高羊茅属4个品种萌发期耐盐能力的研究

刘 欣，柴 琦，刘照辉

（兰州大学草地农业科技学院 草地农业生态系统国家重点实验室，甘肃 兰州730020）

土壤盐渍化是一个全球性的问题，全世界盐渍土壤的面积约占陆地面积的7．6%，在我国盐渍土约有0．7亿hm2，并随着生态环境的恶化和不合理地开发利用，其范围仍在进一步扩大［1］。在许多地区，种植耐盐牧草、草坪草成为改良利用盐碱土的一种重要措施［2］，草坪草覆盖地面后能通过减少水分蒸发，减轻可溶性盐类在地表的积累［3］。耐盐性强或较强的草种都已在国内外大面积推广应用，并取得了显著的生态和经济效益［4］。

高羊茅（Festuca arundinacea）为羊茅属植物，属于冷季型草种，适合在我国大部分地区生长，其适口性好且成坪效果佳，具有较强的耐盐碱能力且与杂草竞争能力较强，是倍受人们重视的著名牧草和草坪草，在畜牧业、城市园林绿化、水土保持及体育等产业中都有举足轻重的作用［5］。在盐渍环境下，种子萌发作为种子植物生活史的第一阶段，最先受到盐分胁迫。因此，对高羊茅种子萌发期的耐盐性进行评价、筛选和研究是高羊茅耐盐性研究中的重要部分。目前，对高羊茅种子萌发期耐盐性的研究多见于梯坡（Tip）、巴法7851（Bar Fa 7851）、肯塔基－31（Kentucky－31）、爱瑞（Arid）、猎狗（Houndog）等品种［6］，其他品种的相关研究较少或未见报道。本试验选择目前北方常用的4个高羊茅品种，对其萌发期的抗盐性进行评价、研究，以期筛选出更为耐盐的品种，为解决盐碱土改良选种的盲目性以及人们更高效、经济地利用高羊茅提供一定的基础资料及指导。

1 材料与方法

1．1 试验材料 供试草种分别为爱瑞3、凌志、美洲虎3号和红象，种子均由兰州绿景源草坪绿化工程有限公司提供；分析纯NaCl由天津市光复科技发展有限公司生产。

1．2 试验方法

1．2．1 NaCl胁迫萌发试验 试验选用NaCl溶液作为种子发芽的培养液。设定NaCl溶液质量分数为0（对照，仅加蒸馏水）、0．2%、0．4%、0．6%、0．8%、1．0%共6个处理。

选取成熟、饱满、大小适中且均匀一致的不同品种高羊茅种子，每个品种1 000粒左右，经10 g·L－1的 HgCl2溶液浸种消毒15min后［7］，用蒸馏水反复冲洗干净并晾干。将消毒后的种子置于铺有双层滤纸的直径为9cm的培养皿中，每皿50粒，分别加入配制好的不同质量分数的NaCl溶液5 mL，每个处理3次重复。放入人工智能气候培养箱进行发芽，光照强度为5 500lx，湿度50%，温度25℃［7］。每隔24h观察发芽情况，并用万分之一电子天平称量培养皿的质量，用蒸馏水补足其散失的水分，以保证NaCl溶液的质量分数不变［2］。

1．2．2 测定项目与方法 每天记录种子发芽数，共连续记录10d，第20天从每皿中挑出长势中等的幼苗各10株，测量其胚根长、胚芽长。

1．3 数据分析 所有数据采用 Microsoft Excel 2003录入，SPSS 13．0for Windows统计分析软件进行相关性分析及方差分析及多重比较。

2 结果与分析

2．1 NaCl胁迫对高羊茅种子萌发的影响 在不同质量分数NaCl胁迫下，4个高羊茅品种随盐质量分数的增加其发芽率、发芽势整体呈下降趋势（表1、表2）。在0．2%盐质量分数下，红象的发芽率以及爱瑞3、美洲虎3号的发芽势略高于对照，说明低盐质量分数对这3个品种的萌发有一定促进作用。在低盐质量分数下（0．2%和0．4%），品种间相对发芽率并无显著差异，相对发芽势在0．4%盐质量分数下呈极显著差异（P＜0．01），美洲虎3号的萌发受到明显抑制；随着盐胁迫程度增强到0．6%，品种间相对发芽率呈极显著差异，其中爱瑞3的相对发芽率降低最多，下降了44．56%；当盐质量分数增强至1．0%，爱瑞3、美洲虎3号与凌志、红象之间的相对发芽率、相对发芽势均呈现极显著差异（P＜0．01），前两者的相对发芽率、相对发芽势明显小于后两者，说明盐胁迫对爱瑞3、美洲虎3号的萌发具有较强的抑制作用，凌志、红象的耐盐性强于爱瑞3、美洲虎3号。

