NaCl胁迫对燕麦苗期形态指标的影响

2014-12-21赵桂琴

草原与草坪 2014年4期

刘婷，赵桂琴，焦婷

（甘肃农业大学草业学院／草业生态系统教育部重点实验室／甘肃省草业工程实验室／中－美草地畜牧业可持续发展研究中心，甘肃兰州 730070）

土壤盐渍化是影响农业生产及生态环境的全球性问题，我国盐碱土壤分布非常广泛，根据农业部组织的全国第2次土壤普查（1979～1994年）资料统计，我国盐碱土的面积约为3.5×107hm2，其中，盐土1.6×107hm2，碱土8.7×105hm2，各类盐碱化土壤达1.8×107hm2［1］。此外，由于灌溉不当，形成了约1.0×107hm2的次生盐渍化土壤。盐胁迫环境对作物的生长发育产生一系列不利影响。余玲等［2］对小黑麦的研究表明，小黑麦比黑麦、小麦具有更好的耐盐能力。Annick等［3］研究表明，小黑麦比黑麦更耐受盐胁迫。李磊等［4］对不同的大麦品种（系）苗期进行了盐胁迫处理。结果表明，一定盐浓度下，耐盐品种与盐敏感品种相比，幼苗干物质重、质膜透性、脯氨酸含量、根系活力及Na＋／K＋比值变化小，渗透势变化大。孙桂芝等［5］研究表明，盐胁迫下，供试猫尾草生长明显受到抑制，株高、存活率随着盐浓度增大，呈现不同程度的降低，叶片伤害率逐渐升高。筛选强耐盐种质资源，通过遗传改良提高作物耐盐性，是治理盐碱地的重要途径。目前，研究对象主要集中在大麦、棉花、水稻、高粱、大豆及猫尾草和偃麦草属等植物，对位居世界粮食产量第6的燕麦苗期耐盐性的评价研究较少。

灰色系统理论是近年来发展起来的理论分析系统，在农业方面已有所应用。在进行品种评价时，常用的定量分析方法都是数理统计或多元分析法，往往要求有大量样本和典型的概率分布，且多限于品种间进行，灰色系统理论中关联度分析法可以克服上述的不足［6］。研究将形态指标与燕麦的耐盐性状特征相结合，采用了灰色关联度法对燕麦苗期的耐盐性进行综合评价，使间接选择更简单易行。

1 材料和方法

1.1 试验材料

选择5种裸燕麦和5种皮燕麦作为供试材料，编号见表1，均来自甘肃农业大学草业学院。

1.2 试验方法

2011年9月初，进行盆栽试验。每个供试燕麦品种设7个 NaCl浓度处理，即对照（不加 NaCl）、0.075%、0.175%、0.275%、0.375%、0.475%、0.675%的NaCl溶液，每个处理10盆，3次重复，共210盆，以蒸馏水为对照。将每个处理的供试种子（15粒）均匀撒播在已装好大田土壤的盆（10cm×10cm）中，于温室进行自然光照培育，待出苗后间苗，在幼苗长到3叶之前定苗，待苗生长到3～4叶期时加盐处理，并加入等量蒸馏水作为对照。25d后测定耐盐指标，30d结束试验。

表1 供试材料编号Table1 The code for the tests

1.3 测定指标与方法

测定幼苗的存活率（%）、株高（cm）、单株干重（g）、根长（cm）、根数（个）、生长胁迫指数（%）（以盐处理下植株干重与对照植株干重的比值）6项指标。利用DPS数据处理软件进行数据分析，Excel制图。灰色关联度分析方法对10种燕麦品种的耐盐性进行综合评价。

2 结果与分析

2.1 10个燕麦品种在不同NaCl浓度处理下的存活率

对10个燕麦品种在不同浓度NaCl处理下存活率的研究表明（表2），MF9715和VAO－14这2个品种的存活率以对照存活率最高；定莜84、AC1038、99AS307和VAO－22这4个品种的存活率在处理浓度为0.375%时最高；VAO－14在对照和0.075%两个盐浓度下存活率为100%，而VAO－22的存活率最高达到72.14%。

