干旱胁迫对青稞种子萌发及生理特性的影响

张艳香

乌兰县农牧业综合服务中心，青海 乌兰 817100

0 引言

青稞是禾本科大麦属一年生草本植物，三秆直立，高约100 cm，茎直径为4～6 mm；叶鞘光滑，两侧具两叶耳，叶舌长1～2 mm；叶片微粗糙，长9～20 cm、宽8～15 mm，成熟后呈黄褐色或紫褐色；穗状花序，穗长4.0～8.0 cm、宽1.8～2.0 cm。青稞主要分布于我国西北、西南等地，具有较强的适应性，耐寒、耐贫瘠，高产早熟，适宜在高原清凉气候条件下生长［1-2］。

现阶段，在全球气候变化和水资源短缺的背景下，干旱问题愈加严重，对农业生产造成了严重影响。目前，学界对玉米、小麦、水稻等作物受干旱胁迫影响的研究较多，对青稞的研究较少。在高原地区种植青稞，受低温、降水少等因素的影响，很容易引发干旱胁迫，严重影响青稞种植效益。为了提升青稞种植水平，笔者研究干旱胁迫对青稞种子萌发及生理特性的影响，以期为青稞的种植提供参考。

1 试验材料与方法

1.1 试验材料

参试青稞品种为北青3 号。青稞种子由自青海省农林科学院提供，种皮颜色为姜黄色，粒径1.4 mm，千粒质量为3.01 g。

1.2 试验设计

于2022 年4 月2 日在青海省海西蒙古族藏族自治州乌兰县的农业种植基地开展试验，选择大小一致、成熟饱满、无病虫害的青稞种子，先用70%乙醇进行消毒，再用蒸馏水进行冲洗。在花盆中装入2 kg营养土，每个花盆中放入50粒种子，播种后用蛭石进行覆盖，然后放置于温室中进行干旱胁迫处理。温室白天温度为23 ℃，夜晚温度为12 ℃，平均相对湿度为37%，每天光照时间不少于5 h。设置4个处理，包括1个对照组和3个处理组：以正常浇水作对照（田间土壤含水量控制在70%～80%）；处理T1为轻度干旱胁迫，田间土壤含水量控制在50%～60%；处理T2为中度干旱胁迫，田间土壤含水量控制在30%～40%；处理T3为重度干旱胁迫，田间土壤含水量控制在10%～20%。每个处理设3 次重复，每隔24 h，称取花盆质量并补充盆栽水分。待幼苗长到6～8叶期，开始进行定苗，每盆留10株幼苗。

1.3 测定指标和方法

1.3.1 种子萌发指标

播种时挂牌，于2022 年4 月9 日开始每日观察并记录青稞种子萌发情况，连续统计7 d后，计算发芽势、发芽率、发芽指数、相对发芽率、相对发芽势、相对发芽指数，计算公式分别为

1.3.2 生长指标

播种15 d后，每处理随机选取10株青稞，连根取出植株，洗净根部，将其分成地上和地下两部分，并分别装入塑料袋中；将其带入室内后，用天平称其鲜质量；用直尺测定青稞株高、根长、茎长；将称过鲜质量的植株放入105 ℃烘箱中进行杀青，15 min后将温度调至70 ℃，烘干至质量恒定为止；之后取出纸袋和植株放入干燥器中，冷却至室温，用天平称取干质量［3-4］。

1.3.3 生理指标

播种30 d 后，各处理随机选取10 株青稞，取青稞中间叶片（从上向下数第2 片新展开叶片），采用乙醇丙酮法对青稞叶片叶绿素a质量分数、叶绿素b质量分数进行测定；采用南京建成生物工程研究所有限公司生产的试剂盒，在酶标仪上分别测定青稞叶片丙二醛物质的量浓度、超氧化物歧化酶活性、过氧化氢酶活性、过氧化物酶活性［5_6］。

