杨萍 罗庆熙 张珂珂 柳翠霞 刘健伟
限制植物生长最重要的因素是环境胁迫,其中以盐渍化和干旱影响最为严重[1]。由于设施覆盖使内部土壤得不到雨水淋洗,加之设施内复种指数高,施肥、灌溉及耕作频率大,盐分极易聚集造成设施内土壤不同程度的次生盐渍化[2]。目前土壤次生盐渍化已成为国内外设施蔬菜栽培中普遍存在的难题,严重影响栽培设施的利用效率及蔬菜设施栽培的高效可持续发展[3]。
维生素作为植物体内某些重要酶促反应的辅酶或辅酶的组成,在植物生长发育中具有重要的作用。有研究表明,外施维生素可以刺激植物生长发育,提高其产量和品质,增强抗逆性[4,5]。但目前关于这方面的研究报道仅见于大田作物。黄瓜是当前设施栽培的重要蔬菜之一,设施土壤盐渍化的产生导致黄瓜产量和品质下降严重。所以提高黄瓜的耐盐性对黄瓜设施生产具有重要意义。本研究以蔬菜作物黄瓜为材料,研究盐胁迫条件下,VC、VB1、VB6、VPP四种外源维生素对黄瓜种子萌发及幼苗生长的影响,以期为缓解设施生产中的盐害提供新思路。
限制植物生长最重要的因素是环境胁迫,其中以盐渍化和干旱影响最为严重[1]。由于设施覆盖使内部土壤得不到雨水淋洗,加之设施内复种指数高,施肥、灌溉及耕作频率大,盐分极易聚集造成设施内土壤不同程度的次生盐渍化[2]。目前土壤次生盐渍化已成为国内外设施蔬菜栽培中普遍存在的难题,严重影响栽培设施的利用效率及蔬菜设施栽培的高效可持续发展[3]。
维生素作为植物体内某些重要酶促反应的辅酶或辅酶的组成,在植物生长发育中具有重要的作用。有研究表明,外施维生素可以刺激植物生长发育,提高其产量和品质,增强抗逆性[4,5]。但目前关于这方面的研究报道仅见于大田作物。黄瓜是当前设施栽培的重要蔬菜之一,设施土壤盐渍化的产生导致黄瓜产量和品质下降严重。所以提高黄瓜的耐盐性对黄瓜设施生产具有重要意义。本研究以蔬菜作物黄瓜为材料,研究盐胁迫条件下,VC、VB1、VB6、VPP四种外源维生素对黄瓜种子萌发及幼苗生长的影响,以期为缓解设施生产中的盐害提供新思路。
试验于2009年3月在西南大学园艺园林学院园艺实验室进行。试材为重庆市农科院育成的黄瓜品种“燕白黄瓜”。盐胁迫采用NaCl(分析纯),供试VC、VB1、VB6、VPP 均为分析纯。
选取大小相当的黄瓜种子,清水浸种6 h,吸干种子表面水分后置于铺有两层滤纸的培养皿内,每皿30粒。用200 mmol/L NaCl溶液分别配制浓度为0,40,80,120,160 mg/L 的 VC、VB1、VB6、VPP 处 理液,共17个处理,分别取处理液7 mL加入不同培养皿中,于25℃恒温箱内培养。每天用相应的处理液冲洗种子,以保证处理液中盐浓度和维生素浓度不变。每处理重复3次,以芽长超过1/2种子长为发芽标准,处理后第3天统计发芽势,第5天统计发芽率,并测定幼苗株高、根长、脯氨酸及丙二醛含量。脯氨酸含量测定采用茚三酮法[6]。丙二醛含量采用硫代巴比妥酸(TBA)法,均参考李合生的方法[6]。
由表1可以看出,不同浓度的VC处理液均可提高盐胁迫条件下黄瓜种子的发芽率、发芽势及幼苗的株高、根长,且随着VC浓度的增高,它们均呈现出先升高后降低的趋势。当VC浓度为40 mg/L时,黄瓜种子发芽率及发芽势最高,分别为80%和75.557%,且均与对照差异显著。而幼苗株高及根长则在VC浓度为80 mg/L时最大,均与对照差异显著,分别为3.447 cm,6.652 cm。说明一定浓度的VC溶液可以促进盐胁迫下黄瓜种子萌发及幼苗生长。而添加VC的处理与对照相比均能提高幼苗在盐胁迫下的脯氨酸含量,缓解盐胁迫对黄瓜幼苗的膜脂伤害。且随着VC浓度的增加,脯氨酸含量在VC浓度为40 mg/L时达到峰值,为382.476 μg/g,且与对照差异显著,其他处理均与对照差异不显著。
