時丕彪，耿安紅，李亞芳，王春云，彭亞民，顧閩峰，費(fèi)月躍，王 軍

(鹽城市新洋農(nóng)業(yè)試驗站，江蘇 鹽城 224049)

土壤鹽漬化已成為制約農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的主要因素之一[1]。植物長期處于高鹽環(huán)境中不僅抑制其生長，還會造成作物減產(chǎn)，甚至死亡[2-4]。全球約有1億hm2土地受土壤鹽度的影響，占全球耕地總量的6%～7%，且面積還在逐漸擴(kuò)大[5-6]，由于全球變暖導(dǎo)致的海平面上升可能會使其問題加劇[7]。我國是世界鹽堿地大國之一，目前鹽漬化土地面積約0.3億hm2，占我國耕地面積的20%以上[8-9]，且分布廣泛，利用效率低，嚴(yán)重妨礙農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展。土壤鹽度同時也限制作物的種類和產(chǎn)量[10]，而不同作物或同種作物的不同品種間耐鹽性存在差異[11]。因此，在受鹽漬化影響較大的地區(qū)篩選和培育耐鹽作物品種是穩(wěn)定作物產(chǎn)量最合適且經(jīng)濟(jì)有效的措施之一。

嫁接有利于提高作物的耐鹽性[12-14]。目前，嫁接是瓜類作物生產(chǎn)上常用的一種技術(shù)，主要通過選擇優(yōu)良的耐鹽砧木品種來增強(qiáng)其耐鹽性[15-16]，以確保在鹽漬化嚴(yán)重地區(qū)瓜類的正常生產(chǎn)和供應(yīng)。南瓜(Cucurbita moschata)是葫蘆科南瓜屬一年生蔓性藤本植物，種質(zhì)資源豐富，在世界各地普遍栽培，因其根系發(fā)達(dá)，抗逆性強(qiáng)，常被用作瓜類作物嫁接的砧木[17]。因此，篩選和培育耐鹽能力強(qiáng)的砧用南瓜品種用于瓜類的嫁接栽培，是提高其耐鹽性的必要前提。種子萌發(fā)期和幼苗生長期對鹽分最為敏感和脆弱[18-20]，而種子萌發(fā)是植物生命周期的初始階段，也是最關(guān)鍵的階段之一[21]，同時還是耐鹽性鑒定的重要時期[22]。為此，研究鹽脅迫對5個砧用南瓜品種萌芽期發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、幼苗高度、胚根長度和幼苗鮮重等的影響，并利用隸屬函數(shù)法綜合評價其耐鹽性，以期為瓜類嫁接栽培中耐鹽砧用南瓜品種的選擇提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 砧用南瓜 砧用南瓜品種共計5個。日本雪松，壽光佳禾種業(yè)有限公司；7045和思壯7號，寧波市農(nóng)科院，利農(nóng)8號，廣東和利農(nóng)種業(yè)股份有限公司；短蔓大圣冠，山西太谷縣藝農(nóng)種子有限公司。

1.1.2 氯化鈉 氯化鈉(NaCl,分析純)，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司生產(chǎn)。

1.2 試驗方法

試驗于2018年10-11月在鹽城市新洋農(nóng)業(yè)試驗站人工氣候箱進(jìn)行。NaCl濃度設(shè)0(CK)、40 mmol/L、80 mmol/L、120 mmol/L、160 mmol/L、200 mmol/L和240 mmol/L共計7個梯度，將經(jīng)1%的KMnO4溶液消毒處理的種子置于放有雙層濾紙的方形培養(yǎng)皿(12 cm×12 cm×5 cm)中，每皿30粒種子，分別加入15 mL相應(yīng)濃度的NaCl溶液，每個處理3次重復(fù)，然后置于光暗周期為16 h/8 h、晝/夜溫度為28℃/25℃的培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng)。以胚芽長度達(dá)到種子長度的1/2為發(fā)芽[23]，每天統(tǒng)計南瓜種子發(fā)芽數(shù)。

1.3 測量指標(biāo)

分別在培養(yǎng)第3 天和第7 天統(tǒng)計種子的發(fā)芽勢和發(fā)芽率；培養(yǎng)第10 天時，從每個處理選擇3株幼苗測量其幼苗高度、胚根長度和幼苗鮮重。

