NaCl胁迫对西瓜种子发芽的影响

2018-12-15朱迎春孙德玺安国林李卫华司文静刘君璞

中国瓜菜 2018年12期

朱迎春，孙德玺，邓云，安国林，李卫华，司文静，刘君璞

(中国农业科学院郑州果树研究所郑州 450009)

土壤盐渍化对农业的威胁是一个全球性问题[1]。目前全世界盐渍土约10亿hm2，约占陆地总面积的6.7%，已成为仅次于干旱的农业生产的第二大非生物胁迫[2]。我国盐碱地总面积约为0.99亿hm2，约占中国国土面积的1/3，主要分布在中国东北、华北、西北内陆地区以及长江以北沿海地带[3]。土壤盐渍化对农业，尤其是对现代化农业的发展造成严重影响，主要原因是设施栽培复种指数高，施肥、灌溉、耕作频率大，加之设施内封闭或半封闭的特定环境条件，使得设施内温度高、土壤蒸发量大，土壤表层盐分积聚日趋严重[4]。土壤盐渍化已成为国内外设施蔬菜栽培中普遍存在的问题，严重影响了栽培设施的利用效率，不利于设施蔬菜栽培的可持续发展[5]。通过筛选和培育耐盐作物来改良、利用盐碱地被认为是具有经济和生态双重效益的解决方案[6]。

近年来，随着土壤盐碱化和西瓜保护地栽培面积的迅速增加，土壤次生盐渍化问题成为影响西瓜设施栽培的一大难题，因此，选育耐盐性强的西瓜品种对于发展西瓜设施栽培具有重要意义。笔者以52份西瓜为材料，研究盐胁迫对西瓜种子发芽特性的影响，旨在为西瓜耐盐资源的筛选、种质资源评价、耐盐育种提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

以中国农业科学院郑州果树研究所52份西瓜品种、自交系等为试验材料，具体名称见表1。

表1 供试材料编号与名称

1.2 方法

1.2.1 试验设计试验于2017年11月在中国农业科学院郑州果树研究所人工培养箱内进行。选用52份西瓜材料进行耐盐筛选试验，NaCl胁迫浓度参考王志强等[6]选用180 mmol·L-1。将种子编号放入网袋，分别放入 0(对照)、180 mmol·L-1的 NaCl溶液中，室温下浸种24 h，捞出种子备用；种子培养方法:在90 mm培养皿上铺1 cm的海绵，倒入和浸种浓度相同的NaCl溶液，放置30粒种子，3次重复，于30℃条件下培养。培养期间每天观察并记录发芽种子数(以种子露白2 mm作为发芽标准)，直至试验结束。试验结束前测定发芽种子的平均茎粗、根粗、茎长、根长、根干鲜质量、茎干鲜质量，并统计发芽率。

1.2.2 测定项目种子发芽率/%＝发芽的种子粒数/供试种子粒数×100%；相对发芽率/%＝处理发芽种子粒数/对照发芽种子粒数×100；其他种子发芽指标的相对值计算方法同上。用电子秤称干鲜质量，用直尺测量茎和根的长度，并记录。参照刘妍妍等[7]的方法计算各指标隶属函数值，且进行耐盐性分级(表2)。隶属函数值Xi=(X-Xmin)/(Xmax-Xmin)，其中Xmax和Xmin分别表示该指标的相对值在所有品种中的最大值和最小值。耐盐指数是各指标隶属函数值的平均值。最后根据耐盐性分级标准对各个西瓜材料的耐盐性进行等级划分。西瓜材料的耐盐指数越大，耐盐等级评价越高，说明其耐盐性就越强。

表2 西瓜耐盐性分级标准

1.2.3 数据统计与分析数据整理与作图采用Microsoft Excel 2010软件，用SPSS 13.0统计软件进行数据分析。

2 结果与分析

2.1 不同品种西瓜发芽指标的相对值

用NaCl溶液处理52份西瓜种子，发现不同西瓜材料间种子发芽能力差异显著。由表3可知，只有34%的材料相对发芽率在60%以上，将近50%的材料相对发芽率为 0。37 号(‘绿冠’)、47 号(‘郑抗10 号’)、39 号(‘品冠’)的相对发芽率≥1.00，说明180 mmol·L-1NaCl溶液胁迫对这3个品种的发芽率没有明显影响。