表1 VC对盐胁迫下黄瓜种子萌发及幼苗生长的影响
表2 VB1对盐胁迫下黄瓜种子萌发及幼苗生长的影响
表3 VB6对盐胁迫下黄瓜种子萌发及幼苗生长的影响
表4 VPP对盐胁迫下黄瓜种子萌发及幼苗生长的影响
表2表明,不同浓度的VB1处理液也可促进盐胁迫下黄瓜种子萌发及幼苗生长,提高黄瓜种子的发芽率、发芽势及幼苗的株高、根长,且它们随着VB1浓度的增高均呈现出先升高后降低的趋势。当VB1浓度为80 mg/L时,黄瓜种子发芽率最高,达到94.443%,与对照差异显著。而幼苗发芽势、株高及根长则在VB1浓度为40 mg/L时最大,均与对照差异显著。与对照相比,各处理脯氨酸含量都有提高,且除20 mg/L处理与对照差异不显著外,其余处理均与对照差异显著。
VB6处理液对盐胁迫下黄瓜种子萌发的效应与VC、VB1相同。当VB6浓度为80 mg/L时,黄瓜种子发芽率、发芽势、株高、根长均达到峰值,分别为 87.781%,83.333%,3.706 cm,6.957 cm, 且与对照差异显著。脯氨酸含量也在VB6浓度为80 mg/L时最高,为412.157 μg/g,并与对照差异显著,其他处理均与对照差异不显著。
由表4可看出,随着VPP浓度的增高,黄瓜种子的发芽率、发芽势及幼苗的株高、根长均呈现出先升高后降低的趋势。当VPP浓度为80 mg/L时,黄瓜种子发芽率、发芽势及株高分别为91.110%,81.110%,3.520 cm,达到最大值,且与对照差异显著。幼苗根长增长但与对照差异不显著。各浓度处理下脯氨酸含量均高于对照,80 mg/L时脯氨酸含量最高,为512.713 μg/g,与对照差异显著。
VC、VB1、VB6、VPP 四种维生素均能不同程度地提高盐胁迫条件下黄瓜种子的发芽率、发芽势,促进幼苗生长,表现出对盐胁迫的缓解作用。
脯氨酸作为植物体内的渗透调节物质,在植物受环境胁迫时大量积累,有助于增加细胞持水力,对原生质起到保护作用。本试验研究结果表明,盐胁迫条件下,外源维生素可以显著提高黄瓜幼苗脯氨酸含量,缓解盐胁迫对幼苗的伤害。
[1]林栖凤,李冠一.植物耐盐性研究进展[J].生物工程进展,2000,20(2):20-25.
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[3]薛继澄,毕德义,李家金,等.保护地栽培蔬菜生理障碍的土壤因子与对策[J].土壤肥料,1994(1):4-9.
[4]Brar Z S,Singh M.Effect of plant regulators on biomass and productivity of cotton cossypium[J].Indian of Ecol,1983,10:254-259.
[5]Tomar R P S,Singh B P,Chaudhary B S.Effect of modes application of growth regulators on wheat[J].Indian J Agr Res,1977,5:41-44.
[6]李合生.植物生理生化实验原理和技术[M].北京:高等教育出版社,1999:258-261.