河北省海岸帶6種木本植物種子萌芽期的耐鹽性比較

曾廣娟+彭紅麗+趙美微+塔莉

摘要：通過對不同濃度梯度（0、50、100、150、200、250、300 mmol/L）NaCl脅迫下種子發(fā)芽勢、相對發(fā)芽率指標(biāo)的測定，分析白蠟、杜梨、沙棗、紫穗槐、小果白刺、檉柳6種木本植物種子的耐鹽能力。結(jié)果表明：低濃度的NaCl溶液對小果白刺、白蠟、杜梨種子的萌發(fā)具有促進(jìn)作用，對沙棗、紫穗槐、檉柳有輕度抑制作用；當(dāng)NaCl濃度超過100 mmol/L時，6種植物種子的萌發(fā)均受到不同程度的抑制，發(fā)芽勢、相對發(fā)芽率指標(biāo)均呈明顯下降趨勢；當(dāng)NaCl濃度達(dá)到300 mmol/L 時，白蠟、杜梨、沙棗的發(fā)芽勢、相對發(fā)芽率均為0，紫穗槐的發(fā)芽率、發(fā)芽勢為2%，說明脅迫強(qiáng)度超過了上述4種植物種子的忍受極限，而小果白刺、檉柳種子仍具有一定的活力，檉柳種子的發(fā)芽率高于小果白刺，表明檉柳種子在高濃度鹽脅迫下的耐性最強(qiáng)。綜合分析認(rèn)為，白蠟的耐鹽性最弱；杜梨、沙棗、紫穗槐、小果白刺的耐鹽性中等；檉柳的耐鹽性最強(qiáng)。

關(guān)鍵詞：河北??；海岸帶；鹽脅迫；木本植物；種子；萌發(fā)芽期；耐鹽性；鹽漬化土壤；修復(fù)效果

中圖分類號： X171.4文獻(xiàn)標(biāo)志碼：

文章編號：1002-1302（2016）08-0276-02

近年來，關(guān)于鹽漬化土壤植物修復(fù)的研究主要集中在一些草本植物上[1-3]；但是，草本植物矮小，生命周期短，后期的養(yǎng)護(hù)管理費(fèi)用高，可利用價值相對較低。而與草本植物相比，木本植物具有生命周期長、后期管理粗放、具有較高的經(jīng)濟(jì)價值和景觀效果、生態(tài)效益顯著等優(yōu)勢。同時，利用木本植物對鹽漬化土壤進(jìn)行修復(fù)，可達(dá)到在修復(fù)中利用、在利用中修復(fù)的雙重效果。在我國人口不斷增加、耕地面積逐年銳減和糧食安全的壓力下，種植高耐鹽植物以恢復(fù)、開發(fā)和綜合利用大面積的鹽堿化土地，對于有效提供土地后備資源、防止土壤鹽漬化地區(qū)生態(tài)環(huán)境進(jìn)一步惡化、促進(jìn)農(nóng)林業(yè)與畜牧業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展、增加農(nóng)民收入具有十分重要的理論和戰(zhàn)略意義。

耐鹽性植物的選擇是生物改良鹽漬土的首要前提，植物種子的耐鹽性是耐鹽堿植物篩選與早期鑒定的主要依據(jù)之一。種子能否在鹽脅迫下萌發(fā)成苗，是植物在鹽堿條件下生長發(fā)育的前提和關(guān)鍵[4]。為此，筆者選用耐性較強(qiáng)的產(chǎn)于河北省海岸帶的6種木本植物——小果白刺、沙棗、檉柳、白蠟、紫穗槐、杜梨作為研究對象，目的是對6種植物種子萌芽過程中的耐鹽潛力進(jìn)行評價，以期了解其耐鹽能力的差異，從而為木本植物中對鹽漬化土壤具有修復(fù)效果的植物篩選利用提供理論參考依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗材料

2013年秋季在秦皇島地區(qū)分別采集小果白刺、沙棗、檉柳、白蠟、紫穗槐、杜梨的成熟果實(shí)，經(jīng)搓揉，濾去果汁、果皮，將種子置于涼爽、干燥、通風(fēng)處。12月20日將小果白刺、沙棗、檉柳、白蠟、紫穗槐、杜梨種子進(jìn)行沙藏處理。

