不同甘薯品种（系）田间耐盐性比较研究

段文学 张海燕 解备涛 汪宝卿　张立明

摘要：选取10027、13047、15001、15024、紫罗兰、济薯21、济徐23和济薯26共8个甘薯品种（系），在东营市垦利县汇邦农场盐碱地进行了不同品种（系）的耐盐筛选及耐盐特性研究。结果表明：根据块根产量进行系统聚类分析，可将8个甘薯品种（系）划分为四类，紫罗兰为第一类，属于盐敏感型；13047和15024为第二类，属于弱耐盐类型；10027、15001和济薯21为第三类，属于中度耐盐类型；济徐23和济薯26为第四类，属于强耐盐类型。在黄河三角洲盐碱地条件下，强耐盐型品种可保持较低的叶片Na+含量、较高的叶片K+含量和K+/Na+比值，有利于维持叶片正常的生理功能；同时也可保持较高的植株总干重和块根干物质分配比例，获得较高的块根干重。块根产量和叶片K+/Na+比值可作为甘薯耐盐性田间筛选的参考指标。

关键词：甘薯；块根产量；耐盐性；干物质；K+/Na+比值

中图分类号：S531.01 文献标识号：A 文章编号：1001-4942（2018）08-0042-05

Comparation on Salt Tolerance of Different Sweet

Potato Varieties （Lines） Under Field Condition

Duan Wenxue1，2， Zhang Haiyan1，2， Xie Beitao1，2， Wang Baoqing1，2， Zhang Liming2，3

（1. Crop Research Institute， Shandong Academy of Agricultural Sciences， Jinan 250100， China；

2. Scientific Observation and Experimental Station of Potato in Huang-Huai-Hai Region， Ministry of Agriculture，

Jinan 250100， China；3. Shandong Academy of Agricultural Sciences， Jinan 250100， China）

Abstract The salt tolerance screening and the salt tolerance characteristics of eight different sweet potato varieties （10027， 13047， 15001， 15024， Violet， Jishu 21， Jixu 23， and Jishu 26） were investigated in the saline-alkaline land of Huibang Farm in Kenli County， Dongying City. The results showed that the eight sweet potato varieties could be divided into four types based on root yield by hierarchical cluster analysis. Violet was in the first class， which was salt sensitive type； 13047 and 15024 were in the second class， belonging to the weak salt tolerance type； 10027， 15001， and Jishu 21 were in the third class， and belonged to moderate salt tolerant type； Jixu 23 and Jishu 26 were in the fourth class， which was highly salt tolerant type. In the saline-alkaline soil of the Yellow River Delta， the high-salt-tolerant varieties could retain low leaf Na+ content， high leaf K+ content and high K+/Na+ ratio to maintain the normal physiological functions of leaves. The total plant dry weight and the distribution proportion of root dry matter were kept higher to obtain a higher root yield. The root yield and leaf K+/Na+ ratio could be used as a reference for the screening of salt tolerance of sweet potato under field conditions.

Keywords Sweet potato； Root yield； Salt tolerance； Dry matter； K+/Na+ ratio

甘薯既是重要的糧食作物，又是良好的饲料作物及工业原料作物。中国是世界上最大的甘薯生产国，2016年甘薯总产7 057×104 t，种植面积328.1×104 hm2，均居世界首位[1]。山东黄河三角洲地区有近53.3×104 hm2未利用盐碱地和73.3×104 hm2中低产田，土壤盐渍化是限制该区域农业生产的主要因素[2]。培育和筛选耐盐甘薯品种、实现盐碱地甘薯规模化种植将产生较好的经济效益和生态效益[3]。

前人在耐盐性甘薯品种筛选方面做了一定研究，如郭小丁等[4]在大田条件下筛选出鲁薯1号、陕薯1号等14个耐盐品种；董静等[5]在苏北沿海滩涂盐碱地上进行了不同类型甘薯品种耐盐性比较；王灵燕等[6]在室内条件下进行了苗期耐盐碱甘薯品种筛选研究。然而甘薯品种千差万别、个体差异大，对其耐盐性评价需要对多个生理指标综合考虑。本研究利用山东省黄河入海口处汇邦农场盐碱地，进行不同基因型甘薯品种耐盐碱田间试验，筛选耐盐碱品种（系）并对其干物质分配特性和叶片离子含量等做比较分析，以期为黄河三角洲地区盐碱地提供适宜的甘薯品种，为耐盐碱甘薯育种提供新种质，为耐盐机理研究提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2017年在山东省东营市垦利县汇邦农场进行，其土壤为典型的黄河三角洲盐碱地。试验选取10027、13047、15001、15024、紫罗兰、济薯21、济徐23和济薯26共8个甘薯品种（系）。

1.2 试验设计与田间管理

采用随机区组设计，重复3次。小区面积为4 m×6 m=24 m2。垄距0.8 m，株距0.25 m，栽植5行，密度5万株/hm2。氮、磷、钾肥分别为尿素（N 46%）、重过磷酸钙（P2O5 46%）和硫酸钾（K2O 50%），用量分别为N 75 kg/hm2、P2O5 75 kg/hm2和K2O 150 kg/hm2，全部肥料作为底肥一次性施入。5月23日栽植，10月5日收获。其它管理措施同大田生产。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 干物质积累与分配 收获前在每个小区选择生长一致具有代表性的植株5株，剪掉地上部，挖出所有块根。称取地上部鲜重，并将地上部植株分为叶片、叶柄、茎，进而连同块根共四部分分别装袋，105℃杀青30 min，70℃烘箱中烘干至恒重，然后称重[7]。各部位干物质分配比例（%）=各部位干物质积累量/植株干物质积累量×100。