2.2 10个燕麦品种在不同NaCl浓度处理下的株高

对10个燕麦品种在不同浓度NaCl处理下株高的研究表明（表3），定莜84、AC1038、VAO－14、QO245－7和VAO－22这5个品种以对照株高最大；VAO－1和MF9715这2个品种在盐浓度为0.075%时株高最大；紫燕麦和Sylva这2个品种是在盐浓度为0.275%时株高最大；MF9715的株高最大值与其他品种相比最大，为25.67cm；紫燕麦和VAO－22的株高最大值与其他品种相比最小，分别为14.28cm和14.22cm。

表2 10个燕麦品种在不同浓度NaCl处理下的存活率Table2 Survival rate of ten varieties of oats on different concentrations under salt treatment %

表3 10个燕麦品种在不同浓度NaCl处理下的株高Table3 Plant height of ten varieties of oats on different concentrations under salt treatment cm

2.3 10个燕麦品种在不同NaCl浓度处理下的单株干重

对10个燕麦品种在不同浓度盐处理下单株干重的研究表明（表4），定莜84、AC1038、MF9715 和99AS307这4个品种在盐浓度为0.275%时单株干重最大；VAO－14、紫燕麦和Sylva这3个品种以对照处理下单株干重最大。

2.4 10个燕麦品种在不同盐浓度处理下的根长

10个燕麦品种在不同浓度盐处理下根长的研究表明（表5），在盐浓度为0.175%时，MF9715、VAO－14和Sylva这3个品种根长最长；在盐浓度为0.375%时，定莜84，VAO－1和99AS307这3个品种根长最长；紫燕麦的根长最大值与其他品种最大值相比最小。

表4 10个燕麦品种在不同浓度NaCl处理下的单株干重Table4 Dry weight per plant of ten varieties of oats on different concentrations under salt treatment g

表5 10个燕麦品种在不同浓度NaCl处理下的根长Table5 Root length of ten varieties of oats on different concentrations under salt treatment cm

2.5 10个燕麦品种在不同盐浓度处理下的根数

对10个燕麦品种在不同浓度盐处理下根数的研究表明（表6），在盐浓度相同时，除了0.375%和0.475%处理处，供试的10个品种根数差异不显著。

表6 10个燕麦品种在不同浓度NaCl处理下的根数Table6 Root number of ten varieties of oats on different concentrations under salt treatment 个

2.6 10个燕麦品种在不同NaCl浓度处理下的胁迫指数

对10个燕麦品种在不同浓度NaCl处理下生长胁迫指数的研究表明（表7），定莜84、AC1038、紫燕麦和99AS307这4个品种在浓度为0.275%时生长胁迫指数最大；MF9715、QO245－7和 VAO－22这3个品种在浓度为0.075%时生长胁迫指数最大；VAO－14的生长胁迫指数最大值与其他品种最大值相比最小。

表7 10个燕麦品种在不同浓度NaCl处理下的生长胁迫指数Table7 Growth stress index of ten varieties of oats on different concentrations under salt treatment

2.7 综合评价

鉴于分析指标较多，就每一指标的分析结果很难统一到具体哪个燕麦品种的耐盐性较好。采用灰色理论，参照文献［7］的方法，将所有的燕麦品种作为一个灰色系统，供试的10个不同品种作为系统中的因素，对其进行综合评价。

2.7.1 灰色关联度综合评价中参考品种的建立及数据的标准化处理参考品种就是在灰色系统中对不同品种燕麦进行综合评价的标准，参考品种的建立是要符合以下2个条件，一是要根据育种目标，二是要参考较好的耐盐性进行建立。通过对不同盐浓度下燕麦苗期的株高、根长、根数、单株干重等指标的分析观察，选取各指标最优值进行参考品种的建立，依此建立一个“最优耐盐性”的参考序列X0。将中间处理浓度0.275%下的耐盐指标数据进行灰色关联度分析［8，9］。

各指标数据进行无量纲初值化处理（表8）。据此建立各性状指标的关联数值（表9）。

表8 主要因子初始化值Table8 Values of initializations of main factors

表9 各性状指标的关联系数值Table9 Values of correlation coefficient of different character indexes

