盐胁迫对玉米种子萌发及幼苗生长的影响

盐胁迫对玉米种子萌发及幼苗生长的影响 干 旱 区 资 源 与 环 境114 . 4 1第 14 卷 第 4 期 N oV o 2000 年 12 月. 2000D ec Jo u rn a l o f A r id L an d R e so u rce s an d E n v iro nm en t ( ) 文章编号: 1003- 7578 200004- 076- 05 盐胁迫对玉米种子萌发及幼苗生长的影响 斯琴巴特尔吴红英 ( )内蒙古师范大学生物系, 内蒙古节水农业工程研究中心, 呼和浩特, 010020 提要: 用不同浓度的 N aC l 溶液及相同浓度不同比例、不同盐分的混合溶液处理玉米, 实 验结果表明, 盐胁迫对玉米种子发芽有抑制作用, 的抑制作用最显著。混合不同盐分有一 N aC l 定的减轻 对玉米种子萌发的抑制作用。盐胁迫对玉米幼苗生长有抑制作用, 对地上部分N aC l 生长的抑制程度大于对根生长的抑制。不同的单盐处理均出现单盐毒害现象, 不同价数的阴离 子之间的拮抗作用不明显。 关键词: 玉米 盐胁迫 种子萌发 幼苗生长 Ξ 中图分类号: Q 494 文献标识码: A 盐渍土是我国分布广、类型多、对农业生产影响较大的一种低产土壤, 又是我国北方的一种重要的 + 2+ 2+ - 2- - 2- 土地资源。我国土壤盐碱化主要是土壤中、、三种阳离子及 、、和 四 0N aC aM gC 3 H CO 3 C lSO 4 1 种阴离子组成的盐分过多所造成的。但不同土壤的盐碱化由其中一、两种盐分为主。据石德成等报导, () () ) () () 星星草 . . 的抗盐 性高于抗碱 性。 赵 P u cc in e l l ia ten u if lorsG r isebSe r ib ne t M e r rN aC lN a2CO 3 2 (() ) 可夫提出, 棉花 对 抗性最大, 对最敏感; 玉米 . G ossy p ium h e rba ceum LN aH CO 3 M gSO 4 Z ea m ay s () ) ) L. 对M gSO 4 抗性最大, 对N aCO 3 最敏感; 甜菜 B e la V u lg a ris L. 对N aC l 抗性最大, 对M gSO 4 最敏 () 感。欧洲赤松 的森林类、草原类、盐地类三种生态类型在 011ƒ胁迫下种子发 P ia u s s ir v es t r ism o llN aC l 芽 率 分 别 为 86% 、90% 和 81% , 在 0105ƒ胁 迫 下 该 三 种 生 态 类 型 的 种 子 发 芽 率 分 别 为m o llN a2 SO 4 3 76% 、92% 和 83% , 在 0105胁迫下它们的种子发芽率分别为 44% 、83% 和 86% 。这表明 ƒm o llN a2CO 3 不仅不同植物的抗盐性有区别, 甚至同一种植物不同生态类型对不同盐分胁迫的反应也有区别。 因此, 了解不同植物的抗盐生理特性, 尤其是对不同盐分胁迫的抗性, 对合理种植农作物及种树种草, 以治理盐碱土、控制水地流失、保护生态环境均具有实际意义。本文用 、及 及这三种盐的 N aC lN a2 SO 4 N a2CO 3 不同组合溶液对玉米胁迫处理、探索了对其种子萌发和幼苗生长的影响。 1 材料和MATCH_ word word文档格式规范word作业纸小票打印word模板word简历模板免费word简历 _1714283725947_0 () 玉米 单一 10 号品种, 籽种由内蒙古种子站提供。 选取饱满无残缺的玉米种子, 用. 4 Z ea m ay s L 自来水冲洗干净、011% 消毒 10、无菌水冲洗几次、吸干后, 以不同浓度及不同组合的盐溶液 H gC l2 m in 浸种处理 10, 以 营养液浸种处理为对照。播种于盛有石英砂的大培养皿中, 每个培养皿播 50h H o ag lan d 粒种子。在 15—20?的室温和自然光照下培养。第一次用浸种相应的溶液浇水, 以后用蒸馏水定时定量 浇水, 以保持培养基水分在 80% 左右的田间含水量。 