不同盐浓度对草坪草种子萌发的影响

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商丘学院本科毕业设计（论文）不同盐浓度对草坪草种子萌发的影响分院专业班级学号姓名指导教师完成时间2 商丘学院本科毕业设计（论文）摘　　要据调查，河南省商丘市处于黄淮河平原，受季风气候和黄河历史时期泛滥的影响，早涝盐碱风沙灾害严重，是河南省最困难的一个地区。所以解决盐碱地的问题迫在眉睫。此课题通过实验的方法分析比较不同盐浓度对草坪草萌发的影响，选出耐盐性较好的品种，有利于将来对盐碱地的改良和商丘等盐碱地的绿化。采用不同浓度NaCl溶液处理高羊茅和狗牙根的种子进行盐胁迫试验，探讨了盐胁迫对草坪草种子发芽的影响。结果表明：不同草种的耐盐性存在较明显差异，高羊茅的耐盐性强，狗牙根的耐盐性弱。关键词：草坪草，种子，盐胁迫 商丘学院本科毕业设计（论文）AbstractAccordingtothesurvey,ShangqiuCity,HenanProvinceintheYellowHuaiheRiverPlain,themonsoonclimateandthehistoricalperiodoftheYellowRiverflood,droughtandfloodsalinizationserioussandstorms,isoneofthemostdifficultareasinHenanProvince.Sosolvesalineimminent．Thistopicisanalyzedthroughexperimentalmethodstocomparedifferentsaltconcentrationonthegerminationofturfgrass,electedsalttoleranceofbettervarieties,isconducivetofuturegreeningofsaline-alkalisoilimprovementandShangqiusaline-alkalisoil.WithdifferentNaClsolutionofdensitytotreatseedgerminatronofLoliumpernneandCynoodondactylon,theresultsshowthatthesalttoleranceofdifferentgrassesseedhasmoresignificantdifferent.ThestrongsalttoleranceisLoliumpernne,thebadsalttoleranceisCynoodondactylon.Keywords:Lawngrass，Seed，Saltstress 商丘学院本科毕业设计（论文）目　　录1　文献综述11.1　研究的目的和意义11.2　我国草坪业的发展现状和植物耐盐性研究进展11.2.1　我国草坪业的发展现状11.2.2　植物耐盐育种的研究进展21.3　盐分与草坪草栽培的关系21.3.1　草坪草的耐盐机理及特点21.3.2　盐碱对草坪草的影响31.4　土壤盐渍化的形成与相关解决方法31.4.1　土壤盐渍化的形成31.4.2　当前对土壤盐渍化改良的方法42　试验材料与方法52.1　试验材料52.2　试验设计与方法52.2.1　试验设计52.2.2　研究方法52.3　数据分析方法53　结果与分析63.1　不同盐浓度对草坪草种子发芽势的影响63.2　不同盐浓度对草坪草种子相对发芽势的影响63.3　不同盐浓度对草坪草种子发芽率的影响73.4　不同盐浓度对草坪草种子相对发芽率的影响83.5　不同盐浓度对草坪草种子发芽指数的影响83.6　不同盐浓度对草坪草种子萌发活力指数的影响94　结论9参考文献10致　　谢10 商丘学院本科毕业设计（论文）1　文献综述1.1　研究的目的和意义据统计：全世界的盐碱地面积将近10亿hm2，约占世界陆地面积的7.6％。