2.7.2 各指标的熵值及其权重参照文献［10］方法，计算各指标的熵值和权值，得表10。各指标加权关联度与等权关联贯度结果及排序（表11）。

加权关联度的排序可看出，在0.275%的盐浓度下，10个燕麦品种苗期耐盐性的排列顺序为：MF9715、99AS307、QO245－7、VAO－1 4、紫燕麦、Sylva、AC1038、VAO－14、定莜 84、VAO－22。说明MF9715耐盐性最高，这在一定程度上也代表了10个燕麦品种在不同盐浓度下的耐盐性高低。

表10 各指标的熵值及其权重Table10 Entropy and weight of different indexes

表11 各参试品种间的关联度及排序Table11 Correlation degree and order during different varieties of oats

续表11

3 讨论与结论

（1）大量研究资料表明，盐胁迫对作物的地下部分和地上部分生长均有显著的抑制作用，并且随着盐浓度的升高，抑制作用越强［11－14］。

（2）不同浓度盐胁迫对燕麦苗期存活率、株高等指标影响不同，低浓度可以促进燕麦根系和幼苗的生长。高浓度抑制了根系的伸长和芽的生长。尤其在盐处理浓度超过0.475%时，随着盐浓度增加燕麦许多萌发性状均受到严重抑制。

（3）盐胁迫对燕麦种质材料的影响是多方面、多层次的，不仅表现在不同的生育阶段，同时也表现在具体的生理生化过程［15］。由于供试材料基因型的不同，材料对盐胁迫的适应方式也随之不同［16，17］。因此，在进行耐盐性鉴定时，不能使用单一指标，而应对多个指标进行综合考虑和评价。

［1］吴其褒，胡国成，柯登寿，等.俄罗斯水稻种质资源的苗期耐盐鉴定［J］.植物遗传资源学报，2008，9（1）：32－35.

［2］余玲，田增荣，朱建峰，等.小麦、黑麦及小黑麦的耐盐性研究［J］.西北农业学报，1996，5（3）：39－42.

［3］ Annick M，Elisabeth P，Gerard T.Osmotic adjustment，gas exchanges and chlorophyll fluorescence of a hexaploid triticale and its parental spedes under salt stress［J］.Journal of Plant Physiology，2004，161（1）：25－33.

［4］李磊，赵檀方，胡延吉.大麦苗期耐盐性鉴定指标的研究［J］.莱阳农学院学报，1998，15（4）：253－257.

［5］孙桂枝，张耿，王赞，等.猫尾草属牧草苗期耐盐性评价［J］.草原与草坪，2007（5）：15－18.

［6］吕小东，王建光，白音仓.内蒙古引进的11个国外苜蓿品种营养价值的灰色评价［J］.草原与草坪，2013，33（3）：21－26.

［7］谭学瑞，邓聚龙.灰色关联分析：多因素统计分析新方法［J］.统计研究，1995（3）：46－48.

［8］马金丰，王绍滨.灰色系统理论应用于谷子品种综合评估初探［J］.粟类作物，1991（1）：28－33

［9］田伯红，徐玉鹏，李雅静，等.应用灰色关联度分析法综合评价冷季型草坪草种［J］.草原与草坪，2005（2）：55－58.

［10］邓聚龙.灰色系统理论教程［M］.武汉：华中理工大学出版社，1990，33－84.

［11］程红玉，方子森，纪瑛，等.NaCl胁迫对苦参种子萌发和幼苗生长的影响［J］.甘肃农业大学学报，2008，43（6）：90－93.

［12］周兴元，曹福亮.NaCl胁迫对几种暖季型草坪草的影响［J］.草原与草坪，2005（4）：66－69.

［13］高扬帆，吕文彦，王丙丽，等.盐胁迫对高羊茅种子萌发及幼苗生长的影响［J］.安徽农业科学，2006，34（22）：5781－5783.

［14］贾文庆，陈韵，刘会超.盐分胁迫下高羊茅种子的发芽特性［J］.安徽农业科学，2006，34（18）：4670－4671.

［15］高怀春.盐分胁迫对冷地型草坪草种子发芽率的影响［J］.种子，2006，25（2）：64－65