發(fā)芽勢=(3 d內(nèi)發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù))×100%

發(fā)芽率=(7 d內(nèi)發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù))×100%

發(fā)芽指數(shù)=∑當(dāng)天發(fā)芽種子數(shù)/發(fā)芽日數(shù)

1.4 耐鹽性綜合評價

采用隸屬函數(shù)法南瓜品種的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、幼苗高度、胚根長度和幼苗鮮重的隸屬函數(shù)值，對其進(jìn)行萌芽期耐鹽性綜合評價，隸屬函數(shù)值越大，表明該品種耐鹽性越強(qiáng)。其隸屬函數(shù)值的計算公式如下。

U(Xij)=(Xij-Xjmin)/(Xjmax-Xjmin)

式中，U(Xij)為i品種j指標(biāo)的隸屬函數(shù)值，Xij為i品種j指標(biāo)的測定值，Xjmax為所有品種中j指標(biāo)的最大值，Xjmin為所有品種中j指標(biāo)的最小值[24]。

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2007和SPSS 17對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 鹽脅迫對南瓜種子發(fā)芽的影響

2.1.1 發(fā)芽率 從表1看出，不同濃度鹽脅迫下各品種的發(fā)芽率均有不同程度的變化。無鹽脅迫(CK)時，7045和思壯7號的發(fā)芽率達(dá)100%，短蔓大圣冠、日本雪松和利農(nóng)8號的發(fā)芽率分別為96.67%、91.11%和86.67%，7045和思壯7號與日本雪松和利農(nóng)8號差異顯著，與短蔓大圣冠差異不顯著。隨著NaCl濃度的升高，各品種的發(fā)芽率基本呈下降趨勢，且不同品種的下降幅度不同。NaCl濃度為40 mmol/L時，利農(nóng)8號的發(fā)芽率為70.00%，顯著低于CK，且顯著低于其余品種。NaCl濃度為120 mmol/L時，利農(nóng)8號、7045和短蔓大圣冠的發(fā)芽率分別為64.44%、70.00%和81.11%，顯著低于CK，且利農(nóng)8號和7045顯著低于其余品種。NaCl濃度為200 mmol/L時，7045和日本雪松的發(fā)芽率為47.78%和52.22%，顯著低于CK；利農(nóng)8號和短蔓大圣冠種子萌發(fā)完全受到抑制，其發(fā)芽率為0；思壯7號的發(fā)芽率仍達(dá)96.67%，與CK差異不顯著，但顯著高于其余品種。當(dāng)NaCl濃度為240 mmol/L時，思壯7號的發(fā)芽率為36.67%，顯著低于CK，但顯著高于其余品種，表現(xiàn)出較強(qiáng)的耐鹽能力；7045、利農(nóng)8號和短蔓大圣冠種子萌發(fā)均完全受到抑制，不能萌發(fā)。

表1 不同濃度NaCl脅迫下南瓜種子的發(fā)芽率Table 1 Germination rate of different squash varieties under NaCl stress of various concentration %

注：同行不同小寫字母表示相同品種濃度間差異顯著(P<0.05)，同列不同大寫字母表示同一濃度不同品種間差異顯著(P<0.05)，下同。
Note:Different lowercase letters in the same row indicate significant difference atP<0.05 level,while different capital letters in the same column indicate significant difference atP<0.05 level.The same below.

2.1.2 發(fā)芽勢 發(fā)芽勢也是衡量種子萌發(fā)能力的一個重要指標(biāo)，可反映種子在鹽脅迫下的活性能力及出苗整齊度[25]。從表2看出，NaCl濃度為40 mmol/L時，日本雪松的發(fā)芽勢為83.33%，顯著高于CK，且顯著高于利農(nóng)8號和顯著低于思壯7號，說明低濃度鹽能夠促進(jìn)種子的萌發(fā)。NaCl濃度為120 mmol/L時，利農(nóng)8號、7045、日本雪松、短蔓大圣冠和思壯7號的發(fā)芽勢分別為43.33%、51.11%、58.89%、66.67%和95.56%，思壯7號與CK差異不顯著，但顯著高于其余品種；利農(nóng)8號、7045、日本雪松和短蔓大圣冠均顯著低于CK。NaCl濃度為200 mmol/L時，利農(nóng)8號和短蔓大圣冠的發(fā)芽勢均為0；思壯7號的發(fā)芽勢為62.22%，顯著低于CK，但顯著高于其余品種。NaCl濃度為240 mmol/L時，除思壯7號外，其余4個品種的發(fā)芽勢均為0，表現(xiàn)出高濃度鹽加大了對種子萌發(fā)的抑制程度，同時也說明思壯7號的耐鹽能力相對較強(qiáng)。

