趙海紅
(黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院佳木斯分院,黑龍江 佳木斯 154007)
目前,我國約有鹽堿地0.27億hm2,主要分布在東北、華北、西北內(nèi)陸地區(qū)及長江以北沿海地帶,其中黑龍江省的鹽堿地土壤是以NaHCO3和Ca(HCO3)2為主的蘇打鹽堿地[1]。在這些蘇打鹽堿地上很難找到正常生長的作物,因此,培育和引種適應(yīng)高鹽堿環(huán)境的優(yōu)良耐鹽堿作物,對改善廣大鹽堿地生態(tài)系統(tǒng),提高土地生產(chǎn)力,增加經(jīng)濟(jì)收益無疑具有現(xiàn)實而深遠(yuǎn)的意義。
馬鈴薯是我國廣為種植的重要糧菜兼用型作物,屬鹽敏感型[2]。鹽漬化土壤影響著馬鈴薯的生長發(fā)育,特別是對其出苗有抑制作用[3-4],目前推廣應(yīng)用的品種大多耐鹽性差,個別耐鹽品種因綜合性狀差,不適應(yīng)市場需求[5]。因此,選育抗鹽堿馬鈴薯品種便成為亟待解決的問題。
馬鈴薯耐鹽性的研究大部分集中在NaCl上[6-9],極少數(shù)進(jìn)行了抗NaHCO3的研究[10],而以主栽的馬鈴薯品種為試驗材料,在離體條件下對耐蘇打鹽堿性兩方面進(jìn)行試驗研究的卻鮮有報道。本試驗主要研究在離體條件下15個主栽馬鈴薯品種的抗蘇打鹽堿性強弱,試圖篩選出表現(xiàn)好、抗蘇打鹽堿性強的優(yōu)良種質(zhì),為我國馬鈴薯品種在鹽堿地區(qū)的種植提供科學(xué)依據(jù)。
克新3號、克新12號、克新13號、克新18號、克新19號、克新20號、克新21號、中薯1號、尤金、大西洋、抗疫白、夏波蒂、晉薯2號、興佳1號和費烏瑞它15個馬鈴薯品種的脫毒試管苗,依次用A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K、L、M、N和O代表。
以馬鈴薯增殖培養(yǎng)基[11]為對照培養(yǎng)基,附加瓊脂8 g·L-1,蔗糖30 g·L-1,模擬蘇打鹽堿地土壤成分,分別向增殖培養(yǎng)基中加入不同量的NaHCO3,使培養(yǎng)基中NaHCO3濃度和pH分別達(dá)到下列要求:
CK:NaHCO3濃度為0%,pH 5.9
處理Ⅰ:NaHCO3濃度為0.1%,pH 7.5
處理Ⅱ:NaHCO3濃度為0.2%,pH 8.0
處理Ⅲ:NaHCO3濃度為0.3%,pH 8.5
處理Ⅳ:NaHCO3濃度為0.4%,pH 9.0
將25 d苗齡的不同品種馬鈴薯試管苗莖段分別接種到上述5種培養(yǎng)基上,設(shè)3次重復(fù),每次重復(fù)分別接種10支試管。置于溫度25℃,濕度80%,2 500 lx,16 h光照條件下培養(yǎng),觀察其長勢。28 d后記錄試管苗的存活、生根情況、株高和生物產(chǎn)量等,應(yīng)用DPS和Excel數(shù)據(jù)軟件分析,應(yīng)用新復(fù)極差法進(jìn)行多重比較,判斷各品種的抗(耐)鹽堿能力。
由圖1可知,隨著含鹽量與pH值的增加,各品種的成活率均減少,但減少程度不同。晉薯2號(M)、尤金(I)和興佳1號(N)在鹽堿處理Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ中的成活率均較高,在鹽堿濃度較高的處理Ⅳ中的成活率分別為50%、43%和50%,而且成活的植株多數(shù)能夠正常生長??诵?9(E)和克新20(F)兩個品種在鹽堿處理Ⅳ中的成活率分別為40%和33.33%。其余10個品種的成活率均低于30%。其中中薯1號(H)和夏波蒂(L)在處理Ⅳ中的成活率為0,在鹽堿處理Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ中成活率也較其他品種低。
由此推斷,不同鹽堿濃度對各品種的馬鈴薯均有不同程度的迫害。馬鈴薯莖段能否成活,主要取決于品種材料的抗(耐)鹽堿能力??梗停}堿的品種,在鹽堿濃度高的培養(yǎng)基上成活率較高,能夠正常生長的植株較多。不抗(耐)鹽堿的品種,在鹽堿濃度低的培養(yǎng)基上成活的植株就較少,雖然有的植株能長出腋芽,但幾天后便枯黃死亡,而且成活的植株多數(shù)也不能正常生長。