在我国，盐碱地规模相当大，l亿公顷耕地中约有537.4万公顷盐渍化土壤，另外还有4408.8万公顷的盐碱荒地分布于西北、华北、东北及沿海等地区[1]。土壤盐渍化是影响生态环境和农业生产的一个非常重要的因素。据调查，我们所居住的地区河南省商丘市，此地区处于黄淮河平原，受季风气候和黄河历史时期泛滥的影响，早涝盐碱风沙灾害严重，是河南省最困难的一个地区。对于土壤盐渍化的改良以前人们在研究方法上仅限于改良植物生长的土壤环境，大多采用客土的物理方法，但会增加很大的经济成本[2]。近年来的研究表明由于在盐碱地种草可以减少土壤水分蒸发，有利于压盐；同时草坪草的根系有利于脱盐，改善土壤结构和微生物的生境。而且草坪还具有净化空气，防止噪音，吸附尘埃，抗污吸毒，保持水土，绿化美化，预防自然灾害，调节小气候等重要作用。它在城市园林绿化和国土绿化中占有独特的地位，对于平衡生态环境有很高的价值。草坪还可以降低人的心理压力、消除疲劳、恢复体力。为人们提供理想的生产生活、运动休闲、休憩娱乐场所。所以发展草坪业势在必行。此课题通过实验的方法分析比较不同盐浓度对草坪草萌发的影响，选出耐盐性较好的品种，有利于将来对盐碱地的改良和商丘等盐碱地的绿化。此试验目的在于探讨盐胁迫对高羊茅和狗牙根种子萌发情况产生的影响。1.2　我国草坪业的发展现状和植物耐盐性研究进展1.2.1　我国草坪业的发展现状草坪业是伴随着人类社会、文化与经济发达而诞生并发展的一门十分活跃的社会生产行业，它与人类精神文明和物质生活的丰富有着极为密切的联系，成为现代人类社会不可分割的有机组成部分。草坪深入人类的生产和生活，对人类赖以生存的环境起着美化、保护和改善的良好作用，甚称“文明生活的象征，游览休假的乐园，生态环境的卫士，运动健儿的摇篮”[3]。在人类生活的生态系统中，草坪主要起着维护大自然的生态平衡，美化人类生活、工作、运动、休假地环境和保持水土的作用。我国草坪业虽然起步比较晚，但是发展迅速。自20世纪80年代中期中国注册第一家草坪专业公司以来，经历90年代的迅猛发展后，目前从事草坪或草坪相关产业的企业已经超过5000家[4]。草坪不仅应用于城市的园林绿化，也广泛的运用于高尔夫球场等运动场建设中，使草坪的优势作用充分发挥。10 商丘学院本科毕业设计（论文）1.2.2　植物耐盐育种的研究进展培育耐盐性品种是利用盐碱地的一种有效途径，植物耐盐分子的研究和生物技术的不断进步，给耐盐碱植物的培育和对盐碱地的充分利用带来了希望。现在，科学工作者们基本按照以下途径进行耐盐育种工作：1）通过品种间的杂交等常规手段选育耐盐品种；2）对现有植物物种进行耐盐性筛选；3）利用现在生物技术创造新的耐盐品种[6]。其中常规手段选育耐盐品种最为常见，但目前为止尚未培育出有效的耐盐品种，通过其余两种途径进行耐盐育种的报道比较多，特别是生物技术方法育种更是当今的研究热点。1.3　盐分与草坪草栽培的关系1.3.1　草坪草的耐盐机理及特点1.3.1.1　草坪草的耐盐机理许多草坪草具有一定的耐盐性，在盐胁迫下其适应形式也是多样的。许多真盐生植物通过调节离子的吸收和区隔化来抵抗或减轻盐胁迫。在植物体内积累过多的盐离子就会给细胞内的酶类造成伤害，干扰细胞的正常代谢[7]。研究表明，盐胁迫条件下，植物细胞中积累的大部分无机离子被运输并储存在液泡中，使植物因为渗透势降低而吸收水分，同时，避免了过量的无机离子对代谢遭成的伤害，就是离子的区隔化。在耐盐和非耐盐植物中都存在离子区隔化，这说明离子区隔化可能是植物所普遍具有的能力[8]。