核桃种子萌发及不同盐浓度对其生长特性的影响

牛蛉磊

（兵团第三师农业科学研究所，新疆 图木舒克 843901）

核桃种子萌发及不同盐浓度对其生长特性的影响

牛蛉磊

（兵团第三师农业科学研究所，新疆 图木舒克 843901）

采用当年生新河核桃、和田核桃实生苗为研究材料，以盆栽加盐方式制造人工模拟盐胁迫环境，设置田园土0（对照，不加盐）、0.08%、0.13%、0.18%共4个梯度的NaCl处理，研究在不同盐及盐梯度下新河核桃与和田核桃幼苗的生长量（根粗、根长、根鲜重、根干重、冠茎鲜重、冠茎干重、叶片数、节数、茎粗）、叶绿素变化。结果表明：（1）不同盐浓度对不同核桃品种生长量影响不同，与对照相比，耐盐性和田核桃优于新河核桃，随盐浓度增加，植株地上部生长量呈下降趋势，根系生长量在一定盐浓度范围内呈上升趋势；（2）核桃叶片叶绿素含量随盐浓度上升呈下降趋势。

核桃；盐胁迫；生长量；叶绿素

1 引言

核桃（Juglans regia L.）系胡桃科核桃属植物，是我国重要的生态经济树种之一。在世界坚果生产中，我国核桃产量和栽培面积均居首位。新疆是我国核桃重要产区之一，栽培地区遍及南北疆，产量居全国前列。自20世纪80年代中叶到90年代初，新疆选育出核桃优良品种近22个、株系4个，其中多个是具备早实特点品种，并且温185、新新2号、扎343、新丰、新早丰等早实品种已成为新疆核桃主产区推广的主栽品种，形成了以环塔里木盆地为重要基地的特色优质林果产业带，林果种植面积每年以百万亩以上的速度递增。选择更适合高温、高光照条件，并能充分发挥环塔里木盆地的光热资源优势的核桃品种，是核桃大面积发展中亟待解决的关键问题。目前，新疆核桃大量出口英国、澳大利亚等国，蓬勃发展的林果产业和巨大的市场需求为兵团核桃走向世界提供了历史机遇[1]。

盐渍土广泛分布于地球陆地，约占陆地总面积的25%，并且面积在不断增加，程度不断加重，已经成为影响农林生产以及生态环境的全球性问题[2-3]。根据实验研究表明，薄壳山核桃植株在NaCl质量分数增加到0.3%时，存活率为91.1%；当质量分数增加到0.6%时，植株死亡明显增加，存活率为60.0%；当质量分数增大到0.7%时，植株的存活率仅有22.2%[2]。盐胁迫对植物的影响主要表现在渗透胁迫和离子胁迫效应方面，植物体内几乎所有的生命活动都会不同程度地受到盐胁迫效应的影响。植物对盐胁迫的适应性反应是一个复杂的综合性反应[4]。盐碱含量的多少跟植物生长量有密切关系。盐胁迫主要是通过渗透胁迫和离子毒害对作物的生长发育产生抑制[5]。一方面，盐胁迫造成根系渗透势高于环境中的渗透势，从而造成根系吸水困难；另一方面，在盐胁迫下，Na+大量进入细胞，严重阻碍植物对K+和其他离子的吸收和运输[6]，Na+、K+浓度增高，从而打破原有的离子平衡，对植物造成离子毒害[7]。NaCl胁迫对向日葵相对苗高的影响，随着NaCl浓度的增加，3个品种向日葵相对苗高呈下降趋势，当NaCl浓度为0.1 mol/L时，3个向日葵品种的相对苗高都下降至65%以下，NaCl浓度达到0.2 mol/L时，苗高受到严重抑制[4]。盐胁迫显著降低了冬小麦幼苗株高和地上部干重，增大了根冠比。在全部根系盐胁迫条件下，随着盐胁迫浓度的升高，株高和地上部干重降低，根冠比增大[8]。近年来，新疆核桃产业发展迅速，但是环塔里木盆地地处新疆南部，干旱缺水，土地盐碱含量较大，对于核桃产业发展影响巨大。而对于和田核桃与新河核桃砧木的研究较少，缺少理论依据。因此，本研究对和田核桃、新河核桃砧木苗在不同盐浓度及不同盐种类条件下的生长量、光合、叶绿素变化进行了调查试验，以为南疆核桃砧木苗耐盐碱性提供理论依据。

