崔紀(jì)超，中 奕，鐘玉揚(yáng)，余金姜，武小霞

（莆田市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，福建 莆田 351144）

【研究意義】土地鹽堿化是制約生態(tài)建設(shè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的世界性問(wèn)題，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前全世界約有9.6億公頃鹽堿地，在灌溉區(qū)還有33%的次生鹽漬化土地［1］，使農(nóng)林業(yè)可持續(xù)發(fā)展面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。鹽堿地土壤由于鹽漬化程度高、養(yǎng)分含量匱乏、土壤物理結(jié)構(gòu)差，過(guò)多的鹽分對(duì)植物造成滲透脅迫［2］、離子毒害［3］和干擾營(yíng)養(yǎng)離子平衡［4］以及引起氧化傷害［5］等，導(dǎo)致植物不能正常生長(zhǎng)發(fā)育，因此不能直接開(kāi)發(fā)為耕地資源［6-7］。在耕地面積逐漸減少的今天，如何利用好沿海灘涂資源已成為我國(guó)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展急需解決的重要問(wèn)題［8］。在鹽堿地的開(kāi)發(fā)利用中，篩選種植耐鹽基因型或基因系作物是最經(jīng)濟(jì)可行及有效的措施［9］。甘薯營(yíng)養(yǎng)豐富、用途廣，是世界公認(rèn)的新型能源作物［10］，耐旱耐瘠薄，尤其耐鹽堿能力較強(qiáng)，在灘涂地種植甘薯不僅“不與糧爭(zhēng)地”，還能很好地利用存在土壤障礙的沿海灘涂資源，獲得經(jīng)濟(jì)效益［11-12］。因此，篩選耐鹽甘薯新品種對(duì)于合理利用鹽堿地土壤和甘薯的推廣種植具有重要意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】目前對(duì)于植物耐鹽評(píng)價(jià)的指標(biāo)主要分為基于植物耐鹽機(jī)理機(jī)制的生理生化指標(biāo)和基于表現(xiàn)型的生長(zhǎng)和綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)［13］。但相對(duì)于生理指標(biāo)，表型指標(biāo)更具綜合性和直觀性。有關(guān)研究表明，作物在不同生長(zhǎng)發(fā)育階段耐鹽性不同，芽期耐鹽性較低，苗期耐鹽性最弱，苗期生長(zhǎng)好的品種其產(chǎn)量也更高［14-16］。有關(guān)耐鹽堿甘薯品種鑒定篩選主要在北方地區(qū)。劉桂玲等［17］在黃河三角洲鹽堿地區(qū)對(duì)北方薯區(qū)生產(chǎn)上廣泛種植的甘薯品種進(jìn)行了田間耐鹽比較鑒定；段文學(xué)等［18］在黃河三角洲地區(qū)對(duì)8個(gè)品種（系）開(kāi)展了耐鹽篩選及耐鹽特性研究；郭小丁等［14］在大田條件下篩選出魯薯1號(hào)、陜薯4號(hào)等14個(gè)耐鹽品種；董靜等［19］在蘇北沿海灘涂地上進(jìn)行了不同類型甘薯品種耐鹽性比較；王靈燕等［20］通過(guò)盆栽在室內(nèi)條件下進(jìn)行了不同甘薯品種苗期耐鹽堿性鑒定。【本研究切入點(diǎn)】福建省地處東南沿海，擁有24.56萬(wàn) hm2海涂土壤，其中濱海鹽漬旱地5 240 hm2［21］。甘薯是福建省第二大作物，在福建省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中起著十分重要的作用，因此篩選耐鹽堿性較強(qiáng)的甘薯品種在鹽堿地進(jìn)行種植對(duì)于充分利用現(xiàn)有的土壤資源、增加糧食供給具有重要意義?！緮M解決的關(guān)鍵問(wèn)題】本研究選取福建種植表現(xiàn)較好的福薯604、龍薯24、普薯32、龍薯9號(hào)、福寧紫3號(hào)、濟(jì)薯26和廣薯87等7個(gè)甘薯品種進(jìn)行幼苗期耐鹽性篩選試驗(yàn)，通過(guò)分析生長(zhǎng)量、相對(duì)生長(zhǎng)量、植株干鮮重、植株死亡率、鹽害率和鹽害指數(shù)等表型指標(biāo)對(duì)不同品種幼苗耐鹽性進(jìn)行鑒定，旨在篩選耐鹽性強(qiáng)的甘薯品種。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)方法

