宋國英

（1.省部共建青稞與牦牛種質(zhì)資源與遺傳改良國家重點實驗室，西藏 拉薩 850032；2.西藏自治區(qū)農(nóng)牧科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所，西藏 拉薩 850032）

我國鹽漬土面積為0.27億hm2，約占耕地面積的10%[1]。在西藏，土壤鹽漬化已成為當(dāng)前較突出的土壤環(huán)境問題[2-3]。據(jù)測定，西藏“一江兩河”地區(qū)鹽漬化土地面積約占農(nóng)田總面積的13.8%[4]。鹽堿土主要以Na+和Cl-含量高為特點，當(dāng)這些離子的含量在土壤中超過0.3%時，作物便受到危害，大于0.5%時，作物生長受到抑制[5-6]。鹽害已成為限制農(nóng)業(yè)發(fā)展的一個重要因素，這使得對植物耐鹽性及其對鹽脅迫的響應(yīng)機理的研究日趨受到重視[7]。

對于大多數(shù)作物而言，在全生育期中，種子萌發(fā)期和幼苗期對環(huán)境的脅迫最為敏感[8]，受鹽脅迫的影響尤為明顯[9]，可作為評價耐鹽性強弱的關(guān)鍵時期[10-11]。種子萌發(fā)以胚的生長為基礎(chǔ)，而胚的生長則是種子內(nèi)部所有生理生化系統(tǒng)協(xié)調(diào)作用的結(jié)果[12-13]。植物萌發(fā)期更易遭受鹽害，因此，對作物的耐鹽性研究大都集中在種子發(fā)芽期[14]。

在禾谷類作物中，大麥的耐鹽性較強，是鹽堿地改良的首選作物[15-16]。青稞作為大麥的一個變種，又稱為裸大麥，是藏族人民的主要糧食作物。從顏色上，青稞分為白青稞、黑青稞和墨青稞等[17]。白青稞在西藏種植的區(qū)域較廣，而黑青稞種植的區(qū)域相對較少。有報道顯示，山南市隆子縣黑青稞種植區(qū)土壤呈堿性[18]。由于黑青稞的營養(yǎng)價值尤其是花青素含量明顯高于白青稞[19-21]，近年來對黑青稞的研究備受關(guān)注。

本研究利用NaCl溶液模擬鹽脅迫對西藏主要地方品種黑青稞在種子萌發(fā)期各項指標(biāo)的影響，以探討西藏黑青稞的耐鹽機理，為西藏黑青稞耐鹽新品種的選育、黑青稞的適宜種植區(qū)以及西藏鹽堿地作物的增產(chǎn)和改良提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

參試品種是從西藏各地收集的黑青稞種質(zhì)資源，包括浪卡子縣黑青稞、措美縣黑青稞、隆子縣四棱黑青稞、隆子縣六棱黑青稞、拉孜縣黑青稞、江孜縣黑青稞、阿里地區(qū)黑青稞和加察縣黑青稞，共8個品種，均為春性裸大麥。

1.2 試驗方法及測定指標(biāo)

選取大小均勻、健康飽滿的黑青稞種子，75%乙醇浸泡15 min進(jìn)行消毒，蒸餾水反復(fù)沖洗后，將種子置于鋪有雙層濾紙的培養(yǎng)皿（直徑為9 cm）中，每個培養(yǎng)皿放入30粒種子。NaCl溶液設(shè)7個水平，質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%、1.2%，依次記為CK、M2、M4、M6、M8、M10和M12，每個處理設(shè)3次重復(fù)。用移液槍向培養(yǎng)皿中加入NaCl（鹽）溶液10 mL，每天固定時間采用稱重法用蒸餾水補充損失的水分以維持溶液濃度（均指質(zhì)量分?jǐn)?shù)），并保持濾紙水分飽和狀態(tài)[22]。

在實驗室內(nèi)培養(yǎng)，從種子置床后第2天開始觀察，以胚芽或胚根長≥種子長作為發(fā)芽標(biāo)準(zhǔn)[23]，每天定時調(diào)查發(fā)芽數(shù)，第8天試驗結(jié)束時測定芽長和根長。試驗測定指標(biāo)如下：

發(fā)芽勢=前3 d發(fā)芽種子數(shù)/種子總數(shù)×100%；

發(fā)芽率=8 d內(nèi)發(fā)芽種子數(shù)/種子總數(shù)×100%；

芽根比=對照（處理）芽長/對照（處理）根長；

相對鹽害率=（對照平均發(fā)芽率-鹽處理平均發(fā)芽率）/對照平均發(fā)芽率×100%[24]。

1.3 數(shù)據(jù)分析

利用Excel 2010對數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和作圖，用SPSS 23.0對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 NaCl脅迫對黑青稞種子發(fā)芽勢的影響