接種在含鹽堿培養(yǎng)基的馬鈴薯莖段,在培養(yǎng)的第一周內(nèi)各處理試管苗生長狀況無明顯差異,隨著培養(yǎng)時間的延長,含鹽量及pH高的培養(yǎng)基中植株生長明顯變慢,與對照相比株高顯著降低。
由表1可知,晉薯2號(M)在各鹽堿處理中的株高均顯著低于對照,但處理Ⅰ和處理Ⅱ中的株高差異不顯著,處理Ⅲ和處理Ⅳ中的株高也沒有顯著差異,而且在各鹽堿處理中多數(shù)植株能夠正常生長,較其它品種長勢旺,說明晉薯2號(M)抗(耐)鹽堿能力較強。
尤金(I)等其他14個品種在各鹽堿處理中的株高均極顯著低于對照,但尤金(I)品種在鹽堿處理中植株的長勢較好,莖粗,葉大,根壯,枯黃現(xiàn)象較少,說明尤金(I)抗鹽堿能力強于其它品種。
克新3號(A)和夏波蒂(L)兩個品種在處理Ⅱ中的株高顯著高于處理Ⅰ,抗疫白(K)和大西洋(J)兩個品種在處理Ⅲ中的株高顯著高于處理Ⅱ,雖然這4個品種的株高在重鹽堿處理中有高于輕鹽堿處理的現(xiàn)象,但它們在重鹽堿處理中的試管苗生長細(xì)弱,不展葉緣的葉片較多,而且葉片失綠干枯現(xiàn)象較重,導(dǎo)致試管苗的生物產(chǎn)量較低,說明這4個品種在鹽堿條件下的生長受到了一定的抑制。
克新18號(D)、克新21號(G)和克新12號(B)3個品種在鹽堿處理中大部分植株只能生長出腋芽,多數(shù)腋芽生長緩慢。說明這一部分材料對鹽堿的脅迫較為敏感,在鹽堿條件下植株生長會受到比較強烈的抑制。
生物產(chǎn)量是衡量植株生長狀況的重要指標(biāo)之一,其與植株產(chǎn)量呈正相關(guān)。
由圖2可知,晉薯2號(M)和尤金(I)兩個品種在處理Ⅰ和處理Ⅱ中兩個品種的生物產(chǎn)量差異不明顯,晉薯2號(M)在兩個處理中的生物產(chǎn)量相同,都為0.23 g;尤金(I)在兩個處理中的生物產(chǎn)量分別為0.25 g和0.24 g??诵?8號(D)、克新21號(G)和克新12號(B)3個品種在各鹽堿處理中的生物產(chǎn)量都較低,在處理Ⅱ中的生物產(chǎn)量分別為 0.11 g、0.08 g和0.08 g,而且各處理間生物產(chǎn)量的差異也較大,其中克新12號在5個處理中的生物產(chǎn)量分別為0.25 g,0.18 g,0.08 g,0.04 g和0.03 g。
由成活率、株高和生物產(chǎn)量分析結(jié)果綜合判斷,晉薯2號(M)和尤金(I)兩個品種在鹽堿濃度高的處理中有較多的植株能夠正常生長,說明這兩個品種抗(耐)鹽堿能力較強;興佳1號(N)、克新19號(E)和克新20號(F)兩個品種在含鹽量和pH值低的條件下植株能夠正常生長,在含鹽量和pH值高的條件下植株生長則受到明顯抑制,說明這些品種有一定的抗(耐)鹽堿性;克新18號(D)、克新21號(G)和克新12號(B)3個品種在鹽堿處理上的株高和生物產(chǎn)量與對照差異都達(dá)到顯著水平,說明這三個品種抗(耐)鹽堿能力較弱。
表1 不同鹽堿濃度對各品種株高的影響(cm)Table 1 Effects of various levels of saline-sodic treatment on the height of cultivars
對物種抗(耐)鹽堿性篩選的方法是重要的育種基礎(chǔ)資源研究。本試驗從鑒定的15份馬鈴薯品種(系)中選出晉薯2號(M)和尤金(I)兩份抗(耐)鹽的品種(系),可以作為選育抗(耐)蘇打鹽堿品種的優(yōu)質(zhì)資源。
在離體條件下進(jìn)行鑒定試驗,季節(jié)和土地資源不再是束縛試驗的條件,同時也能節(jié)省大量的人力、物力。但試管苗培養(yǎng)條件與大田有較大差別,材料的抗(耐)鹽堿性能否穩(wěn)定遺傳也要經(jīng)過多次檢驗才能驗證。所以上述試驗材料還應(yīng)于鹽堿耕地中進(jìn)行大田試驗,直接用所獲經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的高低來衡量品種抗(耐)鹽堿性的強弱。田間鑒定結(jié)果是否與離體試驗結(jié)果相符還需要作進(jìn)一步研究。
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