干旱胁迫下外源钙对桂西北喀斯特地区青冈栎种子萌发的影响

【目的】研究喀斯特地区土壤中交换性钙离子对干旱胁迫条件下青冈栎种子萌发特性以及有机渗透调节物质、抗氧化酶活性的影响,探明青冈栎种子在干旱胁迫条件下萌发所需的最佳外源钙浓度,为在喀斯特地区进行青冈栎的推广造林、植被恢复与重建提供理论参考。【方法】以大小相近、饱满的青冈栎种子为供试对象,采用双因素设计试验,即干旱胁迫和添加CaCl_2 2个因素,其中干旱胁迫共设6个水平,环境水势分别为0,-0.1,-0.3,-0.6,-0.9,-1.2 MPa,对应PEG-6000质量浓度分别为0,50,125,200,250和300 g/L;添加CaCl_2共设4个水平,对应CaCl_2浓度分别为0,10,20,30 mmol/L,进行完全组合设计,共设24个处理,测定不同处理青冈栎种子萌发参数(萌发率、萌发势、萌发指数和活性指数),丙二醛(MDA)和有机渗透调节物质(可溶性糖、可溶性蛋白、游离脯氨酸)含量以及抗氧化酶(SOD、POD、CAT、APX)活性,用隶属函数法对不同处理青冈栎种子的耐旱性进行综合评价。【结果】(1)外源CaCl_2、干旱胁迫及其交互作用对青冈栎种子各萌发参数均有极显著影响。在环境水势为-0.3 MPa、CaCl_2浓度为10 mmol/L组合处理下,各萌发参数值均达到最大;在环境水势为-1.2 MPa、CaCl_2浓度为30 mmol/L组合处理下,种子停止萌发。(2)外源CaCl_2、干旱胁迫及其交互作用对青冈栎种子萌发生理生化参数及抗氧化酶活性均有显著影响。同一外源CaCl_2下,MDA含量随干旱胁迫的加剧而显著增加;在同一环境水势下,随着CaCl_2浓度的增加,MDA含量呈先下降后上升的趋势。当环境水势为0 MPa时,随着CaCl_2浓度的增大,有机渗透调节物质含量总体呈增加趋势;当环境水势为-0.1～-1.2 MPa时,在同一环境水势下,随CaCl_2浓度的增大,有机渗透调节物质含量均呈先增加后减少的趋势。当环境水势为0 MPa时,与无钙组相比,CaCl_2处理组的SOD活性无明显变化,而POD、CAT、APX活性则明显升高;当环境水势为-0.1～-1.2 MPa时,在同一环境水势下,随CaCl_2浓度的增大,抗氧化酶(SOD、POD、CAT、APX)活性均呈现先升高后降低的趋势。(3)利用隶属函数法计算可知,当环境水势为-0.3 MPa、CaCl_2浓度为10 mmol/L时,对应隶属函数加权平均值最高,青冈栎种子的耐旱性得以有效提高。【结论】在喀斯特地区利用青冈栎种子播种育苗时,播种前用10 mmol/L CaCl_2浸种可以提高种子的耐旱性。

Effects of exogenous calcium on seed germination of Cyclobalanopsis glauca in Karst area of Northwestern Guangxi under draught stress