耐盐性禾草能保持叶较高的水势与渗透势而提高抗盐胁迫能力。有些草种还具有排斥盐分的机理，如耐盐的匍茎剪股颖要比非耐盐型吸收较少的盐分。通常，耐盐草种和品种比对盐敏感的草种及品种能大大减低对盐（NaCl）的吸收量，而体内保持较高的钾、镁和钙的含量[5]。草坪草在逆境胁迫下生物氧自由基增加，使膜系统受损，而超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)由于具有消除氧自由基的作用，其活性的高低可反映草坪草抗逆性的强弱。现已证实增强草坪草耐盐性的途径之一是提高草坪草体内抗氧化酶类活性及增强抗氧化代谢的水平[1]。张新春等指出，一些有机物质的积累对细胞内酶类的保护和植物的生长都是必需的[9]。例如，耐盐性植物，积累脯氨酸的能力比对盐敏感的植物要多8－15倍。脯氨酸是一种小分子量的氨基酸，常在耐盐植物中及耐旱植物中积累，脯氨酸的积累明显地提高了植物内部渗透势，脯氨酸的积累还能保护相关的酶系统和细胞器，盐胁迫时，通常盐敏感植物的这些系统或功能均受到破坏[3]。10 商丘学院本科毕业设计（论文）在盐胁迫下，植物的代谢就会受到干扰而发生紊乱，而一些盐生植物则能够通过改变其自身的代谢途径适应高盐度生境。例如，獐毛和日中花经高盐胁迫后分别将本身的C3途径改变成C4途径和CAM途径[10]。1.3.1.2　耐盐草坪草种的特点耐盐性草坪草种具有如下特性：（1）植物在盐胁迫时，能增加其细胞液的渗透势；（2）植物有能力控制离子吸收，以增加其渗透势，同时能避免离子积累达到毒害量；（3）植物原生质固有的能力，可抗积累离子的有害效应[3]。1.3.2　盐碱对草坪草的影响1.3.2.1　盐碱对草坪草种子萌发的影响盐碱对草坪草的影响依发育阶段不同而变化，草坪草种子在萌发阶段对盐碱的敏感性与以后发育阶段不同。相关实验表明，草坪草在萌发期和幼苗生长早期对土壤盐碱特别敏感[3]。本课题通过试验进一步研究盐碱对草坪草种子萌发时的影响。1.3.2.2　盐碱对草坪草生长的影响盐分对草坪草的负面影响可以通过直接危害，也可以通过影响土壤物理性质间接影响草坪草的生长。直接盐分胁迫包括草坪草生理干旱、离子毒害、养分失衡等。Na+含量高可导致土壤结构变差，间接影响到草坪草的扎根、水分渗透、排水不良及缺氧等[5]。1.4　土壤盐渍化的形成与相关解决方法1.4.1　土壤盐渍化的形成首先，土壤母质成分的影响。可溶性盐主要来源于土壤母质通过风化释放的盐分。在潮湿、多雨地区，盐分可不断的从根区土壤中淋溶掉，盐害问题相对比干旱地区少。发生土壤盐渍化的地区，通常是多种因素如降水量少、灌水量不足、排水不良、用盐水灌溉、地下水位高引起盐分向地表运动等综合作用的结果。降雨量和灌水量之和超过蒸发蒸腾量，盐分一般向下运动，反而这些地表运动，上升到土壤表层的盐分积累，可达到危害量。砂质土壤较易出现盐害[5]。其次，灌水水质的影响。水通常是盐分的载体，从岩石或土壤中自然风化的盐分随水流运动，这种含盐分的水流入土壤中就会形成土壤盐渍化。草坪草及园林植物污水灌溉越来越广泛，随之而来的是污水盐分问题。因此，利用灌溉之前，必须对它的盐分含量和重金属含量的危害性进行评估。若含量过高，则必须在使用前进行适当的处理，否则不仅会造成盐分的积累，而且还会降低土壤透水性，严重抑制甚至危害植物的正常生长，随着淡水资源的日益短缺，对废水的再利用灌溉也日益迫切。另外，还有施肥的影响。肥料也可成为盐分积累的来源，特别是较大量的使用可溶性肥料时更是如此。厩肥常作为有机质施10 商丘学院本科毕业设计（论文）入土壤，是土壤盐渍化的另一潜在来源。使用污泥改良细质地土壤也可引起盐害问题，污泥可改善土壤的物理性状并提供给植物营养，可是草坪草建植时也增加土壤含盐量和氯化物含量[3]。