苏打盐碱胁迫下不同来源苜蓿品种抗盐性综合评价

李 波，于海龙

（齐齐哈尔大学生命科学与农林学院，黑龙江 齐齐哈尔161006）

盐碱土作为一种重要的土地资源，是地球上分布广泛的一种土壤类型。目前，在我国1亿hm2耕地中有667万hm2盐渍化土壤，另有0.346亿m2盐碱荒地［1］，并且因近年来全球气候变暖，致使降雨量减少，加之不合理灌溉，导致我国干旱、半干旱地区的土壤次生盐渍化程度日趋加重。尽管现代社会大力倡导可持续发展，但全球生态环境仍在不断恶化，土壤盐碱化仍然是人类面临的一个世界性问题。实践表明，利用耐盐抗盐植物进行盐碱地改良是经济有效的措施之一［2］。

苜蓿（Medicagosativa）因具有广泛的生态适应性和稳定的生产力，是世界上栽培面积最广、最主要的优良豆科牧草之一，故被誉为“牧草之王”［3］，并且其叶片具有排盐机制，可在中性或轻度盐碱土壤中生长良好，是豆科植物中耐盐性较强的饲草。但是，由于苜蓿品种间的耐盐性差异较大，必须经过严格的筛选和鉴定，选育耐盐苜蓿品种，才能使其在提高盐碱地的利用率、保护生态环境以及发展低碳经济方面发挥更大的作用［4］。

种子萌发是植株建成的第一环节，其质量的好坏直接影响到大田作物是否苗壮和苗全，进而影响到产量。而种子在盐碱胁迫下能够萌发是作物盐碱地种植的前提条件，故种子萌发期是进行植物耐盐性鉴定的重要时期［5］。因此，本试验选择10个来源不同的苜蓿品种，采用不同浓度NaHCO3，Na2CO3混合溶液对其进行盐碱胁迫萌发，从发芽率、活力指数等指标着手，研究其耐盐性强弱，旨在为今后不同盐碱度地区的引种、种植提供理论依据和参考，为盐碱地苜蓿人工草地开发奠定基础，对扩大其种植范围，提高生产力，具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 供试材料

试验材料以黑龙江省畜牧研究所提供的10种产地不同的苜蓿种子为材料，其材料的编号如表1所示。

表1 苜蓿种质材料Table 1 The information of ten alfalfa cultivars

1.2 试验方法

1.2.1 苏打盐碱胁迫处理 采用两种苏打盐（NaHCO3，Na2CO3），按摩尔比9∶1比例配置成盐浓度为0（CK，去离子水），30，40，50，60和70mmol·L-1溶液，共6个盐浓度处理。

1.2.2 材料培养 取不同品种的苜蓿种子，尽量选取籽粒大小相同，籽粒饱满、成熟的种子，取180个发芽盒（12cm×12cm×6cm），盒内铺两层滤纸，每盒均匀的撒上50粒种子，加入不同浓度的盐溶液，每组3次重复，以去离子水为对照。置于培养箱（25℃）培养，试验过程中，以恒重法补充所失水分。以胚根突破种皮2 mm视为萌发，并在萌发期及芽苗期进行形态指标的测定。

1.2.3 测定指标与方法 盐胁迫种子发芽第7d测定其发芽率、根长、芽长、活力指数。

种子发芽率（%）=发芽终期发芽种子数/供检种子总数×100

发芽指数（GI）=∑Gt/Dt（式中：Gt为第t天的发芽个数，Dt为对应的发芽天数，t=1～7）。

活力指数（VI）=发芽指数（GI）×胚根长度（cm）

种子萌发7d后，将10种苜蓿的芽苗分为地上部分和地下部分，取10株具代表性的芽苗，用游标卡尺分别测量其胚根和胚芽的长度，公式为：

胚芽长度（L芽）=（L1+L2+L3+……+L10）/10

胚根长度（L根）=（L1+L2+L3+……+L10）/10

1.3 数据分析

采用Excel 2010软件进行数据统计处理，用SPSS 17.0软件进行相关性分析，利用隶属函数法对不同品种种子的耐盐碱性进行排序。

2 结果与分析

2.1 苏打盐碱胁迫对苜蓿种子萌发的影响

由表2可知，供试10种苜蓿种子的发芽率均随苏打盐碱胁迫溶液浓度的升高而降低，但不同品种下降趋势不同。在30mmol·L-1时，各品种的发芽率与对照相比，受胁迫影响较小，并且‘WL343HQ’、‘标杆’、‘肇东’和‘驯鹿’品种发芽率较对照组高，说明低浓度的盐碱胁迫可能对种子发芽有促进作用。但随着胁迫溶液浓度升高，不同品种的发芽率受抑制的程度存在较大差异。其中，‘中苜1号’品种在70mmol·L-1胁迫液中发芽率趋近于零，而品种‘WL525HQ’和‘WL903HQ’即使在70mmol·L-1时仍有较高的发芽率，尤以品种‘WL525HQ’最为突出，说明苜蓿品种间对苏打盐碱胁迫的敏感性差异较大。