從圖1可以看出，在不同NaCl濃度脅迫下，除阿里地區(qū)黑青稞的發(fā)芽勢隨著NaCl濃度的增加而逐漸下降外，其余7個參試品種的發(fā)芽勢隨著NaCl濃度的增加均呈現(xiàn)先上升后下降的變化趨勢，即一定濃度的鹽脅迫有利于種子的萌發(fā)。當(dāng)NaCl濃度達(dá)到1.2%時，并沒有完全抑制參試青稞品種的萌發(fā)，在該鹽濃度下，隆子縣四棱黑青稞的發(fā)芽勢最高，為68.9%；發(fā)芽勢較低的品種有加察縣黑青稞、浪卡子黑青稞和阿里黑青稞，分別為42.2%、43.3%和44.4%。參試品種發(fā)芽勢較高時，NaCl濃度主要集中在0.2%～0.4%，品種的表現(xiàn)情況為：隆子縣四棱黑青稞＞江孜縣黑青稞＞隆子縣六棱黑青稞＞拉孜縣黑青稞＞措美縣黑青稞＞加察縣黑青稞＞浪卡子縣黑青稞＞阿里地區(qū)黑青稞。

圖1 不同NaCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)對黑青稞種子發(fā)芽勢的影響

2.2 NaCl脅迫對黑青稞種子發(fā)芽率的影響

從圖2可以看出，不同NaCl濃度脅迫下，除阿里地區(qū)黑青稞的發(fā)芽率隨著NaCl濃度的增加而逐漸下降外，其余7個參試品種的發(fā)芽率隨著NaCl濃度的增加均呈現(xiàn)先上升后下降的變化趨勢；當(dāng)NaCl濃度達(dá)到1.2%時，參試品種的發(fā)芽率在57.8%以上；發(fā)芽率較高的NaCl濃度主要集中在0.2%～0.4%，該項結(jié)果與NaCl脅迫下發(fā)芽勢的變化一致。NaCl濃度為0.2%時，品種的表現(xiàn)情況為：隆子縣四棱黑青稞＞隆子縣六棱黑青稞＞拉孜縣黑青稞＞江孜縣黑青稞＞措美縣黑青稞＞加察縣黑青稞＞阿里地區(qū)黑青稞＞浪卡子縣黑青稞。

圖2 不同NaCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)對黑青稞種子發(fā)芽率的影響

2.3 NaCl脅迫下黑青稞種子萌發(fā)后的相對鹽害情況

從圖3可以看出，隨著NaCl溶液濃度的增加，阿里地區(qū)黑青稞的相對鹽害率逐漸增加，即隨著NaCl溶液濃度的增加，它對阿里地區(qū)黑青稞種子萌發(fā)的抑制程度逐漸增加，但抑制作用較輕。當(dāng)鹽濃度為0.2%時，除阿里地區(qū)黑青稞外，其余參試黑青稞品種相對鹽害率均低于對照（NaCl濃度為0時），即低濃度的鹽脅迫對參試黑青稞種子產(chǎn)生了促進(jìn)作用，各品種對低濃度的鹽脅迫有一定的適應(yīng)性。江孜縣黑青稞在NaCl濃度為0.6%時，相對鹽害率低于對照，該品種在高濃度的鹽脅迫下發(fā)芽率明顯高于對照；當(dāng)NaCl濃度在0.8%以上時，參試品種的相對鹽害率增大較為明顯，尤其是加察縣黑青稞，說明較高濃度的鹽對參試品種造成的傷害逐漸加大；當(dāng)NaCl濃度為1.2%時，阿里地區(qū)黑青稞、加察縣黑青稞和浪卡子縣黑青稞的相對鹽害率與對照相差較大，分別為16.44%、16.90%和17.46%。

圖3 NaCl脅迫對不同品種黑青稞種子相對鹽害率的影響

2.4 NaCl脅迫對黑青稞幼苗生長的影響

由表1可知，除阿里地區(qū)黑青稞外，其余黑青稞品種隨著NaCl脅迫濃度的增加，芽根比呈現(xiàn)出先增加后下降的變化趨勢，芽根比的變化范圍為1.012～2.474；當(dāng)NaCl濃度為0.2%～0.4%時，拉孜黑青稞、江孜黑青稞和隆子縣六棱黑青稞的芽根比在2.020以上，而阿里地區(qū)黑青稞的芽根比最低；當(dāng)NaCl濃度大于0.8%時，鹽濃度對參試品種芽根比的影響加大，但隨著NaCl濃度的增加，芽的生長速度較根的生長速度有所變緩。