1.4.2　当前对土壤盐渍化改良的方法1.4.2.1　盐碱诊断通过样品采集对土壤进行化学分析。采样的深度取决于采样的目的，首先取的是根系层土样，一般采集0－8cm或0－10cm深度，通过多点取样法得到有代表性的样品[5]。化学分析时测定pH、可吸收含盐量和钠吸附率。草坪草种或品种对土壤的pH的要求存在差异，但大多数草坪草的最适宜pH范围为5.5－7.0。可吸收盐的范围及对草坪草生长的影响直接与土壤溶液中的盐浓度有关。当可交换钠离子百分率大于15%时，可引起土壤物理性质恶化，透水性和透气性降低，从而危害草坪[3]。1.4.2.2　改良方法限制盐分来源，对盐化土壤和可能被盐化的土壤尽可能限制盐分的来源。灌水是盐分的来源之一，因此在草坪灌溉中，为了避免或减少发生土壤盐渍化问题，就应根据具体情况，如草坪草种和品种特性、生长情况、土壤性质、灌溉管理、栽培措施及气候因素等，对灌水的可用性进行评价[3]。如有可能尽可能用水质量好的水进行灌溉。地下水位高和毛细管作用是盐分进入根系层的另一个来源。在这种情况下，在管理上可以考虑是否能用排水沟、水泵来降低地下水位，或考虑用深根性的乔木或灌木，通过蒸腾作用降低地下水位。在含沙量较高的土壤上，如果灌水中含有相当量的盐分或Na+时，应适当调整化肥的施用量。在低洼、排水不良地区，应避免过量施肥、溢出肥料或冲刷肥料，使肥料在局部地区积累，对草坪草造成危害[5]。水淋溶降低盐浓度，改良盐碱土的主要方法是淋溶掉根区土壤中的盐分。一部分灌溉水和降水能穿过根区土壤带走可溶性盐[5]。选择耐盐植物，草坪草种和品种间的耐盐性存在差异，再选择时，首先要考虑幼苗发育阶段的耐盐性（因这个阶段一般对盐害最敏感，草坪草没有足够的建植率就不可能保证草坪质量）。其次应增加播种量、采用覆盖等措施提高种子萌发率[5]。加入土壤改良剂，土壤中含有过多的钠，会大大降低土壤的渗透能力。土壤中或灌溉水中有钠时，则需要加入含钙的化学改良剂来替代这些钠，即使土壤无盐化现象，如果灌溉水中有较高的钠时，也必须考虑改良水质。钠质土可以通过CaSO4、S元素或H2SO4改良。石膏最常用于改良钠质土[3]。10 商丘学院本科毕业设计（论文）2　试验材料与方法2.1　试验材料供试的草坪草品种为狗牙根（CynodonDactylonL.Pers.）和高羊茅（FestucaarundinaceaSchreb.）。种子来源于商丘学院草坪实验室。2.2　试验设计与方法2.2.1　试验设计试验采用培养皿滤纸法在实验室内进行。试验采用NaCl盐溶液对两种草坪草进行盐胁迫，质量分数分别为0.4%、0.8%、1.2%、1.6%、2.0%，以蒸馏水作对照。将种子均匀放入铺有2层滤纸的培养皿(直径10cm)中，每皿100粒，分别加入不同浓度的盐溶液，每处理重复3次。将培养皿置于恒温培养箱内进行种子发芽试验，培养条件：白天温度25℃，光照培养10h；晚上温度为20℃，黑暗培养14h。试验期间每天对培养皿进行称重，加入与蒸发量相等的水分，以保持盐浓度的恒定，同时记录种子的发芽数。试验时间：2012年6月8日。2.2.2　研究方法待萌发后每天记录种子发芽数并计算发芽指数，在第6天计算发芽势和相对发芽率，第12天测量苗长，计算该日的萌发活力指数。在种子发芽数不再增加时计算发芽率和相对发芽率。发芽率（GP）（%）=最终发芽种子数/供试种子数×100%相对发芽率（%）=不同浓度NaCl溶液处理下的种子发芽率/对照0%（CK）溶液处理下发芽率×100%发芽势（Gv）（%）=n/N×100%（n为第6天的种子的发芽数，N为种子总数）相对发芽势（%）=一定浓度NaCl溶液处理下的种子发芽势/对照0%（CK）溶液处理下发芽势×100%发芽指数（Gi）=ΣGi／Di，其中Gi：第i天发芽数；Di：天数。