吕亚慈
(衡水学院生命科学学院 河北 衡水 053000)
我国大约有1/3的可耕作面积位于干旱或半干旱地区,干旱对农作物造成的危害在全部非生物胁迫中位居首位,由干旱引发的农作物减产超越了其他影响的总和[1]。亚麻在我国主要分布在华北、西北等地,可分为纤用亚麻、油用亚麻和油纤兼用亚麻3大类。在亚麻生长发育的全部历程中其对干旱胁迫异常敏感,尤其在种子萌发期和苗期对干旱最为敏感。因而积极寻觅抗旱亚麻资源,提高亚麻抗旱性,进行抗旱指标及抗旱性判定,对挑选和培育抗旱性强的品种具有重要的意义。
1.1 供试材料。本试验以5种不同的亚麻品种种子为试验材料,分别为坝七、3选三、美1、内9、陇8,种子均由河北省张家口市农业科学院提供。用不同浓度聚乙二醇人工模拟干旱环境,对种子萌发期进行干旱处理。将PEG-6000配制为浓度分别为10%、15%、20%、25%的溶液,以蒸馏水为对照。将配制好的溶液装于容量瓶中备用。
1.2 试验方法。从每个亚麻品种中选取大小匀称、较为饱满的种子供试验用。用75%乙醇溶液消毒3 min,再用蒸馏水冲洗3次,放于滤纸上自然风干,将种子摆放在铺有双层滤纸的培养皿中,每皿50粒,每个浓度梯度处理进行3次重复,每处理加入10 ml相应溶液,在25℃恒温下进行萌发处理。即日起开始观测,每天按时记录发芽种子数(以胚芽长度为种子长度的1/2作为发芽的标准)。当连续2 d不再有种子发芽时作为发芽结束期。发芽结束后统计发芽率和活力指数,测量根长、芽长、鲜重,并做好记录。
1.3 数据处理及评价方法
1.3.1 指标计算。发芽率(%)=(发芽种子数/供试种子总数)×100%;活力指数VI=S×∑Gt/Dt;平均鲜重(g)=10株幼苗总重(g)/10;(注:S—鲜重,Gt—在第t天的发芽个数,Dt—发芽天数)。
1.3.2 统计分析。用SPSS17.0以及Microsoft Excel软件对统计获得的数据进行录入分析,并进行差异显著性检验。
1.3.3 综合评价。采用隶属函数法对亚麻的各项指标进行抗旱性综合评价,计算方法如下:抗旱系数=处理/对照;抗旱指数=抗旱系数×处理/所有品种处理的平均值;带入公式X(u)=[X-X(min)]/[X(max)-X(min)]中,分别计算所测指标具体隶属值,式中:X(min)为试验品种抗旱系数的最小值,X(max)为最大值[2]。再把各品种的每一个指标抗旱隶属值累加并求平均值。
不同程度的干旱对亚麻种子萌发期的抑制作用,表现为根和芽的生长受到不同程度的抑制,种子的发芽率、鲜重等指标明显降低等等。
2.1 不同干旱程度对亚麻萌发期发芽率的影响。从表1看出,在低浓度胁迫时,内9种子发芽率明显高于其他品种,随着胁迫程度上升,内9和美1种子发芽率显著高于其他品种。当干旱胁迫浓度最高时,除内9外,其他4个品种的种子均不再发芽。
2.2 不同干旱程度对亚麻萌发期活力指数的影响。由表2可知,坝七、美1种子活力在0~20%浓度处理下差异显著;3选三、内9、陇8在0~15%浓度处理下差异显著;在10%浓度处理下,内9的种子活力指数高于其他4个品种。结果表明,5个品种的活力指数在干旱水平较低(10%)时均高于对照组,当干旱水平较高(25%)时,5个品种的种子活力指数均为0,其中3选三、美1种子活力指数在20%时就到达0。
表1 不同干旱程度对亚麻萌发期发芽率的影响
表2 不同干旱程度对亚麻萌发期活力指数的影响
2.3 不同干旱程度对亚麻萌发期芽长、根长和鲜重的影响
2.3.1 不同干旱程度对亚麻萌发期芽长的影响。由表3发现,坝七种子芽长在10%浓度处理下高于对照且出现峰值,之后开始下降,在10%~15%浓度下差异不显著;3选三、美1和陇8种子芽长随着干旱水平的增长呈降落趋势;随着干旱程度的增加,3个品种的芽长逐渐下降,坝七种子芽长在10%浓度处理下达到峰值,之后随着干旱程度的加强,种子芽长呈下降趋势。
表3 不同干旱程度对亚麻萌发期芽长的影响
2.3.2 不同干旱程度对亚麻萌发期根长的影响。由表4可以看出,坝七和3选三种子的根长随着干旱水平的增加呈下降趋向,在0~20%浓度处理下差异显著;美1和陇8在10%浓度条件下种子根长出现最大值,之后随着干旱程度的加强根长逐渐变短,美1在PEG浓度达到20%时便不再生根;当PEG浓度为25%时,坝七、3选三和陇8也不再生根。
表4 不同干旱程度对亚麻萌发期根长的影响
2.3.3 不同干旱程度对亚麻萌发期幼苗鲜重的影响。由表5可以得出,随着干旱程度的加强,坝七、3选三、美1、内9和陇8幼苗鲜重均呈下降趋势;坝七和陇8在0~25%浓度处理下差异显著,3选三和美1在0~20%处理下差异显著。
表5 不同干旱程度对亚麻萌发期幼苗鲜重的影响
2.4 不同品种亚麻萌发期抗旱性综合评价。利用隶属函数法,对5个不同品种的亚麻进行排序,从而挑选出抗旱性较好的品种。由表6可以看出,在该试验中,内9品种的隶属值在0.4~0.7,抗旱性最强,为较强抗性品种,坝七隶属值在0.3~0.4,抗旱性次之,为弱抗性品种,陇8、美1和3选三这3个品种的隶属值<0.3,为不抗旱品种。
表6 不同品种亚麻萌发期抗旱性综合评价
本试验的研究结果表明,坝七、3选三、美1、内9和陇8,发芽势和种子鲜重随着干旱水平的加强呈下降趋势,这与姚玉波[3]在“不同品种亚麻种子萌发期抗旱性鉴定”中的研究结果一致;内9品种的发芽率、发芽指数、根长等指标均显现低浓度促进高浓度抑制。5个亚麻品种的活力指数均显现低浓度促进高浓度抑制。
利用隶属函数法对供试品种进行综合评价发现,内9抗旱性最强,为较强抗性品种,坝七抗旱性次之,为弱抗性品种,陇8、美1和3选三为不抗旱品种,因此可以选择内9进行抗旱性亚麻种子的培育。抗旱性是一个受多重因素影响的复杂的数量性状,在萌发期挑选出的抗旱性相对较强的种子是否在苗期甚至整个生长期也具有较强的抗旱性还有待进一步探究。