宮文龍，趙桂琴，劉 歡(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 草業(yè)學(xué)院/草業(yè)生態(tài)系統(tǒng)教育部重點實驗室/甘肅省草業(yè)工程實驗室/中-美草地畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展研究中心，甘肅 蘭州 730070)

22個紫花苜蓿品種種子萌發(fā)期耐鹽性綜合評價

宮文龍，趙桂琴，劉 歡
(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 草業(yè)學(xué)院/草業(yè)生態(tài)系統(tǒng)教育部重點實驗室/甘肅省草業(yè)工程實驗室/中-美草地畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展研究中心，甘肅 蘭州 730070)

為快速、有效地鑒定紫花苜蓿(Medicagosativa)品種的耐鹽性，篩選耐鹽種質(zhì)，在室內(nèi)模擬鹽分的條件下，通過培養(yǎng)皿紙上發(fā)芽法，用4個不同濃度(0.3%、0.6%、0.9%、1.2%)NaCl溶液對22個苜蓿品種進(jìn)行萌發(fā)試驗，測定其發(fā)芽勢、發(fā)芽率、芽長及根長，并通過打分法對其耐鹽性進(jìn)行綜合評價。結(jié)果表明：隨著鹽濃度的升高，供試苜蓿品種的發(fā)芽勢、發(fā)芽率、芽長及根長均呈下降趨勢。低濃度鹽脅迫可促進(jìn)苜蓿生長，高濃度嚴(yán)重抑制苜蓿種子萌發(fā)。22個苜蓿品種中耐鹽性最強的為三得利、新牧1號和生存者，最弱的為哥薩克721。1.2% NaCl對苜蓿品種耐鹽性的鑒別力最強，22個品種的耐鹽性在此濃度處理下分化最大。

苜蓿；耐鹽性；萌發(fā)；綜合評價

隨著全球氣候的變化和人為活動的影響，我國鹽堿地面積已達(dá)667萬hm2，并有逐步擴(kuò)大的趨勢，因此改良鹽堿地、提高其利用率已刻不容緩[1-5]。鹽堿地土壤可以通過物理方法、化學(xué)方法進(jìn)行改良；也可以通過種植耐鹽植物的生物改良方法進(jìn)行治理[6]。苜蓿因其營養(yǎng)豐富、適口性好等特點被稱為“牧草之王”[7]，具有一定的耐鹽性，可以用于改良鹽堿地。但是不同品種間耐鹽性差異較大，要在改良鹽堿地的同時獲得一定的效益，必須篩選耐鹽性強的苜蓿品種。

在植物的發(fā)育過程中，種子萌發(fā)期是對外界環(huán)境最敏感的時期，因此，可選擇在這一時期進(jìn)行耐鹽性的鑒定、評價與篩選。目前國內(nèi)外對苜蓿耐鹽性研究較多，李婷婷等[8]認(rèn)為，苜蓿在低鹽或無鹽條件下可以正常萌發(fā)，且低鹽濃度有利于苜蓿的生長。韓清芳等[10]對19個苜蓿品種的種子進(jìn)行耐鹽性試驗得出，NaCl溶液濃度為0.7%時，其幼苗根長及苗高可以作為耐鹽性鑒定的指標(biāo)。沈振榮等[10]則認(rèn)為，鹽脅迫對牧草種子萌發(fā)速度、幼苗生長勢的影響大于對萌發(fā)能力的影響。龔明等[11]也報道，植物在萌發(fā)及幼苗期耐鹽性最差。

雖然目前對苜蓿耐鹽性研究較多，但由于不同地域土壤條件和鹽堿化程度不同，適宜種植的苜蓿品種也不同。因此，對不同苜蓿品種的耐鹽性鑒定還是十分必要的。試驗擬采用培養(yǎng)皿紙上發(fā)芽法，對22個不同來源的苜蓿品種進(jìn)行耐鹽性鑒定與評價，以期為鹽堿地改良中苜蓿品種的選擇提供依據(jù)。

1 材料和方法

1.1試驗材料

供試苜蓿品種共22個，均來自甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院(表1)。試驗于2014年在甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院牧草實驗室進(jìn)行，試驗期間室內(nèi)平均溫度為25℃。

1.2試驗方法

由于單鹽毒害比復(fù)鹽大，試驗設(shè)4個NaCl濃度處理，分別為0.3%、0.6%、0.9%、1.2%。采用培養(yǎng)皿紙上發(fā)芽法[12]，選用口徑為120 mm的培養(yǎng)皿，內(nèi)鋪雙層濾紙作發(fā)芽床，每皿加入5 mL鹽溶液，放入籽粒大小和飽滿度一致的苜蓿種子100粒，每處理3次重復(fù)。采用稱重法每天及時補充蒸發(fā)的水分，使各處理鹽濃度維持不變。

