盐胁迫对花生植株形态建成及物质积累的影响

慈敦伟，杨吉顺，丁 红，秦斐斐，石程仁，戴良香，张智猛

(山东省花生研究所，山东 青岛 266100)

土壤盐渍化严重制约了粮食生产和农业可持续发展。我国盐碱土面积约1.0×107hm2，占耕地面积的6.2%，目前有80%左右尚未得到充分利用[1-2]。花生是重要的油料和经济作物，在中国农业发展和出口创汇中均居重要地位[3]。由此，在充分挖掘高产田高产潜力的同时，加大盐碱地等中低产田的改造与利用，对扩大花生种植面积、改善种植结构和增加农民收入具有重要意义。

植物对盐胁迫的适应性一方面取决于其种性，另一方面与其生育阶段密切相关，从萌发出苗到成苗立苗的过程是盐胁迫环境限制物种分布的决定性生育阶段[4-6]。盐碱地表层土壤含盐量及盐分组成是制约花生种子能否出苗和立苗的关键因素，也是限制花生产量的重要因素。花生属中等耐盐作物[7]，芽期和幼苗期是花生对盐胁迫最敏感的时期[8]。目前有关盐胁迫对花生生长发育的影响文献相对较少，且研究多采用水培方法集中在芽期或苗期某一阶段进行的短期盐胁迫[9-12]，不能综合反映花生整个生育前期的耐盐状况。

本研究从生产实际出发，根据滨海盐碱地0～20 cm土层盐含量及背景值特点，选用不同花生品种，通过不同浓度盐胁迫对花生种子萌发出苗、幼苗植株形态建成和物质积累的影响，探究各指标与盐胁迫浓度间的关系，旨在为建立花生品种耐盐评价体系及指导盐碱地花生生产提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

试验选用豫花15、花育25、阜花11和冀花5号共4个花生品种。

1.2 试验设计

采用人工控制条件下室内盆栽试验，光照培养室昼夜温度为25℃/20℃，照光/黑暗周期为12h/12h，有效光量子密度为110μmol·m-2·s-1，空气相对湿度为65%±5%。盆栽所用塑料盆高11.0cm、内径12.7cm，每盆装风干土770g。盆栽土壤基本理化性状，土壤吸湿水含量5.12%，田间持水量25.86%，土壤容重1.13 g·cm-3，土壤pH 7.6，有机质16.7g·kg-1，全氮1.81g·kg-1，全磷0.81g·kg-1，全钾10.53 g·kg-1，水解氮89.3 mg·kg-1，速效磷(P2O5) 49.6 mg·kg-1，速效钾(K2O) 93.6 mg·kg-1。

设0(CK)、0.15%、0.30%、0.45%、0.50%和0.55%(W盐/W土) 6个盐胁迫浓度，3次重复，随机区组排列。以分析纯NaCl配置不同浓度盐溶液，于播种前施入各处理盆栽土壤中，使土壤含盐量分别达到预定浓度。依据田间持水量计算每盆的浇水量，使其刚好达到田间持水量的90%，加盐浇水处理后使盆栽土壤在室内沉实、蒸发，达到适宜播种墒情后进行播种。

精选各品种籽粒饱满、大小一致的种子100粒。每盆种4粒，并严格保持每粒种子的播种深度均为3 cm。每天观察记载出苗及幼苗生长状况，并视不同胁迫浓度下的土壤水分含量适时补水，重量法控制补水量以确保土壤含水量一致。

1.3 测定项目

于播种后42 d(对照恰为6叶期)采集植株样品。首先，将塑料盆摘除，带土取出盆内植株，小心冲洗根部土壤，并保持根系完整。植株按地上部、地下部分开，测定株高、主茎高、叶片数、主根长和胚轴长，采用排水法测定根体积。各样品称其鲜重后先于105℃下杀青30 min，再于80℃下烘干至恒重。植株鲜重=地上部鲜重+地下部鲜重，植株干重=地上部干重+地下部干重。

