26份偃麥草種質(zhì)苗期耐鹽性評價

孫宗玖　李培英　阿不來提　李璇　杜珊珊

摘要：采用盆栽控制試驗，用1.2%的NaCl與Na2SO4（NaCl/Na2SO4質(zhì)量比為1∶1）混鹽條件下對26份偃麥草屬種質(zhì)材料進行了葉片相對含水量、相對電導率、Pro含量、地上生物量、株高的測定，并對其耐鹽性進行了綜合評價。結果表明，鹽脅迫增加了偃麥草材料Pro含量及相對電導率，降低了株高，而對葉片相對含水量、地上生物量的影響具有一定的波動性；隸屬函數(shù)法綜合評價認為，26份偃麥草材料耐鹽性強弱順序依次為E09、E37、E261、E32、E12、E33、E30、E38、E36、E24、E34、E31、E19、E04、E01、E15、E16、E262、E23、E07、E13、 E02、E25、E27、E08、E05；聚類分析表明，26份偃麥草材料可分為3個耐鹽等級，其中，E37、E32、E09、E261、E19、E12等6份為耐鹽種質(zhì)，E13、E35、E07、E27、E08等5份為敏鹽種質(zhì)，15份為中間耐鹽種質(zhì)。

關鍵詞：偃麥草；耐鹽性；苗期；隸屬函數(shù)法

全世界鹽漬土面積達9.5×109 hm2 [1]，而我國約2.67×107 hm2，其中鹽堿耕地6.66×106 hm2，鹽漬化荒地和鹽堿化草地2.00×107hm2[2]，主要分布在內(nèi)陸干旱地區(qū)和沿海地區(qū)[3]，并有不斷擴大的趨勢。土壤鹽堿化已成為世界農(nóng)業(yè)發(fā)展所面臨的重要問題，如何解決迫在眉睫。改良利用鹽漬土的措施很多，其中，通過挖掘植物本身的耐鹽能力，篩選、培育耐鹽草種是改良利用、控制鹽漬土的重要措施[4-6]。

偃麥草屬（Elytrigia）是禾本科優(yōu)良多年生根莖—疏叢型草本植物，在小麥抗性基因遺傳改良、牧草及草坪草資源開發(fā)利用、防風固沙中具有重要的利用價值[7-9]。目前，有關偃麥草屬種質(zhì)資源耐鹽性評價主要集中在種子萌發(fā)期或苗期的偃麥草（E.repens）、中間偃麥草（E.intermedia）、毛偃麥草（E.trichopora）及其他草種間的比較，且多針對單鹽脅迫條件下國外引入的偃麥草屬資源[8-12]，而對我國本土野生偃麥草種質(zhì)的研究較少。偃麥草是我國偃麥草屬的重要代表種，在新疆、青海、甘肅、東北、內(nèi)蒙古、西藏等地均有分布[7，8]。孟林等[9]研究認為，苗期0.9% NaCl 濃度脅迫下供試的2份新疆偃麥草材料均屬于耐鹽種質(zhì)，表現(xiàn)出較強的耐鹽性；孫宗玖等[5]發(fā)現(xiàn)，種子萌發(fā)期1.2% NaCl，Na2SO4混鹽條件下38份偃麥草種質(zhì)的耐鹽性差異較大。為了更好地開發(fā)和利用這些耐鹽偃麥草種質(zhì)材料，有必要對其耐鹽性進行系統(tǒng)評價。大量研究表明[5，9，13-18]，作物及牧草種質(zhì)在種子萌發(fā)期和幼苗期對鹽分最敏感，可在該時期進行大量材料的耐鹽性篩選。與此同時，土壤的鹽分大多數(shù)是以NaCl、Na2SO4的混合形式存在，并影響著植物的生長發(fā)育[19]。試驗以1.2% 的NaCl與Na2SO4（NaCl/Na2SO4質(zhì)量比為1∶1）混鹽為脅迫條件，對苗期來自于不同區(qū)域的26份偃麥草種質(zhì)材料的葉片相對含水量、株高、地上生物量、游離脯氨酸、相對電導率進行測定，并以此為基礎進行耐鹽性評價，以期從中篩選出優(yōu)異耐鹽材料，為進一步培育適宜我國鹽漬土種植的優(yōu)良偃麥草新品種提供科學依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

供試偃麥草種質(zhì)材料共計26份，其中，24份材料采自新疆南北疆不同生態(tài)環(huán)境，2份材料引自北京市農(nóng)林科學院（表1）。2006年6月引入新疆農(nóng)業(yè)大學試驗場種植，小區(qū)面積1.0 m×2.5 m。2011年7月，在試驗區(qū)采集偃麥草種子（常溫貯藏），用于耐鹽性評價。