供試品種為福寧紫3號(hào)、福薯604、廣薯87、濟(jì)薯26、龍薯24、龍薯9號(hào)和普薯32，采用薯塊育苗，經(jīng)田間假植后，剪取頂端4～5個(gè)莖節(jié)、長(zhǎng)勢(shì)基本一致的健壯薯苗進(jìn)行沙培盆栽，每盆3株，3次重復(fù)。用1/2 Hoagland營(yíng)養(yǎng)液連續(xù)澆灌5 d，之后選取長(zhǎng)勢(shì)一致的幼苗進(jìn)行NaCl處理，每天遞增50 mmol/L至終濃度150 mmol/L，達(dá)到終濃度15 d后測(cè)定指標(biāo)。以清水作對(duì)照。

1.2 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.2.1 幼苗干重鮮重測(cè)定［20］幼苗取出后用蒸餾水快速洗凈后用吸水紙吸干，測(cè)其地上部和根部鮮重，之后置于105 ℃烘箱中殺青15 min，80℃烘干至恒重，測(cè)定干重。

1.2.2 生長(zhǎng)量的測(cè)定 NaCl處理前和試驗(yàn)結(jié)束時(shí)分別測(cè)量幼苗主蔓長(zhǎng)度，計(jì)算生長(zhǎng)量和相對(duì)生長(zhǎng)量：

生長(zhǎng)量（cm）=處理后主蔓平均長(zhǎng)度－處理前主蔓平均長(zhǎng)度

相對(duì)生長(zhǎng)量（%）=生長(zhǎng)量／對(duì)照生長(zhǎng)量×100

1.2.3 葉面積測(cè)定 用葉面積測(cè)定儀（YMJ-B）測(cè)定頂端第3葉位葉片面積。

1.2.4 鹽害指數(shù)及鹽害率測(cè)定 參照王靈燕等［20］、郝峰鴿等［22］和駱建霞等［23］的方法對(duì)全部植株進(jìn)行調(diào)查統(tǒng)計(jì)，計(jì)算不同處理植株的鹽害指數(shù)和鹽害率。

鹽害分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：0級(jí)，無(wú)鹽害癥狀；1級(jí)，輕度鹽害，有少部分（約1/5）葉片的葉尖葉緣變黃；2級(jí)，中度鹽害，有約1/2葉片的葉尖、葉緣變黃；3級(jí)，重度鹽害，大部分葉片的葉緣、葉尖焦黃；4級(jí)，極重度鹽害，葉片焦枯脫落、枝枯，最終死亡。

鹽害指數(shù)（%）=（Σ鹽害級(jí)值×相應(yīng)鹽害級(jí)值株數(shù)）／（總株數(shù)×鹽害最高級(jí)數(shù)值）×100

鹽害率（%）=出現(xiàn)鹽害癥狀株數(shù)／總株數(shù)×100。

根據(jù)鹽害指數(shù)將抗鹽性分為5級(jí)［24］：極強(qiáng)，0＜鹽害指數(shù)≤20；強(qiáng)，20＜鹽害指數(shù)≤40；中等，40＜鹽害指數(shù)≤60；弱，60＜鹽害指數(shù)≤80；極弱，80＜鹽害指數(shù)≤100。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)用Excel軟件和DPS7.05軟件進(jìn)行處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 NaCl脅迫對(duì)不同甘薯品種生長(zhǎng)量的影響