处理盐溶液浓度及配方分别为: ?012% 、015% 、 ( ) 110% 、210% ; ? 015%2 4; ? 015%23; ? 015%- 2 4 3 ? 1 ; ? 015%-N aC lN aSO N aCO N aC l N aSO N aC l Ξ 收稿日期: 2000- 4- 8 () 基金项目: 内蒙古教育厅资助项目 980805ZD ( ) 作者简介: 斯琴巴特尔 1958111, , 男, 内蒙古锡林郭勒盟镶黄旗人, 内蒙古师范大学副教授, 研究方向为植物抗性生理学 ((() ) )23 3?1; ?015% 2 4 - 23 3?1; ?015%- 2 4 - 23 3?1。每种处理重 N aCO N aSO N aCO N aC lN aSO N aCO 复三次。培养第 8、10和 12测定种子发芽率, 第 18分别测地上部分高度和根体积、根长度。每种处 dd d d 理测 50 株, 并对实验数据作 检验统计处理。将对照处理的生长量平均值为 100% , 算出各处理的相对 t () 于对照组的相对生长量, 并用下式算出各处理的相对抑制率: 相对抑制率 % = 100- 相对生产量。用排 水法测定根的体积。 照相记录幼苗地上部分和地下部的长势。 2 结果与讨论 2. 1 盐胁迫对玉米种子萌发的影响 种子不能够正常萌发是盐碱地影响植物生长的主要原因之一。实验结果证明, 盐胁迫处理对玉米种 ( )于发芽有很强的抑制作用 表- 1。 培养第 8对照组发芽率达 90% , 012% 处理发芽率为 14% , d N aC l 015%N aC l 处理只有 2% 而 1%N aC l 和 2%N aC l 处理的发芽率均为零。 表明随着盐胁迫强度的增加抑 4 5 制程度也增加。这一结果与等和 等结果一致。这些学者分析认为, 盐胁迫 , . . ,. . A ye r sASSa r in M N 抑制种于萌发主要是低水势引起吸水受阻造成。 但有趣的是 0. 5%和 0. 5%处理第 80N a2 S4 N a2CO 3 d 6 的发芽率分别达到 40% 和 14% 。 比同期同浓度 0. 5%处理的发芽率高 20 倍和 7 倍。 郭金铨等N aC l 报道, 用 30% 聚乙二醇和 2% 聚乙烯醇预处理大豆种子, 结果种子活力和萌发率明显提高。 表 1 盐胁迫对玉米种子发芽子率的影响 Z ea m ay s . 1 T abE ffec t o f sa lt st re ss o n ge rm ina t io n o f seed s ( ) % Co ncen t ra t io n O sm o t ic po ten t ia l Ge rm ina t io n p e rcen tage Sa lt ()()% ƒ 8d 10d 12d W V M p a N aC l 0. 2 - 0. 15 14 36 60 0. 5 - 0. 39 2 8 36 N aC l N aC l 1 0. 78 0 0 6 2 1. 55 0 0 0 - N aC l 0. 5 - 0. 25 40 50 76 N a2SO 4 N aCO 0. 5 - 0. 21 14 28 54 23 - 0. 5 - 0. 34 22 28 50 N aC lN a2SO 4 - 0. 5 - 0. 34 20 46 56 N aC lN a2CO 3 - 0. 5 - 0. 20 38 54 74 N a2SO 4N a2CO 3 - - 0. 5 - 0. 26 4 20 52 N aC lN a2SO 4N a2CO 3 0 92 96 98 C K ( ) : 3 - < 0. 05, 3 3 - < 0. 01 D iffe rence f rom C K t te stp p 因此, 在盐胁迫处理对玉米种子萌发的影响中除了渗透胁迫因素外, 离子胁迫作用也不容忽视。 前 3 7 苏联学者 1认为氯离子对植物较硫酸盐离子更为有毒。 闫先喜等实验证明, 在种于吸胀 . A ASh ah af 过程中, 盐胁迫破坏细胞膜、透性增大、引起溶质外渗、导致种子萌发受阻。