表1 供試苜蓿品種Table 1 Tested alfalfa varieties

1.3測定指標(biāo)

(1)發(fā)芽勢 鹽處理后第4 d，觀測每皿正常發(fā)芽種子數(shù)占供檢種子數(shù)的百分率，作為發(fā)芽勢。

發(fā)芽勢(%)=4 d內(nèi)正常發(fā)芽的種子粒數(shù)/供試種子總數(shù)×100%

相對發(fā)芽勢(%)=鹽處理后第4 d的種子發(fā)芽勢/第4 d對照種子發(fā)芽勢×100%

(2)發(fā)芽率 鹽處理后第7 d，觀測每皿正常發(fā)芽種子數(shù)占供檢種子數(shù)的百分比，作為發(fā)芽率：

發(fā)芽率(%)=發(fā)芽終期(7 d)全部正常發(fā)芽粒數(shù)/供試種子總數(shù)×100%

相對發(fā)芽率(%)=鹽處理后第7 d的種子發(fā)芽率/第7 d對照種子發(fā)芽率×100%

(3)芽長 鹽處理后第7 d，用直尺測定每株苗從種子胚到最長葉葉尖的長度

相對芽長(%)=鹽處理后第7 d種子芽長/第7 d對照種子芽長×100%

(4)根長 鹽處理后第7 d，用直尺測定每株苗從種子胚到最長根根尖的長度

相對根長(%)=鹽處理后第7 d種子根長/第7 d對照種子根長×100%

1.4數(shù)據(jù)處理方法

利用SPSS 22.0軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析。

1.5苗期綜合評價方法

綜合評價采用打分法[13]，根據(jù)每個燕麥品種各指標(biāo)變化率的大小進(jìn)行打分，打分標(biāo)準(zhǔn)是把每一種指標(biāo)的最大變化率與最小變化率之間的差值均分為10個等級，每個等級為1分。在各指標(biāo)中均以鹽傷害最輕的品種得分最高即10分，鹽傷害最重的品種得分最低即1分。以此類推，最后把各指標(biāo)得分相加得到耐鹽總得分，由耐鹽總得分可得苗期耐鹽性綜合排序。

2 結(jié)果與分析

2.1鹽脅迫對苜蓿相對發(fā)芽勢的影響

相對發(fā)芽勢可以表明苜蓿在萌發(fā)初期的活力。供試的22份苜蓿材料的相對發(fā)芽勢隨著鹽濃度的增加呈下降趨勢。在0.3%鹽濃度處理下，平均相對發(fā)芽勢為94.9%，說明低鹽脅迫對苜蓿發(fā)芽勢無明顯影響。0.6%鹽濃度下平均相對發(fā)芽勢降至85.9%；0.9%和1.2%鹽脅迫下，平均相對發(fā)芽勢分別降至70.0%和49.1%(表2)。

表2 22份材料在不同鹽處理下的相對發(fā)芽勢(4 d)

注：同列不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05),下同

低鹽脅迫下(0.3%)，皇冠9.1、荷蘭向陽602、三得利、新牧1號、斯蒂等品種的相對發(fā)芽勢均大于100%。當(dāng)鹽濃度增加至0.6%時，只有斯蒂1個品種的相對發(fā)芽勢大于100%。隨著鹽濃度增加至0.9%，各品種相對發(fā)芽勢進(jìn)一步下降，其中斯蒂、麥格3號、678MF、三得利、新牧1號、生存者的相對發(fā)芽勢仍然大于90.0%。最強鹽脅迫下，供試材料的相對發(fā)芽勢降至最低，但三得利、生存者的相對發(fā)芽勢仍然在90.0%以上，而中蘭1號只有11.2%。

2.2鹽脅迫對苜蓿相對發(fā)芽率的影響

供試材料的相對發(fā)芽率隨鹽脅迫強度的增加而明顯下降。低于0.9%的鹽脅迫對平均相對發(fā)芽率無顯著影響。最大鹽脅迫下(1.2%)則大幅下降至67.2%(表3)。

不同苜蓿品種在同一鹽濃度下表現(xiàn)各異，但趨勢與4 d的相對發(fā)芽勢基本一致。低鹽脅迫下仍以斯蒂、新疆大葉、麥格3號、三得利等品種表現(xiàn)最佳。鹽濃度增加到0.9%時，斯蒂、麥格3號等13個品種的相對發(fā)芽率仍達(dá)90.0%以上；飛馬、DYM、綠苜1號等5個品種卻低于80.0%。最強鹽濃度(1.2%)下，品種間的差距進(jìn)一步拉大，新疆大葉、麥格3號等5個品種的相對發(fā)芽率仍在90.0%以上，而中蘭1號和哥薩克721僅為38.1%和17.7%(表3)。