從圖1可以看出，不同甘薯品種幼苗生長(zhǎng)量不同，對(duì)鹽脅迫的反應(yīng)也不同。正常沙土栽培條件下，不同品種生長(zhǎng)量大小依次為龍薯9號(hào)＞福寧紫3號(hào)＞濟(jì)薯26＞普薯32＞福薯604＞龍薯24＞廣薯87，以龍薯9號(hào)生長(zhǎng)量最大、為13.30 cm，廣薯87生長(zhǎng)量最小、為8.00 cm，除廣薯87外其余品種生長(zhǎng)量差異不顯著。150 mmol/LNaCl鹽脅15 d后7個(gè)甘薯品種的植株生長(zhǎng)量均極顯著低于對(duì)照，其大小依次為濟(jì)薯26＞福薯604＞龍薯9號(hào)＞普薯32＞廣薯87＞龍薯24＞福寧紫3號(hào)，以濟(jì)薯26生長(zhǎng)量最大、為4.32 cm，福寧紫3號(hào)最小、為2.34 cm。不同品種間，濟(jì)薯26生長(zhǎng)量與福薯604差異不顯著，龍薯24與廣薯87和福寧紫3號(hào)差異不顯著，其余品種間差異均顯著。

為消除不同品種對(duì)生長(zhǎng)量差異的影響，計(jì)算不同品種的相對(duì)生長(zhǎng)量（表1），相對(duì)生長(zhǎng)量越大的品種，耐鹽性越強(qiáng)。從表1可以看出，7個(gè)甘薯品種相對(duì)生長(zhǎng)量以濟(jì)薯26最大、為36.02%，福寧紫3號(hào)最小、為18.08%，其余品種相對(duì)生長(zhǎng)量大小為福薯604＞廣薯87＞龍薯9號(hào)＞普薯32＞龍薯24。不同品種間，福薯604相對(duì)生長(zhǎng)量與濟(jì)薯26差異不顯著、普薯32和龍薯24差異不顯著，其余品種間均差異顯著。這說(shuō)明不同品種對(duì)鹽害反應(yīng)不同，濟(jì)薯26耐鹽性最強(qiáng)，福寧紫3號(hào)最差。

表1 NaCl脅迫對(duì)不同甘薯品種相對(duì)生長(zhǎng)量的影響Table 1 Effects of NaCl stress on relative growth of different sweet potato varieties

圖1 NaCl處理對(duì)不同甘薯品種生長(zhǎng)量的影響Fig.1 Effects of NaCl stress on growth of different sweet potato varieties

2.2 NaCl脅迫對(duì)不同甘薯品種幼苗干鮮重的影響

植物生物量不僅可以直觀的反映幼苗生長(zhǎng)期的狀況，更是篩選植物耐鹽品質(zhì)的一個(gè)重要指標(biāo)［25］。從圖2可以看出，正常沙土栽培條件下，不同品種幼苗鮮重大小依次為龍薯9號(hào)＞福寧紫3號(hào)＞濟(jì)薯26＞普薯32＞福薯604＞龍薯24＞廣薯87，這與生長(zhǎng)量大小表現(xiàn)一致。除廣薯87外，不同品種間的植株鮮重差異不顯著。150 mmol/L NaCl處理15 d后，7個(gè)品種甘薯幼苗的鮮重均極顯著降低，不同品種間大小依次為濟(jì)薯26＞福薯604＞龍薯9號(hào)＞普薯32＞廣薯87＞龍薯24＞福寧紫3號(hào)，與生長(zhǎng)量大小表現(xiàn)一致。濟(jì)薯26、福薯604、龍薯9號(hào)、普薯32、廣薯87、龍薯24和福寧紫3號(hào)鮮重分別為正常沙土栽培條件下的75.07%、69.35%、64.93%、51.71%、63.65%、47.97%和43.10%，濟(jì)薯26變化量最小，福寧紫3號(hào)變化量最大。

圖2 NaCl處理對(duì)不同甘薯品種幼苗鮮重的影響Fig.2 Effects of NaCl stress on fresh weight of seedlings of different sweet potato varieties