混合盐处理, 在一定程度上都 具有减轻 的抑制作用。表现在混合盐处理的玉米种子发芽率均高于同浓度 015%处理结果。N aC l N aC l 2. 2 盐胁迫对玉米幼苗生长的影晌 ( ) 实验结果表明, 盐胁迫对玉米幼苗地上部分的生长有显著的抑制作用 表 2, 并随 溶液浓度 N aC l ( ) 的增加抑制程度也随之增加 图 1, 在不同的盐胁迫处理中 的抑制效应最大, 在 015%处理 N aC l N aC l () 中相对抑制率达 87% 。在混合盐 - 处理中相对抑制率最高达 78% 。将各处理的结果与对N aC lN a2CO 3 8() () 照的生长量做差异分析, 检测达到显著 < 和极显著 < 水平。 等 发现, 在t p p 0105 p p 0101 S t ro go no v () 15胁迫下, 玉米叶片数, 地上部分鲜重和干重明显减少。关于盐胁迫抑制植物生长机理方面, 4N aC l a tm 9 认为盐胁迫具有抑制植物细胞有丝分裂作用。栽培大麦根细胞壁的红外光谱分析表明, 盐胁迫K u lieva ?015% N aC l; ?015%N aS0- N aCO ; ?015% N aC l- N aCO ; ?015%N aC l- N aS0- N aCO 2423232423 图 1 盐胁迫对玉米生长的影响 . 1 .F igE ffec t o f sa lt st re ss o n Seed ling g row th o f Z ea m ay s L 表 2 盐胁迫对玉米幼苗生长的影响 Z ea m ay s . 2 T abE ffec t o f sa lt st re ss o n g row th o f seed ing s Co ncen t ra t io n O sm o t ic po ten t ia l Seed ling leng th R e la t ive inh ab it io n ra te Sa lt ( )()()()% % ƒ W V M p acm 0. 2 - 0. 15 45 N aC l 6. 9?2. 9 0. 5 - 0. 39 87 N aC l 2. 2?1. 6 1 0. 78 91 N aC l 1. 0?0. 7 2 - 1. 55 0 N aC l 0. 5 - 0. 25 60 N a2SO 4 5. 0?2. 1 0. 5 - 0. 21 55 N a2CO 3 5. 7?2. 2 - 0. 5 - 0. 34 3. 9?2. 5 69 N aC lN a2SO 4 - 0. 5 - 0. 34 2. 8?1. 3 76 N aC lN a2CO 3 - 0. 5 - 0. 20 5. 9?1. 2 53 N a2SO 4N a2CO 3 0. 5 - 0. 26 69 - - 3. 9?1. 5 N aC lN a2SO 4 N a2CO 3 0 C K 12. 6?3. 2 ( ) : 3 - < 0. 05, 3 3 - < 0. 01 D iffe rence f rom C K t te stp p 2. 3 盐胁迫对玉米幼苗根生长的影响 ( 根是植物体与盐渍土壤相接触的器官, 也是大量盐分流入植物体的部位。 盐胁迫抑制根的生长 表) 3, 但受抑制程度较地上部分轻, 表现在根受相对抑制率都被相应的地上部分的小。 在不同盐分及混合 ( )盐处理中, 仍是 的抑制作用最为显著。 另外单一盐分处理玉米, 出现明显的单盐毒害现象 图 2。N aC l 表现在须根数目减少, 根生长受抑制, 根细胞壁粘液化, 颜色发黑等。 这是植物受离子毒害的典型表现。用混合盐处理也出现不同程度的单盐毒害现象, 表明不同价数的阴离子之间缺乏离子拮抗作用。植物耐 11 盐性是多基因控制的复合遗传性状。 随着植物耐盐基因工程研究的不断深入, 植物抗盐生理机制从 分子水平上得到解决, 也研究出了抗盐的转基因植物, 从而大大地加快了人类征服盐碱地的进程。 但人 们对植物抗盐遗传多样性了解还很不够, 许多基础性问题有待深入研究。 图 2 盐胁迫对玉米根生长的影响 . 