表3 22份材料在不同鹽處理下的相對發(fā)芽率(7d)

2.3鹽脅迫對苜蓿相對芽長的影響

隨著NaCl濃度的升高，各品種的相對芽長逐漸下降，鹽脅迫對苜蓿發(fā)芽有抑制作用。和平均相對發(fā)芽率相比，供試苜蓿的平均相對芽長對鹽脅迫更加敏感，0.6%的鹽濃度就顯著下降(表4)。

和發(fā)芽勢、發(fā)芽率的變化趨勢一致，同一鹽脅迫下，品種間的相對芽長差異顯著。0.3%鹽濃度下，斯蒂、先驅(qū)者、麥格3號等14個品種的相對芽長大于100.0%，哥薩克721的相對芽長達(dá)到了207.9%；哥薩克721的相對芽長在0.6%的鹽脅迫下仍然顯著高于其他品種，為147.5%，在0.9% NaCl處理下和其他幾個表現(xiàn)較好的品種基本無明顯差異，為100.6%，但鹽濃度達(dá)最大時，其相對芽長迅速降低至18.6%，是3個表現(xiàn)最差的品種之一。

表4 22份材料在不同鹽處理下的相對芽長(7 d)

2.4鹽脅迫對苜蓿相對根長的影響

鹽脅迫后第7 d對22個苜蓿品種的根長進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)隨著鹽濃度的升高，供試材料的相對根長也呈逐漸下降的趨勢(表5)。低鹽脅迫下只有飛馬、荷蘭向陽602、巨人和中苜1號的根長受到顯著抑制；其余18個材料中，15個品種的根長不僅未受到抑制，反而得到促進(jìn)，相對根長大于100%。0.6% NaCl脅迫下仍有6個品種未受到抑制。最高鹽濃度(1.2%)下，中苜3號、生存者、新苜1號的相對根長仍大于60.0%。

表5 22份材料在不同鹽處理下的相對根長(7 d)

2.522份苜蓿品種耐鹽性綜合評價

鹽濃度為0.9%時，22個苜蓿品種中三得利的相對發(fā)芽勢最高，為98.7%，中蘭1號最低，為43.7%，品種間最大差異為55.0%；鹽濃度升高到1.2%時，這2個品種仍然分別為最高值和最低值，而且差異增大至82.8%。相對發(fā)芽率在0.9%的鹽脅迫下，品種間最大差異發(fā)生于新疆大葉和飛馬(表3)，1.2%鹽脅迫下，新疆大葉和哥薩克721之間差異最大，為80.6%。相對芽長和相對根長也是以最高鹽濃度下品種間差異最大(表4，5)，表明0.9%鹽濃度對苜蓿品種耐鹽性的鑒別力最強，22個品種的耐鹽性在這個處理下分化最大，因此，使用打分法對1.2%鹽濃度下22個苜蓿品種的相對發(fā)芽勢、發(fā)芽率、芽長及根長進(jìn)行綜合評價。22個苜蓿品種中綜合得分在30分以上的有7個品種，分別為三得利、新牧1號、生存者、678MF、麥格3號、斯蒂和新疆大葉。21～30分的有6個品種，分別為先驅(qū)者、817普列洛夾卡、德黑蘭德804、綠苜1號、中苜3號、威廉斯709。20分以下的有9個品種，分別為荷蘭向陽602、皇冠9.1、中苜1號、巨人、德國811、大葉、飛馬、中蘭1號、哥薩克721。根據(jù)打分法綜合評價結(jié)果，22個苜蓿品種中耐鹽性最強的為三得利、新牧1號和生存者，最弱的為哥薩克721(表6)。

表6 苜蓿苗期耐鹽性綜合評價

3 討論

植物的耐鹽性往往是由多個基因共同控制的，而且不同植物的耐鹽機(jī)理也不盡相同[15]。耐鹽性是一個十分復(fù)雜的過程，植物耐鹽能力的大小是多種活動的綜合作用[11]。苜蓿在萌發(fā)期對鹽脅迫比較敏感[6]，試驗在苜蓿萌發(fā)期從發(fā)芽率、發(fā)芽勢、芽長和根長4個方面對苜蓿品種耐鹽性進(jìn)行比較研究，發(fā)現(xiàn)相對發(fā)芽率、發(fā)芽勢隨鹽濃度的增加呈逐漸下降的趨勢；低濃度鹽脅迫對苜蓿發(fā)芽率有促進(jìn)作用，這與桂枝等[15]的研究結(jié)果相似。種子發(fā)芽率和活力指數(shù)與植物本身的生物學(xué)特性有關(guān)，與所處的外界環(huán)境的關(guān)系更為密切。鹽脅迫下，種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢隨鹽濃度的提高而顯著下降，說明鹽脅迫對苜蓿種子萌發(fā)速度、幼苗生長勢的影響大于對萌發(fā)能力的影響，這一研究結(jié)果與王洪峰等[16]的研究結(jié)果一致。