由圖3可知，正常沙土栽培條件下，不同甘薯品種幼苗干重大小依次為龍薯9號(hào)＞普薯32＞福寧紫3號(hào)＞福薯604＞濟(jì)薯26＞龍薯24＞廣薯87，與鮮重大小不完全一致，龍薯9號(hào)單株鮮重最大，廣薯87單株鮮重最小。150 mmol/L NaCl處理15 d后，7個(gè)品種甘薯幼苗的干重均極顯著降低，不同品種間大小依次為福薯604＞濟(jì)薯26=龍薯9號(hào)＞普薯32＞廣薯87＞龍薯24＞福寧紫3號(hào)，福薯604干重最大，福寧紫3號(hào)最小。福薯604、濟(jì)薯26、龍薯9號(hào)、普薯32、廣薯87、龍薯24和福寧紫3號(hào)干重分別為正常沙土栽培條件下的70.90%、71.32%、64.16%、52.07%、81.34%、59.59%和46.42%，廣薯87變化量最小，福寧紫3號(hào)變化量最大。

圖3 NaCl處理對(duì)不同甘薯品種幼苗干重的影響Fig.3 Effects of NaCl stress on dry weight of seedlings of different sweet potato varieties

2.3 NaCl脅迫對(duì)不同甘薯品種葉面積的影響

圖4顯示，正常沙土栽培條件下，不同甘薯品種第三位葉面積大小依次為龍薯9號(hào)＞濟(jì)薯26＞福寧紫3號(hào)＞福薯604＞普薯32＞龍薯24＞廣薯87，龍薯9號(hào)葉面積最大，廣薯87最小。150 mmol/L NaCl處理15 d后各個(gè)品種葉面積大小依次為濟(jì)薯26＞龍薯9號(hào)＞福薯604＞普薯32＞福寧紫3號(hào)＞龍薯24＞廣薯87，濟(jì)薯26葉面積最大，廣薯87最小。不同品種葉面積受到的影響不同，濟(jì)薯26是正常沙土栽培條件下的77.37%，福薯604為75.67%，廣薯87為73.70%，龍薯9號(hào)為70.73%，普薯32為69.67%，龍薯24為67.74%，福寧紫3號(hào)為64.18%。說(shuō)明NaCl處理顯著抑制了甘薯葉片生長(zhǎng)，使葉面積減小，濟(jì)薯26葉面積影響最小，耐鹽性最強(qiáng)，福寧紫3號(hào)受影響最大，耐鹽性最弱。

圖4 NaCl處理對(duì)不同甘薯品種葉面積的影響Fig.4 Effects of NaCl stress on leaf area of different sweet potato varieties

2.4 NaCl脅迫對(duì)不同甘薯品種鹽害率和鹽害指數(shù)的影響

鹽害率和鹽害指數(shù)是反映植株受害數(shù)量和受害程度的重要指標(biāo)［23］。從表2可以看出，150 mmol/LNaCl處理15 d后，供試的7個(gè)甘薯品種植株死亡率、鹽害率和鹽害指數(shù)變化規(guī)律基本一致，但在不同品種間有較大差異。濟(jì)薯26幼苗植株死亡率、鹽害率和鹽害指數(shù)均為7個(gè)品種中最低，鹽害對(duì)其影響最?。桓幾?號(hào)植株死亡率、鹽害率和鹽害指數(shù)均為7個(gè)品種中最高，鹽害對(duì)其影響最大。方差分析結(jié)果顯示，不同品種間植株死亡率為4.05%～28.95%，福寧紫3號(hào)和福薯604之間，濟(jì)薯26和福薯604之間差異不顯著，其余品種間差異均顯著。不同品種間植株鹽害率為47.30%～92.11%，除廣薯87和福薯604之間差異不顯著外，其余品種間均差異顯著。不同品種間鹽害指數(shù)為23.31%～65.13%，品種間均存在顯著差異。根據(jù)陳長(zhǎng)蘭等［24］的分類，濟(jì)薯26、福薯604和廣薯87為強(qiáng)耐鹽品種，這與段文學(xué)等［18］報(bào)道的濟(jì)薯26是強(qiáng)耐鹽品種的結(jié)論一致，龍薯9號(hào)和普薯32為中等耐鹽品種，龍薯24和福寧紫3號(hào)為弱耐鹽品種。

