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钠盐胁迫对5种白刺种子耐盐性影响对比分析
0 引言
盐碱地是限制植物及农作物生长的土地类型,是中低产田分布的主要类型之一[1].解决盐碱问题主要有2 种方法,一个是改土适植,另一个是改植或者选植适土.采用耐盐植物能提高土壤肥力、降低盐分,达到改良盐碱地的目的[2-4].植物生理和形态在盐胁迫下会有明显变化,并且盐胁迫的时间越长,盐浓度越高,对植物生长的作用越明显.白刺分布于中国的西北干旱区、北部半干旱区以及东部沿海地区[5-6],是荒漠与戈壁地区的防风固沙及改良盐碱地的重要荒漠植物群落之一,新疆分布有6 种白刺植物.白刺属于抗旱与耐盐植物,具有较高的经济与生态价值.因此,诸多学者选择分布广泛、耐盐能力更强的白刺植物为研究对象.
随着盐性土壤改良研究的不断深入,国内外很多学者开始进行白刺组培,逐步进行种子萌发特性、生长环境、果实营养成分、生态学特性、分类和分布特性等方面的研究,特别是国外诸多学者已对种子大小、种子类型、种子萌发、发芽能力和结实格局的关系等方面进行了大量研究[7-9].国内学者在盐胁迫条件下对白刺渗透调节物质、生长特性、生长环境及白刺幼苗的影响等方面的研究比较多[10-16].笔者着眼于白刺属植物耐盐性很强,可以在重盐碱土地上正常生长,并能降低土壤含盐量,是改造盐碱土壤的优选先锋植物之一,以在新疆分布的5种白刺为研究对象,分析5种白刺幼苗在不同浓度的钠盐环境中的生长及生理响应,旨在为白刺在新疆治理盐碱地的生物措施和植被恢复中的推广应用提供依据.
1 材料与方法
1.1 试验时间及地点
研究从2016 年4 月15 日—5 月10 日在新疆师范大学生命科学学院的植物试验室进行了种子培养试验.
1.2 试验材料
新疆各地收回的5 种白刺的种子,即,西伯利亚白刺(Nitraria sibirica)、大果白刺(N. roborowskii)、盐生白刺(N. schoberi)、唐古特白刺(N. tangutorum)、泡果白刺(N. sphaeroearpa),钠盐,培养皿,滤纸,培养箱,电子天平.
1.3 试验方法
采用不同浓度钠盐进行盐胁迫,设置6 个浓度的介质,分别在浓度0（对照）、0~5、5~10、10~15、15~20、20~25 g/L 的钠盐介质中培养5 种白刺属植物的种子.将种子分别整齐地摆放在铺有2 层滤纸的洁净培养皿(11 cm×11 cm),并每培养皿中放上50 粒种子,分别用不同浓度钠盐进行处理,直至下层滤纸恰好全部湿透,盖上培养皿盖,每处理进行重复3 次.然后放到24℃培养箱中进行种子培养,把已经萌发的幼苗取出清洗干净后称量鲜重,通过计算获取不同钠盐浓度条件下5 种白刺种子的绝对发芽率、相对发芽率、发芽指数等方面的相关数据[17-18].
计算绝对发芽率时供检样品中的空粒和涩粒除去不计,只计算饱满种子的发芽率.相对发芽率(RGR)为不同钠盐浓度处理下的种子发芽率占对照种子发芽率的百分比.
2.2 不同浓度钠盐对5种白刺种子相对发芽率的影响
由图2 可知,钠盐浓度不同时,5 种白刺种子的相对发芽率从大到小的顺序不相同.钠盐浓度0~5 g/L时,5 种白刺的种子相对发芽率顺序为盐生白刺＞唐古特白刺＞大果白刺＞西伯利亚白刺＞泡果白刺；钠盐浓度5~10 g/L 时,盐生白刺＞唐古特白刺＞大果白刺＞泡果白刺；钠盐浓度10~20 g/L 时,盐生白刺＞唐古特白刺＞大果白刺＞泡果白刺＞西伯利亚白刺；25 g/L 时5 种白刺种子的相对发芽率都降至最低,此时盐生白刺80%、唐古特白刺65%、西伯利亚白刺30%、大果白刺23%、泡果白刺10%.