表1 NaCl脅迫下參試黑青稞品種的芽根比

2.5 NaCl脅迫下各測定指標(biāo)的相關(guān)性分析

對NaCl脅迫下各指標(biāo)作相關(guān)性分析（表2），結(jié)果顯示，各指標(biāo)間呈顯著相關(guān)（P＜0.01）。其中：發(fā)芽勢、發(fā)芽率、芽根比與相對鹽害率之間呈顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.01）；發(fā)芽率、發(fā)芽勢與芽根比之間呈顯著正相關(guān)（P＜0.01）；發(fā)芽勢與發(fā)芽率之間呈顯著正相關(guān)（P＜0.01），相關(guān)系數(shù)為0.928。

表2 種子萌發(fā)期各項指標(biāo)的相關(guān)性分析

3 討論與結(jié)論

發(fā)芽勢反映種子的發(fā)芽速度和整齊度，發(fā)芽勢高是齊苗和壯苗的重要標(biāo)志[24]。發(fā)芽率在一定程度上能夠反映植物在萌發(fā)期的耐鹽性大小，且與植物的耐鹽性成正比[25]；發(fā)芽率的高低體現(xiàn)了種子的活力大小，在鹽脅迫條件下發(fā)芽率越高說明其吸水膨脹、萌動生根的綜合能力越強[26]。芽根比為幼苗苗高與根長的比值，反映了植物的生長情況，芽根比大，表明植物在脅迫下芽的生長速度快于根，長勢好。

西藏主要地方品種黑青稞在NaCl溶液脅迫下，除阿里地區(qū)黑青稞發(fā)芽勢、發(fā)芽率和芽根比隨著NaCl濃度的增加逐漸下降外，其余參試品種隨著NaCl濃度的增加均呈現(xiàn)先上升后下降的變化趨勢。除阿里地區(qū)黑青稞外，其余品種在NaCl濃度為0.2%～0.4%時，發(fā)芽率、發(fā)芽勢以及芽根比均高于對照，說明低濃度的鹽脅迫對黑青稞種子的萌發(fā)有一定的促進(jìn)作用；當(dāng)鹽濃度在0.4%～0.8%時，參試品種的發(fā)芽率和發(fā)芽勢呈緩慢下降變化趨勢，說明參試品種對低濃度的鹽脅迫不敏感，這可能與低濃度的鹽能促進(jìn)植物種子細(xì)胞膜滲透調(diào)節(jié)有關(guān)，也可能是微量無機離子Na+對呼吸酶具有激活作用[27-28]。隨著NaCl濃度的不斷增加，其對植物種子的傷害程度加大，對種子的萌發(fā)起到抑制作用；當(dāng)鹽濃度達(dá)到1.2%時，對參試品種的發(fā)芽率和發(fā)芽勢具有明顯的抑制作用。該項研究與劉恩良等學(xué)者對多數(shù)耐鹽植物的研究[29-31]相符。但也有學(xué)者認(rèn)為：不論鹽濃度高低，都會不同程度地抑制植物種子萌發(fā)，降低發(fā)芽率[32-33]。

相對鹽害率反映種子在鹽脅迫條件下受鹽害的程度[34]。同一水平下，相對鹽害率越高，說明該品種耐鹽性越弱；反之，則說明耐鹽性強。當(dāng)NaCl濃度為1.2%時，所有參試品種的相對鹽害率均低于20%。按照青稞種子萌發(fā)期耐鹽性分級標(biāo)準(zhǔn)[35]，相對鹽害率在0～20%，所有的參試品種均屬于1級，為高耐鹽性青稞品種。朱娟研究認(rèn)為，大麥具有較高的耐鹽性[36]。

植物的耐鹽性是由多種因素相互作用而構(gòu)成的一個較為復(fù)雜的綜合性狀[37]，選擇不同的耐鹽指標(biāo)可能得出不同的結(jié)果[38]。本研究僅在實驗室內(nèi)對西藏主要地方品種黑青稞的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、芽根比、相對鹽害率與耐鹽性關(guān)系作了研究，種子發(fā)芽率、相對鹽害率等指標(biāo)均能反映作物種子發(fā)芽期耐鹽性的大小[39-40]。綜合各項測定指標(biāo)，種子萌發(fā)期耐鹽性較好的品種為隆子縣四棱黑青稞、隆子縣六棱黑青稞、拉孜縣黑青稞和江孜縣黑青稞；阿里地區(qū)黑青稞的耐鹽性相對較差。Mano等研究認(rèn)為，大麥種子在NaCl溶液中的發(fā)芽率只能代表發(fā)芽期的耐鹽性，而與幼苗耐鹽力無關(guān)[41]。因此，下一步對黑青稞的耐鹽性鑒定需要結(jié)合大田和實驗室開展相關(guān)工作，從而對黑青稞的耐鹽性進(jìn)行綜合評價。