甜瓜幼苗对淹水胁迫响应的形态差异及根系生理指标的比较

王阳　汪李平　杨静　王润东

摘要：武汉地区在甜瓜幼苗生长时期常遭遇阴雨天气，因此，对甜瓜幼苗期耐涝性有一定的要求。本试验以市场受欢迎的2个品种“伊丽莎白”和“久青蜜”为试材，探讨2个品种耐涝性在形态上的差异，直观判断品种耐涝性的强弱。本试验采取半淹水和全淹水2种处理方式，观察不同淹水方式对幼苗的伤害程度及幼苗的形态变化。得出结论：与对照比较，淹水胁迫抑制甜瓜幼苗的生长，生长势减弱；在不同的淹水方式下，半淹水胁迫下，甜瓜幼苗胚轴长出大量不定根，但2个品种不定根的数量、鲜重及根系活力指标存在差异。

关键词：甜瓜；淹水胁迫；形态指标；根系活力

我国受季风气候的影响，部分地区洪涝灾害较为严重。甜瓜（Cucumis melo L.）是葫芦科葫芦属1年生草本植物。营养丰富、口味好，是盛夏重要水果之一，但甜瓜性喜温热，怕涝湿。在武汉地区，春夏季甜瓜栽种时期多雨，对甜瓜的生产造成极不好的影响。本试验以“伊丽莎白”和“久青蜜”为试材，探讨耐涝性在形态上的差异，为生产者发现及使用耐涝品种提供理论依据及指导性意见。

1 材料与方法

1.1 材料

厚皮甜瓜“伊丽莎白”；薄皮甜瓜“久青蜜”。

1.2 方法

种子催芽育苗，2叶1心时砂培。待幼苗4叶1心时做淹水处理。（1）半淹水处理：采取双套盆法。（2）全淹水处理：使水面淹没整个植株，并高于植株3～4cm。（3）对照：正常浇水。

1.3 测定的指标

死亡率、植株鲜重、根系活力。

2 结果与分析

2.1 幼苗在半淹水处理和全淹水处理过程中的表现

2.1.1 幼苗生长量。对照植株均正常生长，半淹水处理（图1），2种幼苗全株鲜重前3d与对照无显著差异，第7d时，“伊丽莎白”和“久青蜜”幼苗全株鲜重与对照的差异达到极显著水平，分别减少28.22%、29.32%。根系鲜重在淹水1d后下降，第7d，根系已经非常稀少，“伊丽莎白”和“久青蜜”幼苗根系与其相应对照根系鲜重都达到了极显著水平。

全淹水处理（图2），2个品种幼苗全株鲜重和根系鲜重都随淹水时间的延长呈现下降趋势。淹水第4d，“伊丽莎白”和“久青蜜”幼苗的全株鲜重分别是对照组的38%和37%。得出结论：全淹水对幼苗地上部和地下部生长都起到了阻碍作用，且比半淹水条件对幼苗的伤害程度大。2个品种地上部的生长量存在差异，第4d时，“伊丽莎白”全株鲜重与对照差异极显著，“久青蜜”与对照差异不显著，根系鲜重2个品种与对照的差异达到极显著水平。

除生长量存在差异，不同处理的幼苗在外部形态表现不同。半淹水处理幼苗第3d基部叶变黄，处理时间的延长，上部叶片也变黄。全淹水第3d部分幼苗开始出现萎蔫死亡。2种处理方式都迫使幼苗的根系逐渐变软，变褐、腐烂，最终倒伏。

2.1.2 不定根的生成差异。（1）全淹水处理：2个品种幼苗没有不定根的形成。（2）半淹水处理：2个品种幼苗下胚轴不断长出不定根，随着处理时间的延长，不定根的数量和长度不断地增加，后期大量不定根出现。半淹水胁迫下（图3），“伊丽莎白”不定根鲜重显著大于“久青蜜”不定根鲜重，第7d“伊丽莎白”不定根鮮重达1.04g，“久青蜜”不定根鲜重0.51g。

图3半淹水胁迫下伊丽莎白、久青蜜生成的不定根鲜重

2.1.3 死亡率比较。半淹水处理2个品种的死亡率都是0。全淹水处理分别在第1、2、3、4 d各取30株解除淹水胁迫，“伊丽莎白”和“久青蜜”死亡率分别为0、17%、37%、57%和0、10%、30%、43%（图4）。

2.1.4 根系活力比较。半淹水（图5），2个品种幼苗的根系活力都呈现先下降后上升再下降趋势，第7d根系活力很弱。全淹水（图5），2个品种幼苗根系活力呈现持续下降的现象，第4d根系活力很弱。相比较得出，淹水胁迫下“久青蜜”的根系活力要低于“伊丽莎白”，但差异并不显著。

3 讨论

3.1 死亡率差异比较

2种处理对幼苗生长的影响不同。半淹水前期，2种甜瓜幼苗下部叶出现黄化，半淹水植株仍然能正常生长，第7d黄化叶数增多，说明半淹水胁迫导致叶片叶绿素分解。2个品种根系因淹水出现腐烂死亡倒伏现象。解除胁迫后，植株死亡率为0。说明半淹水胁迫短期内对幼苗不能造成毁灭性伤害。全淹水胁迫幼苗生长基本停滞，解除胁迫后，植株死亡。这与金晶在银木淹水试验得到结论一致。处理1、2、3、4d，“伊丽莎白”死亡率大于“久青蜜”死亡率，从死亡率上看，“久青蜜”的耐涝性要强于伊丽莎白。

3.2 生长量的差异比较

淹水胁迫抑制植物生物量积累，生物量被作为抗逆性研究的重要指标。本试验表明，半淹水胁迫下，2个品种甜瓜幼苗全株鲜重和地上部鲜重有增加，但低于对照水平。地下部根系的生长量减少，与对照相比达到极显著水平。半淹水胁迫对根系伤害直接，程度比地上部分严重。这与孙海菁对枫香淹水胁迫得出结论一致。

3.3 不定根形成能力的差异比较

半淹水胁迫促进茎段长出不定根，其数量和长度随着处理时间延长不断增加，后期根系长度长于对照初生根系。全淹水胁迫下几乎没有不定根的形成。“伊丽莎白”形成的不定根质量大于“久青蜜”，后期，前者大约是后者的2倍之多，可能是厚皮甜瓜基础鲜重要大于薄皮甜瓜，也可能“伊丽莎白”半淹水耐涝性强于“久青蜜”，此结论需要进一步试验确定。王文泉以不同耐渍性的芝麻做淹水处理，发现耐渍品种的不定根数量增加了4.0～5.0倍，不耐渍品种不定根增加了0.79～1.8倍。不定根的形成是植物应对淹水胁迫的重要反应，一定程度上可代替实生根系发挥代谢功能，是甜瓜幼苗半淹水处理7d后仍能够正常生长的原因。

3.4 根系活力的差异比较

土壤逆境对植物的影响首先作用于根系，影响其生理生化代谢，随着逆境时间的延长，进一步影响整个植株生长代谢。根系活力是根系抗逆性的重要指标。本试验中，2个品种幼苗半淹水前期根系对淹水响应机制有所反应，根系活力会先下降后升高，对逆境采取调节措施，但外界的胁迫一直存在，超过植株本身的调节能力，后期根系活力持续下降。全淹水胁迫2个品种甜瓜幼苗根系活力不断下降，不同于半淹水处理，这与王琼等对油菜渍水处理的结论一致。“伊丽莎白”幼苗根系活力在半淹水和全淹水前期都要高于“久青蜜”，说明其根系的耐涝性具有一定的优势。

（责任编辑 舒丹丹）