2.3 不同浓度钠盐对5种白刺种子发芽指数的影响
种子发芽指数既包含种子发芽数量,也强调发芽速度和整齐度,种子发芽指数与种子活力是呈正相关的,其发芽指数越大,种子活力越高[21].由图3 可知,钠盐浓度不同时,5 种白刺种子的发芽指数不相同,如,钠盐浓度0~5 g/L 时,发芽指数从大到小的顺序分别为盐生白刺＞唐古特白刺＞西伯利亚白刺＞大果白刺＞泡果白刺；钠盐浓度5~15 g/L 时,发芽指数顺序为盐生白刺＞唐古特白刺＞大果白刺＞泡果白刺＞西伯利亚白刺；钠盐浓度15~20 g/L 时,发芽指数随着钠盐浓度增加而逐渐降低,此时,5 种白刺种子的发芽数量顺序为盐生白刺＞唐古特白刺＞大果白刺＞西伯利亚白刺＞泡果白刺；钠盐浓度25 g/L 时,发芽指数都降至最低.
3 结论
（1）钠盐浓度0~5 g/L 时,5 种白刺种子的绝对发芽率随着盐浓度的增加而增加；钠盐浓度5~10 g/L 时,除西伯利亚白刺绝对发芽率降低外,其余4 种白刺种子的绝对发芽率都增大；10~20 g/L 时,5 种白刺种子的绝对发芽率逐渐降低,并钠盐浓度25 g/L 时都降至最低.
（2）钠盐浓度在0~5 g/L 时5 种白刺种子的相对发芽率逐渐增加；钠盐浓度在5~10 g/L 时,除西伯利亚白刺外,其余4 种白刺种子相对发芽率都增大；钠盐浓度到10~20 g/L 时,5 种白刺种子的相对发芽率开始降低,并钠盐浓度增加到25 g/L时都降至最低.
（3）从发芽指数看,钠盐浓度在0~25 g/L 范围内观测时,其发芽指数从大到小排列顺序为盐生白刺、唐古特白刺、大果白刺、泡果白刺、西伯利亚白刺.
（4）在不同钠盐浓度条件下,5 种白刺种子的耐盐性绝对发芽率、相对发芽率和发芽指数从大到小的顺序分别为盐生白刺、唐古特白刺、西伯利亚白刺、大果白刺、泡果白刺.
4 讨论
（1）生长抑制是植物对高盐最敏感的生理响应.不同盐类和同一盐类不同盐浓度、不同植物和同一植物不同器官和不同发育阶段,以及暴露于盐渍条件下时间的长短,都可能产生不同的结果,盐分的抑制机理也不相同.在不同钠盐浓度条件下5 种白刺种子的耐盐性绝对发芽率、相对发芽率和发芽指数的影响不同,低浓度NaCl对5 种白刺种子上述3 种发芽指数的影响不太明显,这表明,低浓度的NaCl 处理(≤20 g/L)对5种白刺生长没有显著抑制效应,说明5 种白刺植物具有一定的适应盐渍土壤环境的能力.随着NaCl 浓度的升高,除盐生白刺、唐古特白刺种子的绝对发芽率、相对发芽率和发芽指数先逐渐增大后逐渐降低外,其余西伯利亚白刺、大果白刺、泡果白刺都逐渐降低,这可能是不同生活型植物对NaCl 胁迫响应方式不同所致,具体原因还有待进一步试验验证.
（2）在盐分环境中,植物受渗透胁迫会造成一定程度的水分亏缺,使水势出现下降[22].NaCl 处理30 和90 天,西伯利亚白刺、大果白刺、泡果白刺叶片水势均随处理浓度增加而下降.说明在盐胁迫条件下,植物可以通过积累渗透调节物质,提高细胞的渗透调节能力.低浓度NaCl 处理下叶片可溶性糖和脯氨酸的含量较对照先增加然后显著下降.这与前人对霸王(Zygophyllum xanthoxylum)的研究结果相似[23].他们认为,脯氨酸的积累是少浆旱生植物适应干旱荒漠环境的重要机制,而中生植物和多浆旱生植物并不依靠脯氨酸来调节渗透势,多浆旱生植物主要以无机离子Na+作为主要渗透调节剂.目前新疆大约31%耕地存在盐渍化问题[24],南疆耕地中盐碱地占42%,北疆占22%,其中,强度盐渍化的耕地面积比例达18%,中强度盐渍化的耕地面积占33%,轻度盐渍化的耕地面积占49%,盐渍化耕地的80%属于次生盐渍化的耕地[25-26].因此,本研究以在新疆分布的5 种白刺为研究对象,分析白刺幼苗在不同浓度钠盐胁迫下的生长及生理响应,通过生物治理措施最终达到改良盐碱地及保护绿洲等生态效益.
种子论文范文结:
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