1.2試驗設(shè)計

本試驗設(shè)計7個鹽濃度處理，NaCl溶液濃度分別為0、50、100、150、200、250、300 mmol/L。2014年3月20日將6種植物的種子取出并清洗干凈。發(fā)芽試驗采用紙上培養(yǎng)法[5]，將雙層濾紙用鹽溶液充分飽和后置于內(nèi)徑100 mm的培養(yǎng)皿底部，然后放置50粒試驗種子，加入不同濃度的NaCl溶液，蓋上培養(yǎng)皿蓋，每個梯度重復(fù)3次，在人工氣候培養(yǎng)箱SPX-250IC中進(jìn)行培養(yǎng)。人工氣候箱溫度設(shè)置為25 ℃，相對濕度設(shè)為65%，光照時間、非光照時間設(shè)定均為12 h。試驗過程中根據(jù)培養(yǎng)情況，每天適當(dāng)補(bǔ)充蒸發(fā)的水分以保證試驗期間各處理濃度保持相對穩(wěn)定。

1.3耐鹽指標(biāo)的測定

發(fā)芽期間，每天記錄種子發(fā)芽情況、發(fā)芽數(shù)，如連續(xù)2 d種子發(fā)芽數(shù)不變，則調(diào)查結(jié)束[2]。發(fā)芽標(biāo)準(zhǔn)：胚根突破種皮 2 mm 視為發(fā)芽。統(tǒng)計種子萌發(fā)數(shù)，以及不同鹽濃度梯度下種子的相對發(fā)芽率、發(fā)芽勢、耐鹽濃度、鹽極限濃度、耐鹽半致死濃度，計算參照高永等方法[6]。各指標(biāo)的計算公式如下：

2結(jié)果與分析

2.1鹽脅迫對6種植物種子發(fā)芽勢的影響

發(fā)芽勢是表示種子發(fā)芽快慢、發(fā)芽整齊度的指標(biāo)，以發(fā)芽達(dá)到高峰期時的種子數(shù)來統(tǒng)計。本試驗發(fā)現(xiàn)，沙棗、小果白刺種子發(fā)芽達(dá)到高峰期的時間最長，為培養(yǎng)10 d左右；其余種子均在培養(yǎng)2～4 d達(dá)到發(fā)芽高峰。由圖1可見，除了沙棗、紫穗槐、檉柳種子的發(fā)芽勢隨鹽濃度提高而降低外，其余3種植物的種子均在NaCl濃度為50 mmol/L時發(fā)芽勢達(dá)到最大值，隨后發(fā)芽勢隨著鹽濃度的增加而降低。不同NaCl濃度梯度對同一樹種種子的發(fā)芽勢影響差異明顯；在不同濃度處理下，各樹種的發(fā)芽勢差異尤其明顯。在大多數(shù)鹽濃度下，檉柳的發(fā)芽勢最高，白蠟的發(fā)芽勢最低。當(dāng)NaCl濃度達(dá)到250 mmmol/L時，白蠟、杜梨、沙棗、紫穗槐、小果白刺5種植物種子的發(fā)芽勢均在20%以下；當(dāng)NaCl濃度為 300 mmmol/L 時，除了檉柳、小果白刺外，其余種子的發(fā)芽勢均為0。

2.2鹽脅迫對6種植物種子相對發(fā)芽率的影響

相對發(fā)芽率是鹽脅迫下種子發(fā)芽率與同種植物對照組種子萌發(fā)率的比值。由圖2可見，當(dāng)NaCl濃度為 50 mmol/L 時，小果白刺的相對發(fā)芽率最高，為108%，白蠟、杜梨的相對發(fā)芽率次之，為105%，紫穗槐、檉柳的相對發(fā)芽率最低，為93%。由圖2還可以看出，在NaCl濃度為50～100 mmol/L時，白蠟的相對發(fā)芽率變化明顯，而且白臘種子的相對發(fā)芽率下降最多，表明此濃度已經(jīng)開始對白蠟種子產(chǎn)生危害；但是在該濃度下，杜梨、沙棗、小果白刺、紫穗槐、檉柳種子的相對發(fā)芽率變化不明顯，表明在此濃度范圍內(nèi)對上述5種植物種子沒有產(chǎn)生危害。當(dāng)NaCl濃度增至150 mmol/L 時，白蠟、杜梨種子的相對發(fā)芽率均降至50%以下。當(dāng)繼續(xù)升高NaCl濃度至200 mmol/L，除上述2種植物種子的相對發(fā)芽率持續(xù)下降外，沙棗、紫穗槐、小果白刺的相對發(fā)芽率也下降到50%以下。當(dāng)NaCl濃度上升為250 mmol/L時，檉柳種子的相對發(fā)芽率下降至36%，其余5種植物種子的發(fā)芽率在8%～17%。當(dāng)NaCl濃度達(dá)到300 mmol/L時，白蠟、杜梨、沙棗的相對發(fā)芽率均為0，紫穗槐為2%，小果白刺為11%，檉柳為16%。

