)的影響

鹽地堿蓬在正常沙土與滅菌沙土中的萌發(fā)情況如圖2所示。

統(tǒng)計正常沙土與滅菌沙土中鹽地堿蓬種子的萌發(fā)率，并將種子萌發(fā)率的平均值制作成柱狀圖，如圖3所示。

由圖3可知，正常沙土鹽地堿蓬種子的萌發(fā)率為83.75%，滅菌沙土鹽地堿蓬種子的萌發(fā)率為97.59%，且鹽地堿蓬種子在滅菌沙土中的萌發(fā)速度較快，在第7天時便達(dá)到了96%，而正常沙土中鹽地堿蓬的種子萌發(fā)率只達(dá)到了72.5%。

2.2 "沙土滅菌對鹽地堿蓬根系形態(tài)的影響

由圖4和圖5可以看出，水培中鹽地堿蓬根的各項值均大于滅菌沙土與正常沙土中鹽地堿蓬根的值，滅菌沙土中的鹽地堿蓬在根長、根表面積、總根投影面積、總根體積和根平均直徑方面較大于正常沙土中的鹽地堿蓬，而在根尖數(shù)、分叉數(shù)和交叉數(shù)方面則是正常沙土中的鹽地堿蓬大于滅菌沙土中的鹽地堿蓬。可以看出滅菌沙土在鹽地堿蓬主根方面具有促進(jìn)作用，而在側(cè)根方面則是正常沙土的生境更適合鹽地堿蓬側(cè)根的生長。

滅菌沙土在鹽地堿蓬主根方面具有促進(jìn)作用，而在側(cè)根方面則是正常沙土的生境更適合鹽地堿蓬側(cè)根的生長。從水培中的鹽地堿蓬可以看出側(cè)根較為發(fā)達(dá)的鹽地堿蓬的根系較為茁壯。據(jù)此可以推斷，雖然滅菌沙土中鹽地堿蓬的根較正常沙土中的較長，但由于正常沙土中鹽地堿蓬側(cè)根較為發(fā)達(dá)，所以表現(xiàn)在鹽地堿蓬植株上便是滅菌沙土中的鹽地堿蓬較正常沙土中的鹽地堿蓬易伏趴，且存活率較正常沙土的鹽地堿蓬低，并且隨著鹽地堿蓬的增長，正常沙土中鹽地堿蓬的根長會逐漸逼近并有超過滅菌沙土中鹽地堿蓬總根長的趨勢。所以，正常沙土的生境較適宜鹽地堿蓬的生長。

3 "結(jié)論

本文開展了沙土滅菌對鹽地堿蓬種子萌發(fā)、幼苗生長及根系形態(tài)的影響研究，尋找一種較適宜鹽地堿蓬種子萌發(fā)、幼苗生長及根系生長環(huán)境，以便對鹽地堿蓬進(jìn)行規(guī)模化種植，改善土地環(huán)境。本文得出結(jié)論如下。

1）滅菌沙土的環(huán)境較正常沙土的環(huán)境更適宜鹽地堿蓬種子的萌發(fā)，水中的環(huán)境較次于滅菌沙土和正常沙土的環(huán)境。

2）水培中的鹽地堿蓬因其放在保溫箱中，具有較適宜的光照條件和溫度條件，水培中的鹽地堿蓬在葉片數(shù)、莖長、根長和側(cè)根數(shù)等方面均優(yōu)于滅菌沙土中與正常沙土中的鹽地堿蓬。

3）滅菌沙土中的鹽地堿蓬在早期根系生長較優(yōu)于正常沙土中的鹽地堿蓬，但由于正常沙土中的鹽地堿蓬的側(cè)根生長較優(yōu)于滅菌沙土中的鹽地堿蓬，所以正常沙土中鹽地堿蓬的根長會逐漸逼近并有超過滅菌沙土中鹽地堿蓬總根長的趨勢。

因此，正常沙土的環(huán)境更適宜鹽地堿蓬子萌發(fā)、幼苗生長及根系發(fā)育。

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