种子发芽指数是通过盐胁迫对草坪草的发芽是否产生抑制作用来评价其耐盐程度的指标。发芽指数越大说明发芽速度越快[11]。萌发活力指数VI=发芽指数×苗长。萌发活力指数是种子质量的重要指标，它与种子田间出苗率密切相关[12]。2.3　数据分析方法试验数据用DPS进行分析,Excel制图。10 商丘学院本科毕业设计（论文）3　结果与分析3.1　不同盐浓度对草坪草种子发芽势的影响图3.1不同盐浓度对草坪草种子发芽势的影响不同盐浓度对草坪草发芽势的影响情况如图3.1，两种草坪草在不同盐浓度的处理后，发芽的时间多数有所推迟，除高羊茅在质量分数为0.4%的盐浓度处理下与在蒸馏水条件下的发芽势相比，有所升高，这表明0.40%低浓度的盐处理对高羊茅的发芽会产生一定的促进作用。但随着盐浓度的增大，两种草坪草种子的发芽势整体呈下降趋势。说明不同盐浓度对草坪草的发芽有抑制作用，而且盐浓度越高，对植物的胁迫作用越严重，甚至像狗牙根一样，在质量分数为1.60%和2.00%盐浓度处理时，发芽势几乎为零。如图所见，狗牙根随着处理浓度的增大发芽势下降趋势比高羊茅下降趋势更明显，因此可以证明狗牙根受盐胁迫更严重，而高羊茅更耐盐。3.2　不同盐浓度对草坪草种子相对发芽势的影响图3.2不同盐浓度对草坪草种子相对发芽势的影响10 商丘学院本科毕业设计（论文）不同盐浓度对草坪草相对发芽势的影响情况如图3.2，两种草坪草在不同盐浓度的处理后，相对发芽势都有所下降，整体呈下降趋势。除了高羊茅在质量分数为0.40%的盐浓度处理条件下，相对发芽势大于100%，这表明在0.40%低浓度的盐处理对高羊茅的发芽会产生一定的促进作用。在质量分数为0.8%的盐浓度处理条件下，相对发芽势接近100%，这说明0.8%的盐浓度对高羊茅的发芽没有影响。由图可知，高羊茅和狗牙根的相对发芽势随着盐浓度的增加，整体呈下降趋势，但狗牙根下降更明显，在1.60%和2.00%的浓度处理下，相对发芽势几乎降为零。因此可以说明高羊茅比狗牙根耐盐性更强。3.3　不同盐浓度对草坪草种子发芽率的影响图3.3不同盐浓度对草坪草种子发芽率的影响不同盐浓度对草坪草发芽率的影响情况如图3.3，两种草坪草在不同盐浓度的处理后，发芽率多数有所下降，整体呈下降趋势。除高羊茅在质量分数为0.4%的盐浓度处理下与在蒸馏水条件下的发芽率相比，有所升高，这表明0.40%低浓度的盐处理对高羊茅的发芽会产生一定的促进作用。但随着盐浓度的增大，两种草坪草种子的发芽率整体呈下降趋势。说明不同盐浓度对草坪草的发芽有抑制作用，而且盐浓度越高，对植物的胁迫作用越严重，甚至狗牙根一样在质量分数为2.00%盐浓度处理时，发芽率几乎为零，而高羊茅在盐浓度小于0.80%时，胁迫不明显。如图所见，狗牙根随着处理浓度的增大，发芽率下降趋势比高羊茅下降趋势更明显，因此可以证明狗牙根没有高羊茅耐盐胁迫的能力强。10 商丘学院本科毕业设计（论文）3.4　不同盐浓度对草坪草种子相对发芽率的影响图3.4　不同盐浓度对草坪草种子相对发芽率的影响不同盐浓度对草坪草相对发芽率的影响情况如图3.4，两种草坪草在不同盐浓度的处理后，相对发芽率多数有所下降，整体呈下降趋势。除了高羊茅在质量分数为0.40%的盐浓度处理条件下，相对发芽率为112%，大于100%，这表明在0.40%低浓度的盐处理对高羊茅的发芽会产生一定的促进作用。0.80%盐浓度时开始逐渐下降。由图可知，高羊茅和狗牙根的相对发芽率随着盐浓度的增加，整体呈下降趋势，但狗牙根下降更明显，在0.80%和1.20%浓度处理下，下降最明显。因此可以说明高羊茅比狗牙根耐盐性更强。