2 材料与方法

2.1 试验材料

购买完全成熟当年生优质厚皮实生核种子为试验材料，分别为和田厚皮实生核桃种子和新河厚皮实生核桃种子。在综合性状表现良好的母树上采集核桃种子，要求无病虫、无霉烂、大小均匀适中。试验在园艺试验站内智能温室进行。

2.2 试验设计

2.2.1 核桃种子外观调查与比较

调查和田与新河的核桃种子外观形象特征，调查指标：形状、色泽、单果充实度、壳面刻沟、缝合线、内隔壁、种子长、种子宽、棱径、去除缝合线长、去除缝合线宽、壳厚度（壳朣部位）、单果重、单果仁重、坚果出仁、沟纹刻窝、坚果壳底部、坚果壳顶部、坚果果仁颜色、气味。

2.2.2 核桃种子浸泡处理

对选取的优质核桃种子进行浸泡处理，采用清水对种子进行为期7 d的浸泡。每天换水2次，保证浸泡的水清澈。浸泡过程中从新河与和田核桃中随机各选取45个核桃，分为3组，每组15个，进行吸水量调查，并记录数据。

2.2.3 核桃种植

在对浸泡处理过的种子进行种植前，需对浸泡的种子进行适当的晒种，到大部分出现裂开为止。进行无菌营养土的配置，采用1∶5的比例（一车腐熟有机肥与五车田园土），将配置好的营养土使用灭菌灵等杀菌剂进行灭菌处理。根据研究所需要调查的盐类及盐浓度进行土壤配置，盐类为氯化钠（NaCl），盐浓度设为在原土基础上0.08%、0.13%、0.18%。设置田园土0（对照，不加盐）、0.08%、0.13%、0.18%共4个梯度的NaCl处理。即8个处理：（1）新河核桃园土对照，不加盐；（2）和田核桃园土对照，不加盐；（3）新河核桃土壤盐浓度0.08%；（4）新河核桃土壤盐浓度0.13%；（5）新河新河核桃土壤盐浓度0.18%；（6）和田核桃土壤盐浓度0.08%；（7）和田核桃土壤盐浓度0.13%；（8）和田核桃土壤盐浓度0.18%。将配置好的土壤装入相同的花盆中，每盆装入等量的土壤便于以后的管理。

2.2.4 种植后管理

播种后定期定量浇水，每3 d浇水1次，水分量控制在25%～27%，保证幼苗正常生长。

2.2.5 核桃生长量的测定

观察核桃发芽及幼苗生长情况。调查不同处理种子含水率、主根长、主根粗、根数、根面积、根体积、根干鲜重、株高、茎粗、节数、节间长、绿叶数、冠茎鲜重、冠叶干鲜重、叶面积、种子萌发发芽率、发芽时间、地径、苗高，测量顶叶、中叶、基叶长宽叶面积，计算根冠比、叶面比，比较核桃种子外观品质等。

2.2.6 光合特性的测定

试验采用Li-6400型（Li-cor公司，美国）便携式光合测定仪，在自然光照下，用该仪器自控系统控制CO2浓度，利用标准叶室和开放式气路，测定不同核桃品种及不同生境叶片光合参数。于11：30（北京时间，以下同）至13：30选取各样株光照充足、生长健康的叶片进行测定，并尽量保持叶片的自然生长角度，测定项目主要包括净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、胞间CO2浓度（Ci）、蒸腾速率（Tr）等。采用DPS统计分析软件对数据进行分析。