1.4 数据处理与分析

采用Excel 2016 和SPSS 22.0 软件对试验数据进行统计与处理。

2 试验结果与分析

2.1 干旱胁迫对青稞种子萌发的影响

由表1 可知，随着干旱胁迫程度的加剧，青稞种子的发芽势、发芽率、发芽指数、相对发芽势、相对发芽率、相对发芽指数均显著降低。处理T1、T2、T3青稞种子的发芽势、发芽率、发芽指数均低于对照（CK）；在3个试验组中，处理T1青稞种子的发芽势、发芽率、发芽指数最高，与处理T2、T3存在显著差异。处理T1、T2、T3青稞种子的相对发芽势、相对发芽率、相对发芽指数均低于对照（CK）；在3 个试验组中，处理T1青稞种子的相对发芽势、相对发芽率、相对发芽指数最高，与处理T2、T3存在显著差异。

表1 干旱胁迫对青稞种子萌发的影响

2.2 干旱胁迫对青稞幼苗生长的影响

由表2 可知，随着干旱胁迫程度的加剧，青稞幼苗的株高、茎长、根长、地上部分鲜质量、地下部分鲜质量、地上部分干质量、地下部分干质量显著降低。处理T1、T2、T3青稞幼苗的株高、茎长、根长、地上部分鲜质量、地下部分鲜质量、地上部分干质量、地下部分干质量均低于对照（CK）；3 个试验组中，处理T1青稞幼苗的株高、茎长、根长最大，与处理T3存在显著差异，与对照（CK）无显著差异；3 个试验组中，处理T1地上部分鲜质量、地下部分鲜质量、地上部分干质量、地下部分干质量最高，与处理T2、T3存在显著差异，与对照（CK）无显著差异。

表2 干旱胁迫对青稞幼苗生长的影响

2.3 干旱胁迫对青稞幼苗生理特性的影响

由表3 可知，随着干旱胁迫程度的加剧，青稞幼苗叶片的叶绿素a 质量分数、叶绿素b 质量分数、丙二醛物质的量浓度、超氧化物歧化酶活性、过氧化氢酶活性、过氧化物酶活性呈先增大后减小的趋势。处理T1的叶绿素a 质量分数和叶绿素b 质量分数均高于其他处理，与对照（CK）、处理T2、处理T3存在显著差异；处理T1的丙二醛物质的量浓度、超氧化物歧化酶活性、过氧化氢酶活性、过氧化物酶活性均高于其他处理，与对照（CK）、处理T3存在显著差异。

表3 干旱胁迫对青稞幼苗生理特性的影响

3 结论与讨论

试验结果表明，青稞种子萌发及生理特性受干旱胁迫影响较大。处理T1、T2、T3青稞种子的发芽势、发芽率、发芽指数、相对发芽势、相对发芽率、相对发芽指数均低于对照。这说明干旱胁迫会抑制青稞种子萌发，且干旱胁迫程度越大，青稞种子萌发受到的抑制作用越大。处理T1、T2、T3青稞幼苗的株高、茎长、根长、地上部分鲜质量、地下部分鲜质量、地上部分干质量、地下部分干质量均低于对照。这说明干旱胁迫会抑制青稞幼苗生长，且干旱胁迫程度越大，对青稞幼苗生长的抑制作用越大［7］。

植物叶绿素主要包括叶绿素a和叶绿素b，叶绿素能够反映植物生长环境是否适宜。叶绿素合成与水分密切相关，当植物严重缺水时，会加速叶绿素的分解，抑制叶绿素的合成［8_9］。处理T1的叶绿素a质量分数、叶绿素b质量分数均高于其他处理，说明轻度干旱胁迫处理有利于青稞叶片叶绿素合成。有研究表明，干旱胁迫会破坏植物机体内以超氧化物歧化酶为主的抗氧化系统，丙二醛物质的量浓度会上升；针对此现象，植物体内过氧化物酶活性也会随之提升，以保护植物生物膜，同时植物体内产生的过氧化氢酶会加速对过氧化氢的分解，避免对植物产生伤害［10_11］。处理T1的丙二醛物质的量浓度、超氧化物歧化酶活性、过氧化氢酶活性、过氧化物酶活性均高于其他处理。这说明青稞种子抗旱性较好，在轻度干旱胁迫处理下其生理特性可以达到最佳。