海水和NaCl脅迫對(duì)水稻種子萌發(fā)與幼苗生長(zhǎng)影響的比較

王恩旭 張方亮 商德虎 王罡 季靜

摘要：以水稻品種徐稻6號(hào)為材料，研究NaCl和海水兩種鹽脅迫對(duì)種子萌發(fā)（發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率）和幼苗生長(zhǎng)（根數(shù)、苗高、根長(zhǎng)、苗重、根重）的影響。結(jié)果表明：在NaCl和海水脅迫下，徐稻6號(hào)除在低濃度NaCl溶液脅迫下對(duì)根長(zhǎng)有促進(jìn)作用外，兩種鹽脅迫下發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、根數(shù)、苗高、根長(zhǎng)、苗重、根重均隨鹽濃度的增加各性狀值呈下降趨勢(shì)。海水溶液各濃度處理徐稻6號(hào)時(shí)，種子的發(fā)芽率與對(duì)照間未出現(xiàn)顯著性差異。

關(guān)鍵詞：水稻；鹽脅迫；種子萌發(fā)；幼苗生長(zhǎng)

中圖分類號(hào)：S511.034文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào)：A文章編號(hào)：1001-4942（2016）10-0054-04

土壤鹽漬化對(duì)農(nóng)業(yè)的威脅是一個(gè)全球性問題。全世界鹽漬土約10×108 hm2，約占陸地總面積的10%，我國約有鹽漬土2 700×104 hm2[1]。鹽漬化土壤中高濃度的鹽分對(duì)植物有一定影響，特別是對(duì)非鹽生植物。不同植物其抗鹽性有差異，甚至同一種植物不同生態(tài)類型對(duì)不同鹽分脅迫的反應(yīng)也有區(qū)別。沿海地區(qū)的鹽堿地鹽分組成以NaCl為主，且含鹽量越大，NaCl占的比例越大。NaCl脅迫抑制玉米[2]、小麥[3]、水稻[4-7]等主要糧食作物的種子萌發(fā)與生長(zhǎng)已有研究報(bào)道。海水的鹽分組成也以NaCl為主，海水對(duì)植物種子萌發(fā)與生長(zhǎng)影響的研究在玉米[8，9]、水稻[10]、黑麥草[11]等作物上也有報(bào)道。隨著我國人口增加及工業(yè)的高速發(fā)展，可耕地面積呈下降態(tài)勢(shì)，不合理灌溉又造成大量良田的次生鹽漬化。因此，開發(fā)和利用大面積的鹽漬化土地、利用耐鹽植物資源發(fā)展鹽漬地生態(tài)農(nóng)業(yè)顯得十分迫切和必要。水稻是我國主要農(nóng)作物之一，本研究用NaCl溶液和海水對(duì)水稻進(jìn)行鹽脅迫處理，來探討兩種鹽脅迫對(duì)水稻種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的影響，以期為沿海灘涂地種植業(yè)的進(jìn)一步開發(fā)奠定理論基礎(chǔ)。

1材料與方法

以水稻品種徐稻6號(hào)為試材，將種子分別用NaCl溶液和海水溶液脅迫。NaCl濃度為25、50、75、100、125、150、175、200 mmol/L，同時(shí)用海水配制上述各NaCl濃度溶液，兩種溶液均以清水為對(duì)照。每個(gè)濃度處理設(shè)4次重復(fù)，每重復(fù)50粒種子。

將挑選的水稻種子放入各濃度處理的兩種鹽溶液中浸種12 h，后將種子均勻擺放到分別含有不同濃度鹽溶液的培養(yǎng)皿中，放入25℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。每日觀察種子發(fā)芽與生長(zhǎng)情況，統(tǒng)計(jì)種子發(fā)芽個(gè)數(shù)，計(jì)算發(fā)芽勢(shì)（3 d時(shí)正常發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù)）和發(fā)芽率（7 d時(shí)正常發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù)）。根據(jù)幼苗生長(zhǎng)狀況，14 d時(shí)計(jì)數(shù)根長(zhǎng)，測(cè)量苗高和根長(zhǎng)，稱量苗重和根重。

用Microsoft Excel 2007作圖，用SPSS 19.0軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2結(jié)果與分析

2.1兩種鹽溶液脅迫對(duì)水稻種子發(fā)芽勢(shì)的影響

由圖1可知，在各濃度NaCl和海水脅迫下徐稻6號(hào)發(fā)芽勢(shì)隨鹽濃度增加呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，NaCl各濃度的發(fā)芽勢(shì)變化在0～73.13%，海水各濃度的發(fā)芽勢(shì)為18.75%～73.13%。在相同鹽濃度下，NaCl處理的發(fā)芽勢(shì)低于海水處理。兩種鹽處理均在25 mmol/L時(shí)發(fā)芽勢(shì)顯著低于對(duì)照。

2.2兩種鹽溶液脅迫對(duì)水稻種子發(fā)芽率的影響

由圖2可見，各濃度NaCl處理下徐稻6號(hào)發(fā)芽率變化為32.50%～98.13%，NaCl濃度為25 mmol/L時(shí)與對(duì)照間無顯著差異，而兩者顯著高于其它濃度處理。海水脅迫下各濃度處理發(fā)芽率為90.00%～98.13%，經(jīng)方差分析，海水各濃度間沒有顯著性差異。

