APP下载

盐引发对油菜种子萌发及幼苗形态特征的影响

2021-10-20王灵敏程凯乐梅泽宇张悦薇张文治高山

塔里木大学学报 2021年3期
关键词:发芽势子叶电导率

王灵敏,程凯乐,梅泽宇,张悦薇,张文治,高山

(塔里木大学植物科学学院,新疆 阿拉尔 843300)

油菜是我国第一大油料作物,种植规模和产量均居世界首位,同时我国也是最大的食用油消费国家,国内产油量严重不足,大部分靠进口来维持消耗。然而在土地资源有限的情况下,无法快速扩大油菜种植面积,即使在现有的耕地中,由于大面积的土地盐碱化,也对油菜幼苗的萌发造成了严重的危害。南疆地区牧民居多,对饲草的需求较大,同时油菜还是养地作物,种植油菜可以提高土壤的有效肥力[1],并且带来良好的经济效益和生态效益,因此可以在南疆土壤盐碱化的地区推广饲用油菜。大田油菜在发芽后的幼苗阶段较为脆弱,抗性不强,受外界环境因素限制较大,还易出现出苗不齐,成活率不高的问题。

种子引发是一项控制种子吸水,再回干的种子处理技术,也称为“渗透调节”,由HEYDECKER W等[2]于1973年提出的,通过人为控制条件,让种子处于具有一定渗透势的溶液中缓慢吸水,使其停留在吸胀吸水的第二阶段,在胚根突破种皮前完成细胞器、细胞膜和DNA的修复,使生物酶得到活化,增强种子的抗逆性,提高出苗率。引发分为水引发、渗透引发、滚筒引发、固体基质引发、生物引发、膜引发等,大量研究表明,引发过的种子出苗齐,抗逆性高,品质也得到了改善。本实验选用饲用油菜华油杂62为研究对象,采用不同浓度的盐溶液和引发时间,对其进行发芽试验,测定发芽势、发芽率、活力指数、电导率、子叶、根长、茎粗等发芽特性和形态特点,筛选出油菜种子适宜的盐引发浓度和引发时间,确保幼苗的正常萌发,解决了出苗问题,对提高单位面积产量具有重要的意义。

1 材料与方法

1.1 试验材料

选取饱满的、品质优良的华油杂62种子进行发芽试验。

1.2 引发试验

试验采用盐溶液浓度,引发时间双因素完全随机试验设计,随机挑选饱满的种子50粒置于三角瓶中,分别加入用无菌水配置的NaCl溶液(10 ml),盐浓度为0 g/L、25 g/L、50 g/L、75 g/L、100 g/L,记为CK、C25、C50、C75和C100置于20℃黑暗培养箱中分别引发1 h、2 h、3 h、4 h、5 h,重复三次。引发结束后用蒸馏水将种子表面溶液清洗干净,放阴凉通风处自然风干48 h。

1.3 发芽试验

采用培养皿纱布上发芽法,将处理过的种子均匀撒在垫有两层纱布的培养皿中,加入蒸馏水5 ml,封口膜封口,置于光照培养箱中,温度设置为25℃,16 h光照,8 h黑暗处理。每日定时观察,补水并记录相对应天数的种子发芽数,发芽的标准为饲料油菜种子的芽长等于种子长度的一半[3],3 d计发芽势,7 d计发芽率,10 d测定植株子叶长,茎粗和根长。

1.4 数据分析

计算方法:

使用DPS 7.05最小差异显著法(LSD)在0.05水平上检验各处理间的差异显著性。统计分析使用Excel 2003统计软件,Origin 2018进行数据绘图。

2 结果与分析

2.1 盐引发对油菜种子的发芽势和相对发芽势影响

发芽势是反映种子优劣的主要指标之一。由表1可知,同一引发时间处理下的种子随着引发物浓度的增大发芽势呈逐渐降低的趋势,在C50、C75、C100相同浓度处理下引发时间越长,发芽势受到的影响就越大,而CK和C25浓度下的变化趋势无明显规律;在相同浓度引发处理下,随着引发时间的增长,增长的发芽势呈明显下降的趋势,浓度越大,下降的越明显。其中,以C25浓度引发1 h的效果最好,发芽势达98%,相对发芽势达101.03%。

表1 不同处理对种子发芽势(%)和相对发芽势(%)的影响

2.2 盐引发对油菜种子的发芽率和相对发芽率影响

发芽率是检验种子引发后的生长指标。由表2可知,同一引发时间下的种子随着引物浓度的增大,发芽率逐渐降低,引发浓度越高,在同一引发时长下的发芽率下降的越明显;在同一浓度下,各浓度处理均在引发1 h后的发芽率达到最大值,其中CK和C25处理下的种子随引发时间的增长变化趋势无明显规律,C50、C75、C100处理下的种子随引发时间增长呈逐渐降低的趋势。在盐引发的处理中,以C25浓度引发1 h时发芽率最高,达100%。明显可以看出,高浓度长时间的引发下的种子基本无法萌发,且引发浓度越大,种子发芽率受引发时长的影响越明显。