1.4 耐盐指数

各指标耐盐指数的计算：耐盐指数=盐处理值/对照值。盐胁迫下各指标耐盐指数分别表示为：相对出苗时间(RET)、相对出苗率(RER)、相对株高(RPH)、相对主茎高(RSH)、相对胚轴长(RHL)、相对主根长(RRL)、相对根体积(RRV)、相对叶片数(RLN)、相对子叶鲜重(RCFW)、相对地上部鲜重(RSFW)、相对地下部鲜重(RRFW)、相对植株鲜重(RPFW)、相对子叶干重(RCDW)、相对地上部干重(RSDW)、相对地下部干重(RRDW)和相对植株干重(RPDW)。

1.5 数据统计与分析

采用SPSS 16.0进行统计分析，Origin 7.5进行曲线拟合。因试验收获测定时0.50%和0.55%处理未出苗，故只取前4个浓度处理的数据进行分析。

2 结果与分析

2.1 盐胁迫浓度对不同花生品种出苗状况的影响

表1表明，随盐胁迫浓度的增加，各品种出苗时间均依次延长，出苗率依次降低，盐胁迫浓度在0～0.30%时出苗时间和出苗率变幅最大，0.30%～0.45%变幅趋于缓慢，浓度为0.50%和0.55%时不能出苗。不同胁迫浓度和品种间的出苗时间及出苗率差异均达极显著水平，但两指标的胁迫浓度与品种间的互作效应差异不显著，这为耐盐性花生品种的选育提供了基础。

表1 不同浓度盐胁迫对不同花生品种出苗状况的影响

注：F0.05=3.29，F0.01=5.42。ET：出苗时间；ER：出苗率。RET和RER分别为出苗时间和出苗率耐盐指数。同列内不同小写字母表示差异显著(p<0.05)。下同。

Note:F0.05=3.29，F0.01=5.42. ET: Emergence time; ER: Emergence rate. RET and RER means salt tolerance index of emergence time and emergence rate. Different small letters in the same column indicates significant difference at (p<0.05) . The same below.

0.15%、0.30%和0.45%各胁迫浓度下，豫花15、花育25、阜花11和冀花5等4个花生品种相对出苗时间分别为1.18～1.50、1.68～1.95和2.05～2.80。0.15%低胁迫浓度下，阜花11出苗时间延长最短，相对出苗时间仅为1.18；0.45%胁迫浓度下冀花5号延长时间最短相对出苗时间为2.05；各胁迫浓度下豫花15出苗延长时间均最长。不同胁迫浓度下各品种的相对出苗率依次降低，3个胁迫浓度下分别为0.75～1.00、0.33～1.00和0.29～0.88。花育25和阜花11出苗率不受0.15%胁迫浓度的影响，冀花5号和阜花11分别在0.30%和0.45%胁迫浓度下出苗率最高，分别为100%、87.5%；各胁迫浓度下豫花15的出苗率均最低，其耐盐性较弱。

2.2 盐胁迫浓度对不同品种幼苗形态的影响

随盐胁迫浓度增加，各品种幼苗形态建成受抑制，但因指标不同其抑制程度有所不同，株高、主茎高、主根长和根体积降低，叶片数减少，胚轴长增大。盐胁迫浓度在0～0.30%时各指标变幅最大，浓度在0.30%～0.45%其变幅趋于缓慢。各胁迫浓度间株高、主茎高、主根长、根体积和叶片数5个指标差异达显著或极显著，品种间主根长、根体积和叶片数差异均达极显著水平，根体积和叶片数的浓度和品种互作效应差异达极显著水平(表2)。