1.2 試驗設計

精選大小一致、籽粒飽滿、無破損的偃麥草種子20粒均勻播撒在無孔花盆（底徑6 cm，口徑8 cm，深12 cm，每盆裝入過2 mm篩孔的干花土0.5 kg），輕耙鎮(zhèn)壓后立即澆水，并保持土壤適當濕度，每份材料6次重復。待幼苗長到三葉齡時進行定苗，每盆保留生長、

分布均勻的幼苗10株。15 d適應性生長后，每份供試材料3盆進行鹽脅迫處理，即以盆內(nèi)土壤干重的1.2%混鹽（NaCl/Na2SO4質(zhì)量比為1∶1）溶液均勻澆入盆內(nèi)；3盆設為對照，澆入等量的自來水，以保證每盆土壤含水量為最大田間持水量的70%。施鹽后，每3 d根據(jù)土壤水分蒸發(fā)量進行補水，保證土壤含水量相對恒定不變。處理30 d后進行相應指標的測定。

1.3 測定項目與方法

葉片相對含水量、游離脯氨酸、相對電導率分別采用飽和稱重法[20]、茚三酮法[21]、電導率法[21]進行；株高利用精度為0.1 cm的直尺測定其絕對高度，地上生物量采用全收獲法，105 ℃殺青30 min，80 ℃烘干48 h，稱其干重。

1.4 數(shù)據(jù)處理

利用Microsoft Excel 2003和SPSS 10.5中的oneway ANOVA進行偃麥草材料間各指標差異性檢驗及相關分析。葉片相對含水量、株高、游離脯氨酸、地上生物量按照“相對值=處理/對照”，相對電導率按照“相對值= 對照/處理”進行計算。抗旱性綜合評定采用隸屬函數(shù)法[13]進行。在抗旱隸屬值計算時，以各指標相對值為依據(jù)。

2 結果與分析

2.1 鹽脅迫對偃麥草葉片相對含水量的影響

鹽脅迫下，葉片相對含水量變幅越小，表明植物保水能力強，耐鹽性強，反之則較弱[22]。鹽脅迫下E34、E02、E04、E07、E08、E09、E15、E16、E23、E261、E262、E27、E30、E31、E32、E33、E37明顯高于E13，E25和E38，顯示出較強的耐鹽性（表2）。與對照比，鹽脅迫下材料E08、E09、E23、E261、E262、E27、E30、E33、E34葉片相對含水量出現(xiàn)上升，但增幅較小，介于0.32%～7.06%，其中，E261、E262、E30、E34增幅均大于4%，可劃為耐鹽種質(zhì)，其余材料均為降低，降幅為1.48%～14.51%，其中，材料E12、E13、E25、E35、E36、E38降幅均大于10%，可劃為敏鹽種質(zhì)。

2.2 鹽脅迫對偃麥草相對電導率的影響

研究表明[23]，原生質(zhì)膜對逆境最敏感，膜透性大小反映了質(zhì)膜受害程度，值越大則質(zhì)膜受害越大，抗逆性就越差。鹽脅迫下材料E04、E12、E23、E02、E13、E16明顯高于E19、E26、E33、E30，顯示出較弱的耐鹽性；對照條件下E04、E01、E12、E36、E38明顯高于E31，E30和E27（表3），顯示出遺傳性的差異。與對照相比，鹽脅迫下材料E19、E261的相對電導率降低幅度均大于25%，E33、E36雖有降低，但幅度較??；其余材料均出現(xiàn)一定程度的增加，表現(xiàn)出受害癥狀，其中，E02、E04、E12、E13、E23、E27、E31增幅均大于100%，說明其對鹽脅迫較為敏感。

2.3 鹽脅迫對偃麥草株高的影響

逆境條件下，株高降低程度反應了植物對逆境的適應情況，株高降低越小，其耐鹽性就越強。除E15外，鹽脅迫下材料E07、E12、E13、E16、E23、E261、E262、E30、E31、E35、E36、E37、E38明顯高于其他材料，顯示出較弱的耐鹽性，但在對照條件下各材料間也表現(xiàn)出顯著的差異，結果與鹽脅迫下有所差異（表4）。與對照相比，除E37、E38升高外，鹽脅迫下24份偃麥草材料株高均出現(xiàn)降低，其中，E08、E19、E25、E27、E33、E34降低幅度最大，均在30%以上，顯示出較弱的耐鹽性。