3.5　不同盐浓度对草坪草种子发芽指数的影响图3.5不同盐浓度对草坪草种子发芽指数的影响不同盐浓度对草坪草发芽指数的影响情况如图3.10 商丘学院本科毕业设计（论文）5，两种草坪草在不同盐浓度的处理后，发芽指数多数有所下降，整体呈下降趋势。除了高羊茅在质量分数为0.40%的盐浓度处理条件下，有上升趋势，这表明在0.40%低浓度的盐处理对高羊茅的发芽会产生一定的促进作用。在质量分数为0.8%的盐浓度处理条件下，发芽指数和蒸馏水处理下的发芽指数相近，这说明0.8%的盐浓度对高羊茅的发芽几乎没有影响。由图可知，狗牙根的发芽指数随着盐浓度的增加，整体呈下降趋势，在1.60%和2.00%的浓度处理下，发芽指数几乎降为零。高羊茅的发芽指数在0.40%的浓度处理时有所升高后，从0.80%浓度时开始下降。狗牙根比高羊茅的下降趋势明显，因此可以说明高羊茅比狗牙根更耐盐胁迫。3.6　不同盐浓度对草坪草种子萌发活力指数的影响图3.6不同盐浓度对草坪草种子萌发活力指数的影响不同盐浓度对草坪草萌发活力指数的影响情况如图3.6，两种草坪草在不同盐浓度的处理后，萌发活力指数有所下降，整体呈下降趋势。除了高羊茅在质量分数为0.40%的盐浓度处理条件下，有上升趋势，这表明在0.40%低浓度的盐处理对高羊茅的发芽时间和幼苗的生长势会产生一定的促进作用。在质量分数为0.8%的盐浓度处理条件下，高羊茅的萌发活力指数开始呈下降趋势。而狗牙根的萌发活力指数随着盐浓度的增加，整体都呈下降趋势，但狗牙根受影响更大，在1.60%和2.00%的浓度处理下，萌发活力指数几乎降为零。因此可以说明高羊茅比狗牙根耐盐性更强。4　结论在自然条件下，种子萌发会受到温度、水分和光等因素的影响。逆境环境条件也会导致种子的萌发受到较强的抑制。草坪草的发芽势，相对发芽势，发芽率，相对发芽率，发芽指数，萌发活力指数在一定程度上可以反应草坪草耐盐性的差异，这些数值越高则耐盐性较强。结果表明，两种草坪草在不同盐浓度的盐溶液处理后，发芽时间都有所推迟，但也存在着差异。高羊茅在低浓度的盐处理时比在用蒸馏水处理时的发芽情况好，而在用高浓度NaCl溶液处理时，高羊茅种子的发芽时间和生长势上都表现出抑制作用，而且随着NaCl浓度的增加，胁迫作用越严重。狗牙根不论在高浓10 商丘学院本科毕业设计（论文）度还是低浓度处理时，都是随着盐浓度的增大，胁迫作用越强烈。根据试验的数据和对数据的分析得，高羊茅的耐盐性比狗牙根的耐盐性强。参考文献[1]梁敏.盐胁迫下两种冷季型草坪草形态和生理适应性的研究[J].东北农业大学农学硕士学位论文，2010.[2]吴雪霞，陈建林，查丁石，等.植物耐盐性研究进展[J].江西农业学报，2008，20(2):11－13.[3]孙吉雄.草坪学[M].北京:中国农业出版社，1995，1－6.[4]梁帅克.无机盐溶液引发对草坪草种子活性及幼苗抗逆性的影响[J]，安徽农业大学，2010.[5]张志国.草坪营养与施肥[M]，北京:中国农业出版社，2004.7.[6]翟凤林，曹明庆.植物的耐盐性及其遗传改良[M].北京:农业出版社，1989，23－35.[7]于海武,等.植物耐盐性的研究进展[J].北华大学学报，2003，(3).[8]张福锁.环境胁迫与植物育种[M].北京:农业出版社，1993，330－335.[9]张新春，张炳昌，李自超.植物耐盐性研究进展[J].玉米科学，2002，10(1):50－56.[10]赵可夫，李法曾.中国盐生植物[M].北京:科学出版社，1999，56－71.[11]史燕山，骆建霞，黄家珍，等.盐胁迫对7种草本地被植物种子萌发的影响[J].天津农学院学报，2007，14(4):1－4.[12]郑安俭，叶晓青，梅新彭，等.NaCl胁迫对3个高羊茅品种发芽的影响[J].江苏农业科学，2008(4):165－167.10