2．2 NaCl胁迫对高羊茅幼苗生长的影响 在无盐分胁迫下，4个高羊茅品种幼苗的胚根长度略长于胚芽长度，或与其持平（表3）。在低盐质量分数下（0．2%和0．4%），各品种根／茎均出现降低趋势，表明根长的下降速度大于芽长，说明盐分对胚根生长的影响强于胚芽。在0．6%盐质量分数下，各品种根／茎下降幅度明显增大，品种间根／茎呈极显著差异（P＜0．01），其中爱瑞3降低最多，与对照相比降幅达到47%。当盐质量分数增强至1．0%时，爱瑞3、美洲虎3号与凌志、红象之间呈现极显著差异，前两者的根／茎与对照相比分别降低了77%和73%，说明这4个高羊茅品种中，凌志、红象的耐盐性强于爱瑞3、美洲虎3号。

表1 各NaCl质量分数下高羊茅品种间相对发芽率的差异Table 1 Comparison of the relative germination percentage among 4varieties of Festuca arundinacea under different NaCl stress %

表2 各NaCl质量分数下高羊茅品种间相对发芽势的差异Table 2 Comparison of the relative germination potential among 4varieties of Festuca arundinacea under different NaCl stress %

表3 各NaCl质量分数下高羊茅品种间根／茎的差异Table 3 Comparison of the ratio of root to seedling length among 4varieties of Festuca arundinacea under different NaCl stress

在不同质量分数NaCl胁迫下，4个高羊茅品种随盐质量分数的增加其根长相对降低率整体呈上升趋势（图1），表明随着盐质量分数的增加，与对照相比，各品种幼苗的胚根长逐渐减小。在0．2%盐质量分数下，品种间根长相对降低率即呈现极显著差异（P＜0．01），说明胚根是一个对盐分敏感的部位［8］，低质量分数的盐分即可对其产生抑制作用。随着盐质量分数增加至0．8%，各品种根长相对降低率呈现明显分化（图1），爱瑞3与美洲虎3号为一组，凌志与红象为一组，在1．0%盐质量分数下分化现象更为明显，前两者的根长相对降低率明显大于后两者，说明这4个高羊茅品种中，凌志、红象的耐盐性强于爱瑞3、美洲虎3号。

2．3 高羊茅种子萌发期耐盐性综合评价 在0．8%盐质量分数下，对4个高羊茅品种各指标进行综合分析得出总的耐盐性排序为凌志＞红象＞美洲虎3号＞爱瑞3（表4）。

图1 NaCl胁迫下根长相对降低率的变化Fig．1 Variation of the relative reduction percentage of root length under NaCl stress

表4 高羊茅种子萌发期耐盐性排序Table 4 Salt－tolerance order of the four Festuca arundinacea varieties during seed germination stage

3 讨论

NaCl胁迫会抑制高羊茅种子的萌发，随着盐质量分数的提高，相对发芽率、相对发芽势随之降低，这与牛菊兰［10］的研究结果一致；Hatdegree和Emmerich［11］也认为盐分的增加会延缓种子的萌发时间。盐胁迫下，种子萌发进程延缓，萌发延迟，在一定程度上反映出其对不同盐质量分数的适应［12］。在0．2%盐质量分数下，红象的相对发芽率，爱瑞3、美洲虎3号的相对发芽势略有提高，说明低盐质量分数对种子萌发具有一定的促进作用，这与前人的研究结果［13－15］相符。在同一盐质量分数下，不同品种种子对盐质量分数的响应不同，反映了不同品种间耐盐性的差异，耐盐性较强的种子，其相对发芽率、相对发芽势较高。因此，相对发芽率、相对发芽势可以作为种子耐盐能力评价指标。