2 .F igE ffec t o f sa lt st re ss o n roo t g row th o f Z ea m ay s L 表 3 盐胁迫对玉米生长的影响 Z ea m ay s . 3 T abE ffec t o f sa lt st re ss o n g row th o f roo t Co ncen t ra t io n O sm o t ic po ten t ia l Roo t leng th R e la t ive inh ab it io n ra te Roo t vo lum e Sa lt ()( )(m l )()()% % ƒ W V M p acm 0. 2 - 0. 15 32 N aC l 11. 3?3. 2 ?0. 2 0. 35 6. 6?3. 11 0. 23?0. 1 N aC l 0. 5 - 0. 39 63 4. 1?1. 8 0. 14?0. 1 1 0. 78 55 N aC l 0 0 2 - 1. 55 N aC l 0. 5 - 0. 25 22 N a2SO 4 ?2. 9 ?0. 2 13. 00. 50 11. 6?3. 5 0. 41?0. 2 0. 5 - 0. 21 30 2CO 3 N a 7. 6?3. 2 0. 29?0. 2 N aC l- N aSO 0. 5 - 0. 34 54 24 9. 3?2. 5 0. 39?0. 2 N aC l- N aCO 0. 5 - 0. 34 44 23 13. 5?2. 9 0. 52?0. 2 - 0. 5 - 0. 20 19 N a2SO 4N a2CO 3 9. 8?2. 9 0. 44?0. 2 - - 0. 5 - 0. 26 41 N aC lN a2SO 4N a2CO 3 16. 60. 72?2. 9 ?0. 2 0 C K ( ) : 3 - < 0. 05, 3 3 - < 0. 01 D iffe rence f rom ck t te stp p 参考文献 ( ) 1 () () 1 149植物学报, 1993, 35 2: 144- 石德成、殷立娟 1 盐 N aC l与碱 N aCO 对星星草胁迫作用的差异[J , 23 2 ( ) 赵可夫 1 植物的抗盐性和抗盐机理[, 曲阜师院学报 植物抗盐生理专刊1984: 23- 461 J 3 11 沙霍夫著, 韩国尧译, 植物的抗盐性[, 北京: 科学出版社, 1958: 62- 461 A A M 4 , . . . , 1952. 44: 82- 84.A ye r sASA g ro nJo u r , . . . . . 1968. 211: 1201- 1209.5 Sa r inM Nand AN a tayananP h y sio l P lan t 6 郭金铨, 陈文涛, 杨云株 1 聚乙烯醇预处理提高大豆种子活力和抗冷能力的作用[,( ) J 植物生理学报, 1989, 15 3: 251- 2551 7 ( ) 闫先喜, 马小杰, 刑树平等 1 盐胁迫对大麦种子细胞膜透性的影响[, 植物学报, 1995: 12 增刊: 53- 541 J 8 S t ro go no v. 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Z ea m a y ,th an th a t o f o n roo tS in g le sa lt to x ic ity app ea red w h en w a s t rea ted b y d iffe ren t sin g le sa lt s .b u t io n an t igo n ism w a s no t app e ren t b e tw een d iffe ren t va len ce n iga t ive io n s : Z ea m a y s . , , .Key W ord sLSa lt st re ssseed ge rm in a t io n seed lin g g row th