2.3兩種鹽溶液脅迫對(duì)水稻幼苗根數(shù)的影響

圖3是兩種鹽脅迫下徐稻6號(hào)單株幼苗的根數(shù)，隨鹽濃度的增加徐稻6號(hào)幼苗根數(shù)依次減少。NaCl和海水處理，均在50 mmol/L時(shí)根數(shù)顯著低于對(duì)照；在200 mmol/L NaCl脅迫和海水處理時(shí)，徐稻6號(hào)單株幼苗根數(shù)分別為1.05條和1.15條根，表現(xiàn)為兩種鹽脅迫相同濃度時(shí)其幼苗根數(shù)相近。

2.4兩種鹽溶液脅迫對(duì)水稻幼苗苗高和根長(zhǎng)的影響

由圖4A可知，徐稻6號(hào)經(jīng)不同濃度NaCl和海水處理后，苗高隨鹽濃度增加呈迅速下降趨勢(shì)。NaCl和海水濃度均為25 mmol/L時(shí)苗高顯著低于對(duì)照，125 mmol/L時(shí)苗高均不足2 cm。

NaCl濃度為25、50 mmol/L時(shí)脅迫處理的根長(zhǎng)顯著高于對(duì)照（圖4B），即低濃度的NaCl能促進(jìn)幼苗根的生長(zhǎng)，此后隨著NaCl溶液濃度增加根長(zhǎng)降低，NaCl濃度為100 mmol/L時(shí)顯著低于對(duì)照。用不同濃度的海水處理時(shí)，徐稻6號(hào)根長(zhǎng)隨鹽度增加而下降，25、50 mmol/L時(shí)與對(duì)照無顯著差異，75 mmol/L時(shí)根長(zhǎng)顯著低于對(duì)照。

2.5兩種鹽溶液脅迫對(duì)水稻幼苗苗重、根重的影響

圖5顯示，隨著鹽濃度的增加，徐稻6號(hào)單株苗重與單株根重均呈現(xiàn)出明顯的下降趨勢(shì)。其中兩種鹽脅迫對(duì)苗重的影響趨勢(shì)相同，在濃度為25 mmol/L時(shí)顯著低于對(duì)照，在濃度為100 mmol/L時(shí)苗重均不足對(duì)照的一半。NaCl和海水處理的單株根重均在25 mmol/L時(shí)顯著低于對(duì)照。

3討論與結(jié)論

在NaCl脅迫下徐稻6號(hào)的發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率分別在濃度為25 mmol/L和50 mmol/L時(shí)顯著低于對(duì)照，苗高、苗重、根重均在25 mmol/L時(shí)顯著低于對(duì)照；根數(shù)在50 mmol/L時(shí)顯著低于對(duì)照；根長(zhǎng)在25、50 mmol/L時(shí)顯著高于對(duì)照，75 mmol/L時(shí)與對(duì)照無顯著差異，100 mmol/L之后顯著低于對(duì)照。徐稻6號(hào)在NaCl脅迫下表現(xiàn)出地上部比根部對(duì)鹽害更為敏感，這與前人的研究結(jié)果相似[4，5]。

關(guān)于用海水處理研究植物鹽脅迫反應(yīng)的報(bào)道不多，而且所使用海水的濃度計(jì)算方法各異。在玉米海水脅迫研究方法中，彭小紅等[8]使用直接取自昌黎黃金海岸的海水（粗鹽含量3.5%）作澆灌處理， 結(jié)果表明，鹽脅迫下光合色素和可溶性蛋白含量均下降，光合速率也下降；POD、SOD活性有的品種上升有的品種下降；游離脯氨酸和丙二醛含量都增加。關(guān)洪斌等[9]用海水和其1/4、1/3、1/2濃度水進(jìn)行處理， 結(jié)果表明，海水脅迫抑制玉米根的生長(zhǎng)，而在海水脅迫的同時(shí)用水楊酸處理，能使玉米根內(nèi)的可溶性糖、可溶性蛋白質(zhì)及脯氨酸含量增加，從而提高玉米根對(duì)抗海水脅迫的作用，使玉米能在海水脅迫下生長(zhǎng)。潘曉飚等[10]用海水與淡水混合調(diào)配至鹽濃度為0.5%左右，于水稻2葉1心期開始進(jìn)行全生育期灌溉脅迫， 結(jié)果表明：不同群體的田間耐鹽性存在很大差異，粳稻供體導(dǎo)入系群體的田間耐鹽性總體好于秈稻供體的導(dǎo)入系群體，而且在同一亞種內(nèi)不同供體品種的導(dǎo)入系群體的耐鹽性差異明顯。鄭霞等[11]將海水配制成0、1%、5%、10%、15%、20%和30%的溶液處理黑麥草種子， 結(jié)果表明，低濃度的海水，對(duì)黑麥草種子萌發(fā)的影響不大，但高濃度海水對(duì)種子萌發(fā)的各個(gè)指標(biāo)具有抑制作用。

本研究是用海水配制成與各濃度NaCl溶液鹽度相當(dāng)?shù)娜芤禾幚硇斓?號(hào)種子，以比較在相同鹽濃度處理下，水稻對(duì)兩種鹽脅迫的反應(yīng)。兩種脅迫下徐稻6號(hào)發(fā)芽勢(shì)在NaCl濃度25 mmol/L時(shí)均顯著低于對(duì)照，而海水鹽濃度在0～200 mmol/L（海水鹽度為11.0‰，相當(dāng)于海水∶淡水為1∶2）范圍各處理間的發(fā)芽率沒有顯著差異。根長(zhǎng)在NaCl濃度為100 mmol/L[其中海水NaCl濃度為75 mmol/L（鹽度4.63‰）]時(shí)顯著低于對(duì)照，根數(shù)在50 mmol/L（鹽度2.67‰）時(shí)顯著低于對(duì)照，苗高、苗重、根重在NaCl濃度25 mmol/L（鹽度1.67‰）時(shí)顯著低于對(duì)照。

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