2.2 不同西瓜材料各指标的隶属函数值和耐盐指数

由表4可以看出，46号的耐盐指数最高(0.72)，其他材料均未达到0.60，其次是51号和52号，其耐盐指数略低于0.60，其他有13份材料的耐盐指数略大于0，有15份西瓜材料的耐盐指数最低，为0。从耐盐等级分析结果可以看出，46号材料(‘郑抗 9 号’)为耐盐材料，51 号(‘中科 6 号’)和52号(‘绿冠2号’)为中耐材料，‘三白瓜’‘大果黑美人’‘郑抗1号’等13个品种为盐敏感材料，而‘HQ-15’‘PI296341’‘ZXG01655’‘15S003’等15个品种为高敏感材料。

表3 盐胁迫下不同西瓜材料发芽指标的相对值

2.3 盐胁迫下不同西瓜材料各性状指标相对值的相关性分析

通过对不同西瓜材料在盐胁迫下的9个性状指标的相对值进行相关性分析，发现多数性状间的相关性都达到了显著甚至是极显著水平，结果见表5。发芽率与根部相关指标(如根粗、根干质量、根鲜质量)呈极显著相关，分别达 0.683、0.825、0.834，与茎部相关指标(如茎粗、茎长、茎鲜质量)呈显著相关。茎干质量除与根干质量相关外，与其他性状指标没有显著相关性。根粗只与根部相关指标呈极显著相关，而与其他性状指标无显著相关性。根鲜质量与发芽率、根粗、根干质量呈极显著相关，与茎粗、茎长、根长呈显著相关。

3 讨论与结论

本试验结果表明，根、茎鲜质量与其他性状指标显著相关，与戴海芳等[8]对不同基因型棉花鉴定指标筛选的结果一致，张智猛等[9]对花生品种耐盐性指标筛选研究结果也同样显示，鲜质量等其他生物量可以作为耐盐鉴定的主要指标。不同浓度的盐胁迫导致燕麦和花生耐盐性有变化，随着NaCl溶液浓度增大，燕麦和花生各品种的耐盐性会相对下降[10-11]。笔者采用的胁迫浓度是 180 mmol·L-1，更高浓度的盐胁迫对西瓜耐盐性的影响有待进一步研究。低浓度盐溶液对种子萌发有促进作用，高浓度盐溶液对种子萌发有抑制作用[12]。笔者采用的是180mmol·L-1NaCl，依然有少数品种相对发芽率大于1，说明此浓度对‘绿冠’‘品冠’‘郑抗10号’材料的种子可能有促进萌发的作用。利用种子的发芽特性作为鉴定指标这一评价标准已在耐盐评价中得到广泛应用[13]，本试验结果显示，耐盐材料‘郑抗9号’‘中科6号’‘绿冠2号’的发芽率都较高，说明种子发芽特性指标在西瓜耐盐鉴定与评价中同样适用。有研究表明，大部分发芽期表现耐盐的材料到苗期依然会保持耐盐性，因此，发芽期指标可作为筛选耐盐材料的初步筛选，从而减少后期工作量，节省人力、物力。笔者在本试验中只选取了发芽期的形态指标，可用作西瓜耐盐材料的初步筛选，但这些材料的苗期耐盐性有待进一步研究。

本试验结果表明，52份西瓜材料耐盐性差异较大，46 号材料(‘郑抗 9 号’)为耐盐材料，51 号(‘中科6号’)和52号(‘绿冠2号’)为中耐材料，‘三白瓜’‘大果黑美人’‘郑抗1号’等13份材料为盐敏感材料，而‘HQ-15’‘PI296341’‘ZXG01655’‘15S003’等15份材料为高敏感材料。