2.2 苏打盐碱胁迫对苜蓿芽苗芽长和根长的影响

由表3和表4可知，随胁迫程度的增加，各供试品种苜蓿芽苗生长逐渐受到抑制，但各品种间受抑制程度不同。各品种芽苗的芽长和根长均随盐浓度的升高呈下降趋势，在盐碱浓度达到70mmol·L-1时，供试品种均呈现不萌发或幼芽生长缓慢直至坏死的现象。

表2 苏打盐碱胁迫下苜蓿种子发芽率Table 2 Germination rate of alfalfa seed under soda salt and alkali stress/%

表3 苏打盐碱胁迫下苜蓿芽苗芽长Table 3 Plumule length of alfalfa seeding under soda salt and alkali stress/cm

表4 苏打盐碱胁迫下苜蓿芽苗根长Table 4 Radicle length of alfalfa seeding under soda salt and alkali stress/cm

2.3 苏打碱胁迫对苜蓿种子活力的影响

由表5可知。随胁迫程度的增加，各供试品种紫花苜蓿芽苗活力指数逐渐降低。胁迫第4d时，各品种在70mmol·L-1胁迫液中表现一致，即在种子萌发后，胚根停止生长甚至坏死；有些品种在70mmol·L-1胁迫下，胚根和胚芽生长缓慢，最后腐烂。但‘中苜1号’、‘惊喜’和‘标杆’3个品种在30mmol·L-1盐碱胁迫下与对照组相比活力指数下降幅度较大，说明这3个品种对盐碱胁迫较为敏感。

表5 苏打盐碱胁迫下苜蓿种子活力指数Table 5 Vigor index of alfalfa seed under soda salt and alkali stress

2.4 10种苜蓿种子抗苏打盐碱综合比较

采用模糊数学中的隶属函数法，对供试10个苜蓿种子的发芽率、根长、芽长以及活力指数4项指标进行综合评价，结果如表6所示。根据隶属函数值越大抗苏打盐碱性越强的原则，供试不同苜蓿种子的抗苏打盐碱性由强到弱的次序是‘WL343HQ’＞‘WL903HQ’＞‘驯鹿’＞‘WL525HQ’＞‘肇东’＞‘赛特’＞‘标杆’＞‘惊喜’＞‘龙牧801’＞‘中苜1号’。

表6 各指标隶属值及耐苏打盐碱综合评价Table 6 Subordinate function value and comprehensive evaluation of soda salt and alkali resistant of different alfalfa seeds

3 讨论与结论

盐渍环境多伴随高pH值胁迫，盐胁迫对植物的损伤主要有渗透胁迫、离子毒害及离子不平衡等；而碱胁迫除造成以上中性盐相同的胁迫外，还有高pH胁迫等。胡宗英［6］研究表明，碱胁迫是Na+与pH的协同作用，相比中性盐对植物生长发育影响较大较明显。对于植物抗逆性评价的指标往往涉及形态指标、生理指标和生化指标。相对其他评价方法具有简便、成本低的优点，但由于评价抗盐碱性指标一般为多种类型，所以隶属函数法被认为是一种可以综合考虑不同类型指标以消除不同指标间权重差别的有效方法，其排序结果也能客观反映各供试品种材料的抗盐碱能力［7］。

本研究利用NaHCO3，Na2CO3两种碱性盐模拟盐碱胁迫对紫花苜蓿种子萌发和芽苗生长特性进行研究，并运用隶属函数法对紫花苜蓿种子的耐盐碱能力进行综合评价。由研究结果可知，反映耐盐碱能力的4个指标（发芽率、活力指数、芽长、根长）基本呈现随胁迫浓度升高而下降趋势，但低浓度的苏打盐碱胁迫对一些品种种子发芽有促进作用。这与张利霞［8］等人研究低浓度的盐对夏枯草（Prunellavulgaris）种子的萌发具有促进作用，高浓度则具有抑制作用的结果一致。在一定的低盐碱浓度范围内，苜蓿种子的发芽率和活力指数显著高于对照，原因可能是低浓度的盐溶液有调节渗透压，促进种子吸水的作用，最终促进种子萌发。根据耐盐性综合排序结果可知，‘WL343HQ’、‘WL903HQ’与‘驯鹿’耐盐碱能力较强，‘龙牧801’与 ‘中苜1号’对盐碱环境相对敏感。