苜蓿的相對根長和芽長隨鹽濃度的升高呈下降趨勢，且鹽濃度越高，對其影響越大。但不同品種對鹽脅迫的反應(yīng)不盡相同。有些品種芽的生長鹽脅迫最敏感，有些品種則是根最敏感。哥薩克721的相對芽長從0.3%鹽濃度下的207.9%驟降至1.2%鹽脅迫下的18.6%，下降了近11倍，是所有品種中降幅最大的；但是其根長(下降了7.3倍)的變化并沒有芽長那么劇烈。根長降幅最大的是皇冠7.1(下降了12倍)。在高濃度鹽脅迫下苜蓿的胚根和胚芽生長均受到抑制，胚芽雖然生長緩慢，但幼葉卷狀程度較小，胚芽受鹽分的抑制有滯后于胚根的現(xiàn)象。這說明鹽脅迫的濃度越高，對苜蓿胚根的影響就會越大于胚芽，使苜蓿的萌發(fā)和生長受到抑制。低濃度鹽脅迫會對苜蓿種子萌發(fā)有促進(jìn)作用，這可能與低鹽可以促進(jìn)細(xì)胞膜滲透調(diào)節(jié)有關(guān)，低鹽會促進(jìn)種子萌發(fā)時對Na+、Cl-的吸收。而隨著鹽濃度的升高，造成生理干旱，種胚吸水困難，破壞細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)，因此抑制種子的萌發(fā)[17-18]。劉卓等[19]通過綜合分析法對苜蓿耐鹽性進(jìn)行了評價，陳托兄等[20]采用的隸屬函數(shù)法分析了苜蓿耐鹽品種之間的差異，但計算過程比較復(fù)雜，用時較長。本研究采用打分法對苜蓿在1.2%鹽脅迫時進(jìn)行綜合評價，不僅比較了22個苜蓿品種耐鹽性的差異，而且發(fā)現(xiàn)1.2%的NaCl濃度對苜蓿品種耐鹽性的鑒別力最強。

4 結(jié)論

(1)低濃度鹽脅迫對苜蓿萌發(fā)生長有促進(jìn)作用，高濃度鹽脅迫顯著抑制苜蓿種子萌發(fā)，且對苜蓿根的抑制作用大于芽。

(2)通過打分法對22個苜蓿品種進(jìn)行耐鹽性綜合排序，結(jié)果表明：30分以上的品種有7個，21～30分的有6個品種，20分以下的品種有9個。其中耐鹽性最強的品種分別為三得利、新牧1號和生存者，耐鹽性最弱的為哥薩克721。

(3)4個鹽濃度中，1.2% NaCl對苜蓿品種耐鹽性的鑒別力最強。

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Comprehensiveevaluationonsalttoleranceof22alfalfavarietiesingerminationstage

GONG Wen-long,ZHAO Gui-qin,LIU Huan

(CollegeofPrataculturalScience,GansuAgriculturalUniversity/KeyLaboratoryofGrasslandEcologySystem,MinistryofEducation,Sino-U.S.CentersforGrazinglandEcosystemSustainability,Lanzhou730070,China)

In order to effectively identify the salt tolerance of alfalfa varieties and select salt tolerance germplasm，a simulated indoor experiment was conducted by using 0.3%,0.6%,0.9% and 1.2% NaCl solution,and 22 alfalfa cultivars at the germination stage was tested.Germination potential,germination rate,shoot length and root length were measured for comprehensive evaluation based on scoring method.The result showed that all measured parameters declined with the increase o salt concentration.Lower salinity stress could improve alfalfa growth,while higher NaCl concentration severely inhibited seed germination.Among 22 varieties,Sanditi,Xinmu No.1 and Survivor were the most salt resistant and Cossack 721 was the most sensitive.1.2% NaCl showed the greatest differentiation in terms of salt tolerance and was the best for identification.

alfalfa;salt-tolerance;germination;comprehensive evaluation

S 541

A

1009-5500(2017)05-0035-06

2017-01-24；

2017-03-03

農(nóng)業(yè)部牧草種質(zhì)資源保護(hù)項目(NB2130135)和燕麥?zhǔn)w麥產(chǎn)業(yè)體系(CAIS-8-C)資助

宮文龍(1994-)，男，內(nèi)蒙古赤峰人，在讀碩士。

E-mail：872471822@qq.com

趙桂琴為通訊作者。