氯化鈣浸種對干旱脅迫下藜麥萌發的緩解作用

呂亞慈

（衡水學院生命科學學院 河北 衡水 053000）

藜麥原產于安第斯山脈，生長氣溫為2℃～35℃，適宜的生長溫度是14℃～18℃，是莧科藜亞科藜屬的自花授粉植物，已經有約4千年的種植史，有豐富的營養，被稱“食物之母”。藜麥是被聯合國組織推廣的唯一滿足人體全營養的單體植物[1]，其含有人體無法生產和必需的9種氨基酸，比例合適，容易吸收[2]。

干旱是限制農作物生長發育的主要原因之一，萌發期是作物適應干旱脅迫極重要的時期，決定著植株的生長發育。鈣是植物生長發育所必需的營養元素，可以提高植株的脫水耐性。研究表明，鈣離子可以使細胞通透性變大，鈣離子處理可使組織細胞中多種抗逆性脅迫提高，氯化鈣溶液能一定程度上彌補由于干旱脅迫導致的鈣離子缺失，使植物正常的生理活動得以維持，穩定細胞膜的結構。本研究采用簡便易行的浸種方法，對藜麥施用氯化鈣浸種，改善了藜麥在干旱脅迫下的萌發及生長。

1 材料與方法

1.1 供試材料。試驗品種：紅藜3號，由張家口農科院提供。試劑：聚乙二醇-6000(分析純，生產廠家：天津市紅巖試劑廠)，氯化鈣(分析純，生產廠家：天津市鄧中化工廠)。

1.2 試驗方法。用蒸餾水將聚乙二醇(PEG)配制為5%、10%、15%、20%、25%的溶液，經預試驗表明25%濃度最佳，最后選取25%PEG進行脅迫處理。本試驗用不同濃度的氯化鈣溶液進行浸種處理，分別為5 mmol/L、10 mmol/L、15 mmol/L、20 mmol/L，蒸餾水組作為對照，在25%PEG脅迫下處理，重復3次。設空白對照組和沒有浸種的25%PEG對照組。藜麥種子用0.1%氯化汞溶液消毒10 min，然后用蒸餾水沖洗，室溫下風干24 h。發芽法為紙上發芽法，每皿中50粒種子，在25℃培養箱中萌發。

1.3 試驗處理。設不同濃度氯化鈣浸種處理5組，加10 ml 25%PEG溶液，重復3次，25℃條件下發芽，每日統計發芽數。定時記發芽數，當連續2 d無種子發芽就為結束期。統計萌發率，隨機抽取10粒發芽種子，測根芽長及鮮重，選定最佳浸種濃度。

1.4 數據分析。發芽率(%)=(發芽種子數/試供種子總數)×100%；發芽勢=(規定天數內發芽種子數/試供種子數)×100%；發芽指數=∑Gt/Dt；活力指數=S×∑Gt/Dt；平均鮮重(g)=10株幼苗總重(g)/10。用SPSS和Excel分析統計記錄數據，進行差異顯著性檢驗。

2 結果與分析

2.1 不同浸種濃度對干旱脅迫下藜麥萌發的影響。從表1來看，25%PEG脅迫下藜麥種子的發芽率全部低于空白對照，干旱脅迫下鈣離子處理后種子發芽率隨鈣離子濃度的升高呈現先升高后降低的趨勢，差異顯著；25%PEG脅迫下藜麥種子的發芽勢全部低于空白對照，浸種的組隨著鈣離子濃度的升高呈現先升高后下降的趨勢，但是全高于25%PEG對照，且在氯化鈣溶液濃度10 mmol/L下發芽勢最高，為0.56，接近空白對照的水平；25%PEG脅迫下藜麥的發芽指數全部比空白對照低，不同濃度氯化鈣處理下的發芽指數差異明顯，除20 mmol/L濃度水平下發芽指數低于25%PEG對照外，其他濃度的氯化鈣處理都對PEG脅迫下藜麥萌發有緩解效果，在10 mmol/L濃度下發芽指數最高。綜合以上各指標，氯化鈣濃度為10 mmol/L的時候種子萌發情況最好。

表1 不同浸種濃度對干旱脅迫下藜麥萌發期的影響

2.2 不同浸種濃度對干旱脅迫下藜麥生物量的影響。由表2可以看出，25%PEG脅迫下藜麥種子萌發期的芽長均低于空白對照，萌發期芽長長度隨著浸種濃度的升高先增加后減小，浸種濃度為10 mmol/L時芽長長勢低于空白對照，浸種濃度15 mmol/L時和20 mmol/L時芽長長度低于25%PEG對照，20 mmol/L時與25%PEG對照差異明顯；25%PEG脅迫下藜麥種子萌發期的根長全部低于空白對照，根長隨著浸種濃度的升高先增加后減小，在10 mmol/L濃度處理下根長達到最長，為25.67 mm，除20 mmol/L外，浸種處理都高于25%PEG對照；25%PEG脅迫下藜麥種子萌發期的鮮重均低于空白對照，鮮重隨著氯化鈣浸種濃度的升高呈先增加后減小的趨勢，20 mmol/L浸種濃度下低于25%PEG對照，在10 mmol/L濃度處理下鮮重量最大。

表2 不同浸種濃度對干旱脅迫下藜麥生物量的影響

3 討論

滲透調節是植物抵御干旱脅迫的重要機制，對4個不同藜麥浸種濃度進行排列，選出緩解性能較好的濃度，從隸屬函數分析可得，不同濃度的鈣離子能夠不同程度地使PEG脅迫對藜麥種子萌發的抑制效果得到緩解，在該試驗10 mmol/L氯化鈣濃度下緩解干旱效果最好。不同濃度的鈣離子可不同程度地解決干旱脅迫對藜麥生長的抑制作用，這與徐拾佳[3]等對矮牽牛種子的研究是一致的。鈣離子能夠對干旱造成的抑制作用進行緩解，濃度不同其緩解效果不同，這與張冬野[4]等對番茄幼苗的研究一致。鈣是植物正常生長所必需的礦質元素，可減少水分的散失，還可以降低細胞內自由基的水平，維持膜結構的穩定，是細胞壁的一種組成元素，作為代謝調節中的“第二信使”，在植物生命中起非常重要作用。

藜麥有一定的抗旱能力，能在中輕度干旱環境中正常萌發。但在中高度干旱環境中，可用一定濃度的氯化鈣溶液浸種，從而使藜麥能夠正常生長，達到更好的應用效果。本研究只選在萌發期，對其他品種或者在其他時期的干旱有無緩解作用等都需再研究。