表2 不同濃度NaCl脅迫南瓜種子的發(fā)芽勢Table 2 Germination potential of different squash cultivars under NaCl stress of various concentration %

2.1.3 發(fā)芽指數(shù) 從表3看出，隨著NaCl濃度增加，發(fā)芽指數(shù)總體呈下降趨勢，且各品種下降幅度存在差異。NaCl濃度為40 mmol/L時，利農(nóng)8號的發(fā)芽指數(shù)為9.25，顯著低于CK和其余品種。NaCl濃度為120 mmol/L時，利農(nóng)8號、7045和短蔓大圣冠的發(fā)芽指數(shù)分別為6.02、7.83和9.43，均顯著低于CK；且利農(nóng)8號和7045顯著低于其余品種。NaCl濃度為160 mmol/L時，利農(nóng)8號、短蔓大圣冠、7045、日本雪松和思壯7號的發(fā)芽指數(shù)分別為4.07、4.31、6.44、9.55和13.33，均顯著低于CK；且思壯7號顯著高于其余品種。NaCl濃度為200 mmol/L時，各品種的發(fā)芽指數(shù)均顯著低于CK，且思壯7號顯著高于其余品種。不同鹽濃度脅迫下，思壯7號的發(fā)芽指數(shù)在所有品種中均為最高。

表3 不同濃度NaCl脅迫南瓜種子的發(fā)芽指數(shù)Table 3 Germination index of different squash cultivars under NaCl stress of various concentration

2.2 鹽脅迫對南瓜幼苗生長的影響

2.2.1 幼苗高度 從表4看出，不同濃度鹽脅迫對南瓜幼苗高度的影響不同。隨著鹽濃度升高，日本雪松、7045和短蔓大圣冠幼苗的高度均呈先升后降趨勢，思壯7號和利農(nóng)8號幼苗的高度均呈逐漸下降趨勢。無鹽脅迫(CK)時，各品種間的幼苗高度差異不顯著。NaCl濃度為40 mmol/L時，利農(nóng)8號較CK下降61.83%，說明利農(nóng)8號對鹽脅迫更為敏感。隨著鹽濃度進(jìn)一步加大，其差異的顯著性越大。NaCl濃度為80 mmol/L時，除日本雪松外，其余4個品種的幼苗高度均顯著低于CK，說明鹽脅迫對幼苗高度的影響比發(fā)芽指標(biāo)更大。NaCl濃度為240 mmol/L時，僅日本雪松和思壯7號能夠生長，7045、利農(nóng)8號和短蔓大圣冠的幼苗高度均為0，即不能生長。

表4 不同濃度NaCl脅迫下南瓜幼苗的高度Table 4 Seedling height of different squash cultivarsunder NaCl stress of various concentration cm

2.2.2 幼苗胚根長度 根是植物重要的器官之一，直接影響植物對水分和養(yǎng)分的吸收，因此對植物的生長發(fā)育起至關(guān)重要的作用。從表5可知，除7045和思壯7號外，其余品種幼苗的胚根長度隨鹽濃度增大均呈逐漸下降趨勢。NaCl濃度為40 mmol/L時，利農(nóng)8號與短蔓大圣冠的胚根長度分別為8.07 cm和13.93 cm，均顯著低于CK，也顯著低于7045。NaCl濃度為120 mmol/L時，利農(nóng)8號、短蔓大圣冠、思壯7號、7045和日本雪松的胚根長度分別為2.17 cm、4.30 cm、5.90 cm、6.80 cm和9.90 cm，除日本雪松與CK差異不顯著外，其余品種均顯著低于CK，且日本雪松顯著高于其余品種。NaCl濃度為200 mmol/L時，利農(nóng)8號和短蔓大圣冠的胚根長度均為0，說明高濃度鹽嚴(yán)重抑制其種子的萌發(fā)和幼苗的生長。

表5 不同濃度NaCl脅迫南瓜幼苗的胚根長度Table 5 Radicle length of different squash cultivars under NaCl stress of various concentration cm