不同胁迫浓度下，表征各品种幼苗形态的株高、主茎高、主根长、根体积和叶片数的耐盐指数均随盐胁迫浓度的升高逐渐降低，降低幅度因胁迫浓度和品种的差异而有所不同。各胁迫浓度下， 阜花11的相对株高和相对主茎高均最大，降幅最小。各品种相对株高分别为0.66～0.83、0.27～0.52和0.22～0.41，0.15%胁迫浓度下，豫花15株高耐盐指数最小，为0.66；0.30%和0.45%浓度下的最小株高耐盐指数分别为豫花15和花育25。相对主茎高分别为0.54～0.75、0.19～0.42和0.09～0.28，仍以豫花15最小；0.15%浓度下相对胚轴长最小升幅为豫花15，而0.45%胁迫浓度下的最小升幅为花育25。相对主根长的下降幅度以花育25最大，而相对根体积则以豫花15降幅最大；0.15%浓度下的相对叶片数豫花15最大，而0.45%浓度下则以冀花5最大。由此可见，不同品种、不同形态指标对盐胁迫浓度的反应不同，阜花11耐盐性较强而豫花15相对较弱。

表2 不同浓度盐胁迫对不同花生品种幼苗形态的影响

注：F0.05=3.29，F0.01=5.42。PH：株高；SH：主茎高；HL：胚轴长；TL：主根长；RV：根体积；LN：叶片数。RPH、RSH、RRL、RRV和RLN分别为各指标耐盐指数。

Note:F0.05=3.29,F0.01=5.42. PH: Plant height; SH: Stem height; HL: Hypocotyl length; TL: Taproot length; RV: Root volume; LN: Leaf number. RPH, RSH, RRL, RRV and RLN means salt tolerance index of the indices.

2.3 盐胁迫浓度对不同品种幼苗物质积累的影响

随盐胁迫浓度的增加，各品种子叶鲜干重增加，地上部鲜干重、地下部鲜干重和植株鲜干重均降低(表3)。各指标浓度间差异达极显著水平，子叶鲜重、地下部鲜重、地上部干重、地下部干重和植株干重5个指标的品种间差异达极显著水平，地上部鲜重、植株鲜重、地上部干重和植株干重的浓度和品种互作效应差异达显著水平。

不同盐胁迫浓度下，表征各品种幼苗物质积累的地上部、地下部和植株生物量的耐盐指数均随盐胁迫浓度的升高逐渐降低，降低幅度因胁迫浓度和品种的差异而有所不同。各胁迫浓度下，阜花11的相对地上部鲜干重和相对植株鲜干重均最大，降幅最小。各品种相对子叶鲜重分别为1.70～4.47、2.75～12.29和3.18～7.49，阜花11变幅最大，0.15%和0.45%浓度下以冀花5号变幅最小；相对地上部鲜重分别为0.71～0.95、0.33～0.82和0.14～0.57，0.15%和0.30%浓度下豫花15变幅最小；相对地下部鲜重分别为0.60～0.94、0.27～0.53和0.10～0.39，分别以冀花5号、花育25和阜花11降幅最小；0.15%和0.30%浓度下豫花15降幅最大。相对地下部干重分别为0.37～0.74、0.27～0.48和0.17～0.29，豫花15降幅均最小。由此可见，不同品种、不同物质积累指标对盐胁迫浓度的反应不同，阜花11耐盐性相对较强而豫花15相对较弱。

2.4 盐胁迫浓度下不同品种各指标相关性分析

盐胁迫浓度对花生出苗状况、植株形态和物质积累等各指标间的相关程度影响不同，除胚轴长和主根长两指标与其他指标间相关性较小外，其余指标间相关性均达显著或极显著水平，其中植株鲜重与地上部干重相关性最大，达0.994(表4)。子叶鲜干重、胚轴长与出苗时间呈正相关，其他13个指标与出苗时间均呈负相关。子叶鲜干重、胚轴长与其余14个指标间呈负相关，而其他14个指标间均呈正相关关系。由此说明，随盐胁迫浓度的增大，出苗率降低，植株生长缓慢，物质积累减少；而在一定时间内，随出苗时间的延长，出苗率、植株形态和物质积累均随之降低，胚轴伸长幅度增加，子叶物质消耗减少。

2.5 各指标耐盐指数与盐胁迫浓度的关系

通过线性及非线性回归分析比较，各指标耐盐指数与盐胁迫浓度间均可采用Logistic回归方程y=k/(1+exp(a+bx))进行很好的拟合，其决定系数均达显著或极显著水平(表5)。相对出苗率、相对胚轴长、相对主根长和相对子叶鲜重等耐盐指标的决定系数在0.3718～0.5060之间，尤以相对子叶鲜重最小，为0.3718；其余12个耐盐指标的决定系数在0.7087～0.9436之间，以相对主茎高最大，为0.9436。

表4 不同浓度盐胁迫各指标相关性分析

Note:R0.05= 0.349，R0.01= 0.449.