2.2.7 叶绿素测定

采用叶绿素测定仪对每个处理中随机选择的3片叶进行测量。

3 结果与分析

3.1 核桃种子植物学性状

新河与和田核桃种子外观形象特征见图1、2，其植物学性状表1。

图1 新河核桃种子外观

表1 新河、和田核桃种子植物学性状

图2 和田核桃种子外观

图3 盐胁迫下新河核桃砧木苗生长状况

3.2 核桃种子浸泡处理变化

种子浸泡处理有利于增加种子中自由水活力，打破种子休眠，提高种子萌发率。核桃种子浸泡有利于去除种子中有害物质及抑制种子萌发物质，提高核桃种子萌发率。

3.3 盐胁迫下核桃砧木苗生长状况

盐胁迫对植物生长发育的各个阶段都有不同程度的影响，对植物会产生生理干旱、离子的毒害作用、破坏正常代谢等造成植物生长发育受阻。在不同盐浓度环境下，核桃幼苗随着盐浓度的升高生长受抑制影响越大。在盐胁迫下，根系最早感受逆境胁迫信号，是最直接的受害部位，因此，根部是应对盐胁迫的首要部位[9]。

3.3.1 盐胁迫下新河核桃砧木苗生长状况

由图3可以看出，在较低NaCl盐浓度条件下对苗木生长影响较小，在一定浓度内随着盐浓度升高对苗木生长抑制越大。从根系生长调查数据中可以看出，根的粗度、长度、含水量、根鲜重、根干重随着NaCl盐浓度的增加成下降趋势，两者之间成反比关系。根干重随NaCl盐浓度升高而升高，两者之间成正比，在一定NaCl盐浓度范围内盐分胁迫有利于根干重的增加。NaCl胁迫不光指表现对植物根系的影响，也对植物地上部分有很大影响。冠茎鲜重、冠茎干重、叶片数、节数、冠茎含水量都表现随NaCl浓度升高成下降趋势，与NaCl浓度成反比。对照株高20～25 cm与10～15 cm时，在冠茎鲜重及冠茎干重中差异显著，说明株高与冠茎重量成正比关系。新河核桃在NaCl质量分数为0.08%时，株高和根长与对照相比达到显著水平，且随着盐浓度升高，生物量变化越大。NaCl质量分数达到0.18%时，相对株高、相对根粗、相对根干重、相对冠茎鲜重、相对冠茎干重只有对照的71%、78%、52%、30%、23%。

从表2可以看出，在NaCl胁迫下，各处理核桃幼苗的生长状况各有差异：株高，处理1与除了处理2以外的处理有显著性差异，处理1高于其他处理；根粗，处理5与处理1、处理2、处理6、处理8有显著性差异，而处理5低于其他处理；根长，处理1和处理8与除了处理2和处理6以外的处理有显著性差异，处理4最高，为59.5 cm；比较根鲜重发现处理间没有显著性差异，最高的处理2与最低的处理5相差8.53 g；根干重，处理8高于处理5，两者相差5.70 g；冠茎鲜重与冠茎干重，处理1与处理5有显著性差异，且冠茎鲜重相差9.70 g，冠茎干重，处理1最高，为5.57 g；根体积，处理2与处理5有显著性差异；叶片，处理1与处理7有显著性差异，且处理1最高，为8片；茎粗，处理2最高，为6.13 mm，而处理4最低，为4.29 mm；节数，处理1与处理4、处理7有显著性差异；根含水量，处理8与除处理6以外的其他处理有显著差异，最高为49%；冠茎含水量，处理8与处理4、处理5有显著性差异。在各个生长性状表现中，处理5显著性最高。

表2 核桃在NaCl胁迫下生长状况

3.3.2 盐胁迫下和田核桃砧木苗生长状况

从图4可以看出，NaCl胁迫对和田核桃砧木苗的生长影响较小，抗性优于新河核桃。将根系生长调查数据进行比较发现，主根长、根鲜重、根体积随着NaCl盐浓度的升高而下降，两者之间成反比。主根粗度无明显差异；根干重及根含水量变化随着NaCl盐浓度的升高而升高，两者之间成正比。NaCl胁迫处理下，和田核桃砧木苗冠茎重、叶片数、茎粗、节数都随着NaCl盐浓度的升高而降低，两者之间成反比。冠茎含水量无明显变化。NaCl胁迫下，和田核桃抗性优于新河核桃，和田核桃除了主根长，其他指标均优于新河核桃。冠茎20～25 cm的砧木苗其对照的根干重、根鲜重、冠茎鲜重、叶片数、冠茎干重明显高于相同NaCl盐浓度处理。和田核桃在NaCl盐质量分数为0.08%时，株高与对照达到显著性差异。NaCl盐质量分数达到0.18%时，株高、根粗、根长、冠茎鲜重、冠茎干重占对照的91%、101%、102%、71%、77%。