表2 不同处理对种子发芽率(%)和相对发芽率(%)的影响

2.3 盐引发对油菜种子发芽指数和活力指数的影响

种子活力的强弱可通过活力指数体现[4],种子萌发的快慢与出苗情况则用发芽指数表现[5]。由表3可知,经盐引发过的种子发芽指数和萌发指数与上述发芽率和发芽势呈相同的变化趋势,即随引发浓度的增大和引发时间的增长,发芽指数和萌发指数呈逐渐降低的趋势;在盐引发处理中,C25处理1 h的发芽指数最大,为101.61,C50的萌发指数最高,为329.65。

表3 不同处理对种子发芽指数(%)和活力指数(%)的影响

2.4 盐引发对油菜幼苗形态特征的影响

如图1所示,分别为不同处理下幼苗子叶长、茎粗和根长的性状表现。总体上看,随着浓度的增大和引发时长的增长,子叶长呈上升趋势,茎粗和根长呈下降趋势,说明高浓度长时间的引发对油菜幼苗子叶长有着促进作用,对其茎粗和根长存在抑制效果。其中C50引发5 h处理的子叶长最长,C0引发1 h的茎粗最粗,C25引发1 h的种子根长最长。较CK相比,不同程度的引发对幼苗子叶长最高可提升36.3%(C100引发4 h),对茎粗提升可达43.3%(C50引发1 h),对根长提升136.1%(C25引发1 h)。

图1 不同处理对幼苗生长发育的影响

2.5 盐引发对油菜种子电导率的影响

当植物受到逆境环境影响时,细胞膜遭到破坏,膜透性增大,从而使细胞内电解质外渗,导致细胞浸提液电导率增大[6]。如图2所示,CK处理下的油菜种子电导率随引发时长的增加大致呈先升后降的趋势,在引发1 h后的细胞遭受破坏程度最小,电导率为0.71 μs·cm-1;C25浓度处理下种子电导率呈先增后降的趋势,在引发1 h时的细胞遭受破坏程度最小,电导率为 0.54 μs·cm-1;C50处理时电导率随引发时长增长呈先增后减的趋势,在引发5 h时细胞受损程度最小,电导率为0.63 μs·cm-1;C75处理时,随着引发时长增加,电导率无明显变化趋势,电导率最小出现在引发5 h后,为0.61 μs·cm-1;C100处理时,电导率随引发时长增大呈先增后降的趋势,在3 h后出现最大值,细胞修复程度最好在引发1 h后,此时电导率为0.52 μs·cm-1。

图2 不同处理对种子电导率的影响

3 讨论

从出苗效果来看,盐引发的浓度和引发时长与种子发芽率、萌发指数和发芽指数等指标呈负相关趋势,说明高浓度引发会抑制种子发芽[7-8],可能是长时间的引发导致的吸胀损伤[9],低浓度适时的引发可提高种子的发芽情况,且引发浓度越大,种子发芽率、发芽势、萌发指数和活力指数受引发时长的影响越大,在75 g/L和100 g/L的浓度下,长时间引发处理使得种子基本无法出苗。综合结果表明,本试验以25 g/L的NaCl引发1 h时的发芽效果最佳。

从引发对幼苗生长指标来看,盐引发的浓度和引发时长与幼苗的茎粗和根长都存在轻微的抑制作用,这与前人的研究结果相似[10-12]。但适当的引发也可提升幼苗性状,本试验以25 g/L的NaCl引发1 h为最适处理,可显著提高幼苗的子叶长(15.3%)和根长(136.1%)。

从组织浸提液的电导率来看,各浓度引发随时间的增长大致都呈先增后降的趋势,其中以25 g/L和100 g/L的NaCl引发1 h的电导率最低,均为0.54 μs·cm-1,说明在该处理下的细胞膜受到的损伤程度最轻。

除引发浓度和时间外,引发物种类的不同、引发的温度以及回干时间的长短均能对种子产生较大的影响,从而影响到种子的出苗和生长发育情况。本试验仅从油菜生理的角度研究了引发效应,对其它作物的引发效果和引发机理的研究还有待深入。

4 结论

综合各指标,可以得出华油杂62品种的油菜种子经25 g/L的NaCl溶液引发1 h后的出苗率高,种子活力强,出苗后生长势较旺盛,同时也说明引发后的种子抗盐能力强,能极大的降低播种成本,提高经济效益,对油菜的播种实践具有一定的指导意义。

猜你喜欢

发芽势子叶电导率
容重及含水率对土壤电导率的影响研究
掺钙铬酸镧-氧化物复合材料的导电性能研究①
不同低温处理对桃1年生枝相对电导率的影响
黄花蒿离体再生体系优化研究
高锰酸钾药剂浸泡处理山桃稠李种子催芽比较试验
腐胺和精胺浸种对干旱胁迫下小麦种子萌发和胚根生长的影响
GA3处理对欧亚种葡萄种子发芽的影响
甜瓜红心脆和早皇后再生体系的建立
茄子遗传转化植株再生体系的优化
2265FS土壤原位电导仪测定结果与土壤含盐量的关系