2.36種植物種子的耐鹽程度

由表1可見，6種植物種子的耐鹽程度不同，檉柳的耐鹽濃度最高，為200 mmol/L；白蠟的耐鹽濃度最低，為 50 mmol/L，檉柳的耐鹽程度是白蠟的4倍，表明檉柳種子在萌芽期的耐鹽性很強(qiáng)；杜梨、沙棗的耐鹽濃度為 100 mmol/L；紫穗槐、小果白刺的耐鹽濃度為150 mmol/L。耐鹽半致死濃度最大的是檉柳，為200 mmol/L；杜梨、沙棗、紫穗槐、小果白刺耐鹽半致死濃度基本相同，為150 mmol/L；最低的為白蠟，為100 mmol/L。結(jié)果表明，6種植物種子的耐鹽程度可分為3[CM（255]類：第1類是耐鹽性強(qiáng)的檉柳；第2類是耐鹽性中等的杜[CM）]

3討論

當(dāng)NaCl濃度為50 mmol/L時，小果白刺的耐鹽性最強(qiáng)，白蠟、杜梨的耐鹽性次之，檉柳、紫穗槐的耐鹽性最差；當(dāng)NaCl濃度為150、200、250、300 mmol/L時，檉柳的耐鹽性均最強(qiáng)，小果白刺的耐鹽性次之；當(dāng)NaCl濃度為200 mmol/L時，6種植物種子的發(fā)芽勢、發(fā)芽率差異最大，因此可認(rèn)為，NaCl濃度為200 mmol/L是6種植物萌芽的鹽濃度臨界值。

種子耐鹽性的選擇是植物耐鹽性早期鑒定及耐鹽個體與品種早期選擇的基礎(chǔ)。種子能否在鹽脅迫環(huán)境中萌發(fā)是保證植物在鹽堿地生存的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，關(guān)于這方面的研究已有許多報道[7-12]。不同植物種子的耐鹽性差別較大。一般而言，鹽脅迫都會抑制植物種子的發(fā)芽，降低種子的活力，導(dǎo)致發(fā)芽時間延遲[8]。在本試驗中，鹽濃度越高，種子開始萌發(fā)的時間越晚；隨著鹽濃度的不斷增大，種子萌發(fā)時間延遲得也越多，這與史滟滪等研究結(jié)果[13]一致。

在不同NaCl濃度處理下，總體表現(xiàn)為隨著鹽濃度的增大，6種植物種子的發(fā)芽勢、發(fā)芽率及耐鹽濃度都降低。但是低濃度鹽對白蠟、杜梨、小果白刺種子的萌發(fā)均有促進(jìn)作用，這與李海云等研究認(rèn)為多數(shù)種子雖然在蒸餾水中萌發(fā)最好，但是低濃度鹽溶液有促進(jìn)種子萌發(fā)的作用是相符合的[14-15]。這可能與低濃度鹽促進(jìn)細(xì)胞膜的滲透調(diào)節(jié)有關(guān)，也可能與微量Na+激活了某些酶有關(guān)。然而，沙棗、紫穗槐、檉柳3種植物種子的發(fā)芽勢、發(fā)芽率最高值均出現(xiàn)在無鹽溶液的清水對照組。隨著鹽濃度的升高，發(fā)芽勢、發(fā)芽率逐漸降低，類似研究在其他植物上也有報道[16]，說明鹽脅迫對上述3種植物種子的萌發(fā)產(chǎn)生了抑制作用，沙棗、紫穗槐、檉柳種子萌發(fā)的發(fā)芽勢、發(fā)芽率稍低于對照組，說明低濃度鹽脅迫對3種植物種子萌發(fā)的影響較小，3種植物種子均具有一定程度的耐鹽性。

[CM（24]通過對白蠟、杜梨、沙棗、紫穗槐、小果白刺、檉柳種子的[CM）]

耐鹽性對比研究表明：6種植物均能在鹽漬化生境中生長，可用于不同類型鹽漬化土壤的修復(fù)改良。其中白蠟?zāi)望}性較弱，可用于輕度鹽漬土的改良；杜梨、沙棗、紫穗槐、小果白刺的耐鹽性中等，可用于中度鹽漬土的改良；檉柳的耐鹽性最強(qiáng)，可用于中度甚至強(qiáng)度鹽漬化土的改良。

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