3.4 盐胁迫下核桃砧木苗叶绿素变化

叶绿素含量高低是反映其光合能力的重要指标之一。叶绿素是绿色植物体内的基本色素，在光合作用的光能吸收、传递和转化中起不可或缺的作用。叶绿素含量与植被的光合能力、发育阶段以及氮素状况有较好的相关性，是氮胁迫、光合作用能力和植被发育阶段的指示器。

从图5a可以看出，NaCl胁迫下，新河核桃幼苗叶绿素随盐浓度的增加而呈下降趋势，两者之间成反比。处理1在没有NaCl胁迫下叶绿素值最高，处理5在0.18%NaCl胁迫下叶绿素值最低。从7月20日开始除处理5以外其他处理叶绿素都呈上升趋势。

图4 盐胁迫下和田核桃砧木苗生长状况

图5 盐胁迫下新河、和田核桃叶绿素变化趋势

从图5b可以看出，和田核桃幼苗在8月19日处理7叶绿素上升为最高，为36.2。NaCl盐浓度在0.08%时，叶绿素整体表现小于其他处理。处理2叶绿素呈现先上升后下降趋势，处理8叶绿素呈现先下降后上升趋势。

4 小结

和田核桃的耐盐胁迫能力，出苗率与成活率优于新河核桃，新河核桃出苗比和田核桃早约1周。2种核桃出苗都不整齐，出苗延续时间较长，为3个月。新河核桃在NaCl质量分数达到0.18%时，相对株高、相对根粗、相对根干重、相对冠茎鲜重、相对冠茎干重只有对照的71%、78%、52%、30%、23%。和田核桃在NaCl盐质量分数达到0.18%时，株高、根粗、根长、冠茎鲜重、冠茎干重占对照的91%、101%、102%、71%、77%。NaCl盐对核桃生长量影响中，随着盐浓度增加对核桃生长的抑制越大，植株地上部分随着盐浓度增加呈下降趋势，而盐浓度在一定范围内，植株的根粗、根长、根干重随盐浓度上升而上升。本试验盐胁迫环境下，核桃幼苗叶绿素含量随着盐浓度增加叶绿素含量呈下降趋势。盐胁迫对植物的危害是多方面的，相关盐质量分数及盐种类对新河核桃与和田核桃生理生化等方面的影响，还有待于进一步研究。

[1]郑炎甫.新疆核桃的优良品种[J].新疆林业，1997（5）：19-20.

[2]赵靖明，孙凡，姚小华，等.NaCl胁迫对薄壳山核桃幼苗生长及光合生理特性的影响[J].西南师范大学学报，2012（12）：37-12.

[3]金耀华，刘杜玲，李青锋.不同核桃品种光合特性比较研究[J].陕西林业科技，2012（3）：25-27.

[4]刘海学，张冬梅，丁学稳，等.NaCl胁迫对向日葵种子萌发的影响[J].种子，2011，11（11）：30.

[5]Munns R，Tester M.Mechanisms of salinity tolerance[J]. Annual Review of Plant Biology，2008，59：651-681.

[6]杨少辉，季静，王罡.盐胁迫对植物的影响及植物的抗盐机理[J].世界科技研究与发展，2006，28（4）：70-76.

[7]李彦，张英鹏，孙明，等.盐分胁迫对植物的影响及植物耐盐机理研究进展[J].中国农学通报，2008，24（1）：258-265.

[8]杨婷，谢志霞，喻琼，等.局部根系盐胁迫对冬小麦生长和光合特征的影响 [J].中国生态农业学报，2014，22（9）：1078.

2016-11-01