2.4 鹽脅迫對偃麥草脯氨酸的影響

脯氨酸積累是植物為了適應鹽脅迫而采取的一種保護性措施，脯氨酸積累量越多，則植物的耐鹽能力越強[24]。鹽脅迫下26份偃麥草種質(zhì)材料脯氨酸含量均出現(xiàn)增加趨勢，但其變化幅度具有一定差異（表5）。從變化率來看，材料E01、E08、E12、E13、E16、E24、E25、E27、E33、E35、E36脯氨酸積累較多，增幅均超過10倍，顯示出較強的耐鹽性；而其余的材料增加幅度較低，耐鹽性較弱。

2.5 鹽脅迫對偃麥草地上生物量的影響

鹽脅迫下E04、E09、E25、E30、E32、E33、E34、E36、E37生物量明顯高于材料E08、E27，表現(xiàn)出較強的耐鹽性；材料E01、E02、E12、E15、E24、E262、E31居中。與對照比（表6），鹽脅迫刺激了材料E04、E09、E12、E30、E31、E32、E33、E34、E37、E38的生長，表現(xiàn)為生物量增加了5.5%～60.7%，可能是由于單株分蘗數(shù)的增加所致；其余偃麥草材料的生物量積累減少，降幅為1.8%～54.5%，顯示出鹽害癥狀。

2.6 偃麥草種質(zhì)資源耐鹽性綜合評價

表2～6結果可知，采用單指標評價26份偃麥草材料的耐鹽性強弱時，評價結果存在較大的差異，因此，為了更好的全面反映偃麥草真實的耐鹽能力，需要對各項指標進行綜合考慮，而隸屬函數(shù)綜合評價法為這種考慮提供了可行性。為了避免各測試指標間信息的重疊性，對相對電導率、相對脯氨酸、相對生物量、相對高度、相對葉片相對含水量進行了相關分析，表明各指標間無顯著相關性（P>0.05）。因此，以相對電導率、相對脯氨酸、相對生物量、相對高度、相對葉片相對含水量為依據(jù)，對各偃麥草材料的耐鹽性進行了鑒隸屬函數(shù)法綜合評價和聚類分析（圖1）。26份偃麥草材料可分為劃分為3個耐鹽級別，耐鹽種質(zhì)包括E37、E32、E09、E261、E19、E12，敏鹽種質(zhì)包括E13、E35、E07、E27、E08，其余材料均屬于中間耐鹽種質(zhì)。綜合評價表明（表7），26份偃麥草材料間的綜合評價值介于0.168～0.564，反應了各種質(zhì)間的耐鹽強弱順序，其中，綜合評價值>0.50以上的材料有E09（0.564）、E37（0.541）、E261（0.514），表明4份材料具有較強的耐鹽能力；綜合評價值0.25以下的材料有7份，即E07、E13、E02、E25、E27、E08、E35，顯示出較弱的耐鹽性，這與圖1結果基本吻合。

3 討論與結論

植物耐鹽性評價是一個極其復雜的過程，也是一個相對的結果，其耐鹽能力的強弱受多種因素影響，如評價時期、評價指標、培養(yǎng)方法、鹽的種類、鹽脅迫濃度及處理時間等[25，26]。由于所采用的評價指標、方法、評價時期的差異，即使同一材料也會使其評價結果出現(xiàn)波動[26，27]。張耿等[11，28]對國外引進的偃麥草屬植物進行耐鹽性評價時，由于所采用的指標不同，導致其排列順序存在差異，如材料ZXY04P6由第1位[11]降為第5位[28]。本研究采用隸屬函數(shù)法綜合評價，1.2%的NaCl，Na2SO4濃度下苗期26份偃麥草材料耐鹽性強弱順序依次為E09>E37> E261> E32> E12>E33> E30>E38>E36>E24>E34> E31>E19>E04>E01>E15>E16>E262> E23> E07>E13> E02 > E25>E27>E08>E5，經(jīng)聚類分析可將其分為3大類，即6份為耐鹽種質(zhì)，包括E37、E32、E09、E261、E19、E12；5份為敏鹽種質(zhì)，包括E13、E35、E07、E27、E08；其余15份為中間耐鹽種質(zhì)，且兩種評價方法的評價結果基本吻合，為苗期偃麥草耐鹽性材料的篩選提供依據(jù)。苗期耐鹽結果與種子萌發(fā)期的耐鹽評價結果存在較大的差異[5]，體現(xiàn)了不同時期偃麥草材料的耐鹽的差異性，但從實際應用看，偃麥草的耐鹽性評價需要對這兩方面的因素進行綜合考慮，以保證評價結果的準確性。