2.2.3 幼苗鮮重 幼苗鮮重在一定程度上可反映幼苗的生長情況。從表6看出，隨鹽濃度升高，各品種幼苗鮮重發(fā)生不同程度的變化，日本雪松、7045和短蔓大圣冠呈先升后降趨勢，思壯7號和利農(nóng)8號總體上呈逐漸下降趨勢。同一濃度鹽脅迫下，各品種幼苗的鮮重存在明顯差異，日本雪松和思壯7號幼苗的鮮重相對較高，其耐鹽性較強(qiáng)；利農(nóng)8號幼苗的鮮重相對最低，其耐鹽性最弱。

表6 不同濃度NaCl脅迫南瓜幼苗的鮮重Table 6 Seedling fresh weight of different squash cultivarsunder NaCl stress of various concentration g

2.3 不同南瓜品種萌芽期耐鹽性綜合評價

從表7看出，思壯7號和日本雪松的平均隸屬函數(shù)值相對較高，分別為0.896和0.675，利農(nóng)8號的平均隸屬函數(shù)值接近0.5個砧用南瓜品種萌芽期耐鹽性依次為思壯7號>日本雪松>7045>短蔓大圣冠>利農(nóng)8號。

表7 不同品種南瓜種子萌芽期的耐鹽性隸屬函數(shù)值Table 7 Membership function of salt tolerance of different squash cultivars during germination stage

3 結(jié)論與討論

土壤鹽漬化是世界范圍內(nèi)日益嚴(yán)重的農(nóng)業(yè)問題，耕地土壤鹽分主要來源于海水和灌溉用水中微量NaCl，高濃度Na+和Cl-積累可對植物細(xì)胞產(chǎn)生離子毒害，導(dǎo)致植物滲透失衡、代謝紊亂，從而抑制植物的生長發(fā)育[26-27]。作物在種子萌芽期對鹽分較為敏感，因此萌芽期可作為評價作物耐鹽性的一個重要時期[28]。發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、幼苗高度、胚根長度和幼苗鮮重均是與耐鹽性有關(guān)的指標(biāo)，其反映種子發(fā)芽的整齊度、速度和幼苗健壯程度。隸屬函數(shù)值法是一種較好的綜合評價作物抗逆性的方法，不僅能提高耐鹽鑒定的準(zhǔn)確性，還能提高篩選耐鹽品種的可靠性[29]。目前，隸屬函數(shù)值法已廣泛應(yīng)用于大豆[30]、棉花[31]、甜瓜[32]和花卉[33]等植物的耐鹽性評價。

研究結(jié)果表明，隨著NaCl濃度增加，5個砧用南瓜品種的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、幼苗高度、胚根長度和幼苗鮮重6個指標(biāo)總體呈下降趨勢，但個別品種個別指標(biāo)出現(xiàn)低濃度促進(jìn)萌發(fā)的現(xiàn)象。NaCl濃度為40 mmol/L時，日本雪松的發(fā)芽勢、幼苗高度和幼苗鮮重均顯著高于CK(無鹽脅迫)，與秦娟等[34]研究結(jié)果一致，可能與Na+在滲透調(diào)節(jié)中的重要作用有關(guān)。NaCl濃度為80 mmol/L時，日本雪松、7045、思壯7號和短蔓大圣冠的發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)與CK相比均未發(fā)生顯著變化，說明低濃度鹽對種子萌發(fā)影響不大，與尤佳等[35]研究結(jié)果一致。NaCl濃度為80 mmol/L時，除日本雪松外，其余4個品種的幼苗高度均顯著低于CK，說明鹽脅迫對幼苗高度的影響比發(fā)芽指標(biāo)明顯。當(dāng)NaCl濃度升高至200 mmol/L時，思壯7號的發(fā)芽率仍達(dá)100%，6個指標(biāo)明顯高于其余品種，表現(xiàn)出較強(qiáng)的耐鹽性；而利農(nóng)8號和短蔓大圣冠種子萌發(fā)完全受到抑制，其發(fā)芽率為0，可能是通過鹽離子效應(yīng)引起離子毒害造成的。5個砧用南瓜品種在NaCl脅迫下各發(fā)芽指標(biāo)和生長指標(biāo)的隸屬函數(shù)值確定其耐鹽性依次為思壯7號>日本雪松>7045>短蔓大圣冠>利農(nóng)8號。篩選出耐鹽性較強(qiáng)的2個品種思壯7號和日本雪松，可為瓜類嫁接提供更多的砧木選擇，同時也為鹽堿地瓜類生產(chǎn)起到一定的推動作用。