表5 耐盐指数与盐浓度之间回归分析

3 讨 论

种子萌发出苗和幼苗生长是植物生命周期的重要阶段，也是对盐胁迫最敏感的时期[9, 11-12]。盐胁迫抑制植物种子萌发出苗，延迟出苗时间，减慢生长速率使生长量降低，植株矮小，发育迟缓，严重时叶片和根变成褐色或干枯以至枯死[13-19]。研究表明，盐胁迫下玉米叶片数、地上部鲜干重和根系鲜干重都明显降低[20]；棉花地上部茎枝叶和根系的生长受抑制，对其地上部的抑制作用大于地下部[21]。盐胁迫下花生种子萌发慢，出苗率低，植株发育延迟，长势不足，叶片数减少，地下部生长发育障碍要比地上部小[22-24]。本研究结果表明，盐胁迫抑制花生萌发出苗、植株形态建成和物质积累，且存在剂量效应。低胁迫浓度(0.15%)下，出苗和植株生长受影响小；中等胁迫浓度(0.30%)下，出苗较晚，植株生长受影响较大；较高胁迫浓度(0.45%)下，出苗晚，植株生长受到严重抑制。在一定时间内，随着出苗时间的延长，出苗率、植株形态和物质积累均降低，胚轴长伸长幅度增加，子叶物质消耗减少。

作物耐盐性在种间及种内不同品种间存在显著差异，并且不同品种耐盐性差异反映在众多生长发育指标上[5]。本试验表明，不同盐胁迫浓度间的出苗时间、出苗率、株高、主茎高、主根长、根体积、叶片数、子叶鲜干重、地上部鲜干重、地下部鲜干重和植株鲜干重等15个指标差异显著；品种间的主根长、根体积、叶片数、子叶鲜重、地下部鲜重、地上部干重、地下部干重和植株干重等8个指标差异显著；浓度和品种互作效应的根体积、叶片数、植株鲜重、地上部干重和植株干重等5个指标差异显著。表明使用单一指标、单一浓度很难准确反应花生品种耐盐性的强弱。

衡量作物耐盐性的生长发育指标多属数量性状，表型易受环境影响而发生变异，而影响耐盐性表现的环境因素中其核心因素则是根际盐浓度[25]。因此，建立各指标与盐胁迫浓度间的量化关系对品种遗传变异的准确估计至关重要。已有研究表明，作物生长量是土壤溶液盐度的函数[26]，通过建立特定水盐状况下作物生产函数或抗盐模型[27]，可以反映作物产量与土壤盐度之间的内在联系。本试验条件下，品种间出苗状况、植株形态和物质积累等指标随盐胁迫浓度的变化可用Logistic回归方程很好地拟合，其决定系数均达显著或极显著水平，可有效地表达各指标耐盐指数与盐胁迫浓度间的量化关系。据此方程可以估计不同盐胁迫浓度对花生萌发出苗及幼苗生长的胁迫程度，或通过调查测定花生生育前期的指标来推算土壤中的盐含量。

4 结 论

本研究条件下，盐胁迫抑制花生出苗，阻碍幼苗植株形态建成和物质积累，且存在剂量效应。花生萌发出苗的土壤含盐量阈值为0.45%，超过此浓度花生种子不能出苗。花生品种耐盐性在同一盐胁迫浓度下的不同指标间，或同一指标不同胁迫浓度下均表现差异。出苗时间、株高、主茎高、根体积、叶片数、子叶干重、地上部鲜干重、地下部鲜干重和植株鲜干重等12个指标可作为综合评价花生品种或种质资源耐盐性的较理想指标。