盐分通过降低植株体内水势、产生离子毒害和影响离子吸收平衡来抑制植物生长［16］。NaCl胁迫会抑制高羊茅胚芽与胚根的生长，随着盐质量分数的提高，各品种胚根与胚芽的长度均呈现不同程度的降低，这与王玉祥等［17］的研究结果一致。且盐分对胚根生长的影响大于胚芽，李昀等［8］的研究结果也证实了这一观点。幼苗根长相比对照降幅越大、下降速度越快，说明该品种耐盐性越弱。因此，根长相对降低率能很好地反映出不同种子耐盐性的强弱，可作为种子耐盐能力评价指标。同时，根／茎能反映出在盐分干扰下，幼苗的胚根与胚芽对盐分响应的敏感程度。同一品种在不同盐质量分数下根／茎比值越小，说明其胚根对盐分响应的敏感程度越强于胚芽，盐分对其胚根生长的影响越大于对胚芽的影响；不同品种在同一盐质量分数下根／茎比值越小，说明该品种幼苗生长受盐分抑制越明显，该品种耐盐性越弱。因此，根／茎可作为种子耐盐能力评价指标。

与大多数冷季型草坪草相比，高羊茅更耐盐碱［18］。作为耐盐性较强的草种［19］，高羊茅种子在萌发期对盐分具有一定的耐受能力，可在盐碱地改良以及灌溉水含盐量较高时将其加以利用，但其不同品种对盐分的耐受能力不同，因此，应用时应考虑到品种间耐盐性的差异，结合当地的土、水及气候条件，选择较为耐盐且适应性良好的品种，以便发挥其优势，使生态、经济双受益。

［1］ 李源，刘贵波，高洪文，等．紫花苜蓿种质耐盐性综合评价及盐胁迫下的生理反应［J］．草业学报，2010，19（4）：79－86．

［2］ Marcum K B，Anderson S J，Engelke M C．Salt gland ion secretion：A salinity tolerance mechanism among 5zoysiagrass species［J］．Crop Science，1998，38：706－708．

［3］ 杨富裕，周禾．草坪草抗盐性研究进展［J］．草原与草坪，2001（1）：10－13．

［4］ 沈艳，兰剑，谢应忠．NaCl对高羊茅萌发的胁迫效应研究［J］．种子，2009，28（12）：44－47．

［5］ 王彬，谢应忠．高羊茅逆境生理研究进展［J］．农业科学研究，2007，28（1）：57－60．

［6］ 李长鼎，谢应忠．高羊茅抗盐性研究进展［J］．农业科学研究，2007，28（1）：61－64．

［7］ 张晨妮，周青平，颜红波，等．PEG－6000对老芒麦种质材料萌发期抗旱性影响的研究［J］．草业科学，2010，27（1）：119－123．

［8］ 李昀，沈禹颖，阎顺国．NaCl胁迫下5种牧草种子萌发的比较研究［J］．草业科学，1997，14（2）：50－53．

［9］ 白玉娥，易津，谷安琳，等．八种根茎类禾草种子耐盐性研究［J］．中国草地，2005，27（2）：55－59．

［10］ 牛菊兰．早熟禾四品种种子萌发期耐盐能力的研究［J］．甘肃农业大学学报，1994，29（1）：32－37．

［11］ Hatdegree S P，Emmerich W E．Partitioning water potential and specific salt effect on seed germination of four grasses［J］．Annals of Botany，1990，66：587－595．

［12］ 李孔晨，卢欣石．黑麦草属9个品种萌发及苗期耐盐性研究［J］．草业科学，2008，25（3）：111－115．

［13］ 毛培春，王勇．不同禾本科牧草材料种子萌发的耐盐性试 验 ［J］．内 蒙 古农 业 大 学 学 报，2004，25（2）：115－118．

［14］ 沈禹颖，阎顺国，余玲．盐分浓度对碱茅种子萌发的影响［J］．草业科学，1991，8（3）：68－71．

［15］ 安守芹，于卓，孔丽娟，等．花棒等四种豆科植物种子萌发及苗期耐盐性的研究［J］．中国草地，1995（6）：29－32．

［16］ 王景艳，刘兆普，刘玲，等．盐胁迫对长春花幼苗生长和生物碱含量的影响［J］．应用生态学报，2008，19（10）：2143－2148．

［17］ 王玉祥，陈爱萍，张博．不同苜蓿品种耐盐性初探［J］．草业科学，2010，27（3）：102－106．

［18］ 韩烈保，杨碚，邓菊芬．草坪草种及其品种［M］．北京：中国林业出版社，1999：89－83．

［19］ 陈兰，黄广远．多效唑对盐胁迫下高羊茅耐盐性的作用［J］．草业科学，2009，26（8）：177－180．