表2 NaCl脅迫不同甘薯品種鹽害率和鹽害指數(shù)Table 2 Effects of NaCl stress on salt injury rate and salt injury index of different sweet potato varieties

3 討論

鹽分是植物生長(zhǎng)過(guò)程中重要的影響因子，過(guò)量的鹽分會(huì)影響植物的新陳代謝和正常生長(zhǎng)，使生物量、生長(zhǎng)量、葉面積等受到明顯抑制［26-28］。甘薯抗逆性強(qiáng)，適應(yīng)性廣，是一種重要的一種先鋒作物，但本研究中，經(jīng)150 mmol/LNaCl處理15 d后，其苗期生長(zhǎng)量、單株干鮮重、葉面積均出現(xiàn)顯著的抑制作用，7個(gè)品種相對(duì)生長(zhǎng)量為18.08%～36.02%，植株鮮重是正常沙土栽培條件下的43.10%～75.07%，干重為46.42%～81.34%，葉面積為64.18%～77.37%。這與王靈燕等［20］報(bào)道的鹽脅迫會(huì)導(dǎo)致幼苗期甘薯整株鮮重、整株干重、相對(duì)生長(zhǎng)量和第三位葉面積顯著下降的結(jié)論一致。

不同品種幼苗對(duì)鹽脅迫表現(xiàn)出較大的差異［29］。正常生長(zhǎng)條件下表現(xiàn)較好的品種，其幼苗耐鹽性不一定強(qiáng)。本研究選取的7個(gè)甘薯品種均為生產(chǎn)上表現(xiàn)較好的品種。龍薯24和福寧紫3號(hào)分別是福建省選育的優(yōu)質(zhì)淀粉型和食用型紫薯品種，但這兩個(gè)品種在本試驗(yàn)中受鹽害影響較大，屬弱耐鹽品種。

受到鹽脅迫后，不同品種甘薯幼苗生長(zhǎng)量、相對(duì)生長(zhǎng)量、葉面積變化、植株干鮮重、植株死亡率、鹽害率和鹽害指數(shù)均發(fā)生變化。本研究中相對(duì)生長(zhǎng)量、葉面積變化量、植株死亡率、鹽害率和鹽害指數(shù)變化規(guī)律一致，植株干重、鮮重變化與生長(zhǎng)量變化規(guī)律一致。鹽害指標(biāo)和生長(zhǎng)指標(biāo)都表明在苗期階段濟(jì)薯26耐鹽性最強(qiáng)，福寧紫3號(hào)耐鹽性最差，其余5個(gè)品種耐鹽性依次為福薯604＞廣薯87＞龍薯9號(hào)＞普薯32＞龍薯24。

本試驗(yàn)主要研究盆栽條件下不同甘薯品種幼苗期的耐鹽性，可以避免氣候等外界條件個(gè)土壤條件的影響，客觀反映各品種幼苗的耐鹽強(qiáng)弱，但甘薯的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量主要是塊根，因此各個(gè)品種能否在鹽堿地上獲得高產(chǎn)還有待于大田栽培試驗(yàn)驗(yàn)證。

4 結(jié)論

本試驗(yàn)根據(jù)幼苗生長(zhǎng)量、相對(duì)生長(zhǎng)量、葉面積變化、植株干鮮重、植株死亡率、鹽害率和鹽害指數(shù)等指標(biāo)綜合分析，不同甘薯品種苗期耐鹽性強(qiáng)弱依次為濟(jì)薯26＞福薯604＞廣薯87＞龍薯9號(hào)＞普薯32＞龍薯24＞福寧紫3號(hào)。