從單一耐鹽指標看，1.2%NaCl，Na2SO4對26份偃麥草材料的葉片相對含水量、株高、相對電導率、地上生物量及Pro含量均產(chǎn)生不同程度的影響。與對照相比，鹽脅迫基本增加了苗期偃麥草的Pro含量、相對電導率，降低了其生長高度，而葉片相對含水量、地上生物量則存在一定波動性，不同材料表現(xiàn)的增減規(guī)律并不一致，可能與各材料的嗜鹽程度、各指標在鹽脅迫中的作用及不同材料的耐鹽機制存在差異相關，還需進一步驗證。

參考文獻：

[1] 關元秀，劉高煥，劉慶生，等.黃河三角洲鹽堿地遙感調(diào)查研究[J].遙感學報，2001，5（1）：46-52.

[2] 李珊，陳靜波，郭海林，等.結縷草屬草坪草種質(zhì)資源的耐鹽性評價[J].草業(yè)學報，2012，21（4）：43-51.

[3] 劉春華，蘇加楷，黃文惠.禾本科牧草耐鹽性的研究[J].中國草地，1992（6）：12-17，22.

[4] 孫宗玖，李培英，阿不來提，等.種子萌發(fā)期38份偃麥草種質(zhì)耐鹽性評價[J].草業(yè)科學，2012，29（7）：1105-1113.

[5] Ashraf M.Selection and heritability of tolerance to sodium chloride in four forage species[J].Crop Science，1987，227-234.

[6] 陳默君，賈慎修.中國飼用植物[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2000.

[7] 孟林，張國芳.優(yōu)良的飼用坪用水土保持兼用植物—偃麥草[J].草原與草坪，2004（4）：16-18.

[8] 孟林，尚春艷，毛培春，等.偃麥草屬植物種質(zhì)材料苗期耐鹽性綜合評價[J].草業(yè)學報，2009，18（4）：67-74.

[9] 毛培春，王勇.不同禾本科牧草材料種子萌發(fā)的耐鹽性試驗[J].內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學學報，2004，25（2）：115-118.

[10] 張耿，高洪文，王贊，等.偃麥草屬植物苗期耐鹽性指標篩選及綜合評價[J].草業(yè)學報，2007，16（4）：55-61.

[11] 彭運翔，張力君，于穎杰，等.偃麥草屬植物種子和幼苗的耐鹽性[J].內(nèi)蒙古草業(yè)，2002，14（3）：42-43.

[12] 王廣印，周秀梅，張建偉，等.不同黃瓜材料種子萌發(fā)期的耐鹽性研究[J].植物遺傳資源學報，2004，5（3）：299-303.

[13] 王學軍，李仁所，李式軍，等.黃瓜抗鹽選擇研究[J].山東農(nóng)業(yè)大學學報（自然科學版），2000，31（1）：71-73.

[14] 羅志娜，趙桂琴，劉歡.24個燕麥品種種子萌發(fā)耐鹽性綜合評價[J].草原與草坪，2012，32（1）：34-38，41.

[15] 張耿，王贊，高洪文，等.21份偃麥草屬牧草苗期耐鹽性評價[J].草業(yè)科學，2008，25（1）：51-54.

[16] 霍平慧，李劍峰，師尚禮，等.鹽脅迫對超干處理苜蓿種子萌發(fā)及幼苗生長的影響[J].草原與草坪，2011，31（1）：13-18.

[17] 顏霞，金芳，楊鳳翔，等.不同種類鹽脅迫對孜然種子萌發(fā)及幼苗生長的影響[J].草原與草坪，2010，30（4）：71-80.

[18] 王寶山，趙可夫，鄒琦.作物耐鹽機理研究進展及提高作物抗鹽性的對策[J].植物學通報，1997，14（增）：25-30.

[19] 鄒琦.植物生理學實驗指導[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2000.

[20] 李合生.植物生理生化實驗原理和技術[M].北京：高等教育出版社，2002.

[21] 王雪青，張俊文，魏建華，等.鹽脅迫下野大麥耐鹽生理機制初探[J].華北農(nóng)學報，2007，22（1）：17-21.

[22] 韓瑞宏，毛凱，干友民，等.干旱對草坪草的影響[J].草原與草坪，2003（5）：8-10.

[23] 李珍，李造哲，于卓.披堿草和野大麥及其BC1F2代不同株系苗期耐鹽性研究[J].中國草地學報，2006，28（2）：17-22.

[24] 陳靜波，劉建秀.狗牙根抗鹽性評價及抗鹽機理研究進展[J].草業(yè)學報，2012，21（5）：302-310.