1.3.2 叶片离子含量 收获前在每个小区选择生长一致具有代表性的植株5株，选取主茎第4～5片展开叶，105℃ 杀青30 min，70℃烘干至恒重。Na+和K+含量测定：取叶片干样0.5 g，马弗炉灰化后用1.0 mol/L盐酸溶解并定容到50 mL容量瓶中，再利用原子吸收分光光度计分别测定相应的离子含量[8]。

1.3.3 产量 收获时将测产区内的块根全部挖出，数出每个小区的块根总数，以小区为单位称块根鲜重，记录并计算平均单株结薯数、单薯重和鲜薯产量。

1.4 数据处理与分析

用Microsoft Excel 2007 处理数据和绘制图表，用SPSS 13.0软件进行统计分析，用新复极差法进行差异显著性检验。

2 结果与分析

2.1 不同品种（系）块根产量和T/R值

由表1可见，10027和济薯21单株结薯数显著高于其它品种（系），紫罗兰单株结薯数最低；济徐23和济薯26单株薯重和块根产量显著高于其它品种（系），其次为10027、15001和济薯21，13047、15024较低，以紫罗兰单株薯重和块根产量最低。济薯26的T/R值显著低于其它品种（系），其次为10027和济徐23，紫罗兰T/R值最高。表明不同甘薯品种在盐碱地条件下单株薯重和块根产量差异显著，表现出不同的耐盐性。

2.2 不同品种（系）耐盐类型划分

将表1中块根产量数据标准化处理，采用最小距离法进行系统聚类分析，可将8个甘薯品种（系）划分为四类：紫罗兰为第一类，属于盐敏感型；13047和15024为第二类，属于弱耐盐类型；10027、15001和济薯21为第三类，属于中度耐盐类型；济徐23和济薯26为第四类，属于强耐盐类型（图1）。

2.3 不同品种（系）地上部干重、块根干重和总干重

由图2可见，15001植株地上部干物质积累量显著高于其它品种（系），其次为济徐23、济薯21、紫罗兰、13047和10027，再次为15024，济薯26最低；济徐23块根干重显著高

于其它品种（系），其次为济薯26、15001，再次为10027、13047和济薯21，15024和紫罗兰块根干重最低；济徐23植株总干重显著高于其它品种（系），其次为15001，再次为济薯21、10027、13047和济薯26，15024和紫罗兰植株总干重最低。表明耐盐性强的品种块根干重显著提高，盐敏感品种块根干重和植株总干重显著降低，不利于干物质积累和块根产量的提高。

2.4 不同品种（系）各器官干物质分配比例

由表2可见，干物质主要分配于叶片、茎和块根中。强耐盐型品种济徐23和济薯26叶片的干物质分配比例与13047无显著差异，均显著低于其它品种（系），茎的干物质分配比例顯著低于其它品种（系），济徐23块根干物质分配比例与济薯26无显著差异，但显著高于其它品种（系）；盐敏感型品种紫罗兰叶片干物质分配比例与济薯21无显著差异，但显著高于其它品种（系），茎干物质分配比例与13047、15024无显著差异，也显著高于其它品种（系），块根干物质分配比例与15024、13047无显著差异，显著低于其它品种（系）。表明耐盐性强的品种块根干物质分配比例提高，叶片和茎中干物质分配比例降低；盐敏感品种干物质主要向地上部茎叶分配，块根中干物质分配减少，不利于块根产量的提高。

2.5 不同品种（系）叶片Na+、K+含量和K+/Na+比值

由表3可见，除10027外，强耐盐型品种济徐23和济薯26叶片Na+含量显著低于其它品种（系），中度耐盐型品种（系）10027、15001和济薯21的Na+含量较低，再次为弱耐盐型的13047和15024，盐敏感型紫罗兰叶片Na+离子含量最高。济薯21叶片K+含量最高，其次为15001、济徐23、济薯26，紫罗兰最低。各品种（系）叶片K+/Na+比值变化趋势与Na+含量呈相反趋势。表明耐盐性强的品种可保持较低的叶片Na+含量和较高的叶片K+/Na+比值，而盐敏感型品种叶片Na+含量显著提高、K+含量显著降低，不利于维持离子间的动态平衡。

3 讨论

甘薯品种繁多，个体差异大，对其耐盐性评价需要综合考虑多个生理指标。前人研究认为，田间条件下，鲜薯和薯干产量是其合理的评价指标[8]，鲜薯、薯干产量较高且地上部分薯秧生长旺盛，则可认为是耐盐碱品种[5]。本研究根据块根产量对8个甘薯品种（系）进行系统聚类分析，将其划分为四种类型，其中紫罗兰为第一类，属于盐敏感型；13047和15024为第二类，属于弱耐盐类型；10027、15001和济薯21为第三类，属于中度耐盐类型；济徐23和济薯26为第四类，属于强耐盐类型。随着耐盐性的增加，品种的块根产量显著提高，济薯26和济徐23产量分别达到32 738.26、34 523.98 kg/hm2，可获得较高的种植效益。

盐胁迫可引发甘薯植株体内一系列的生理响应机制，对甘薯具有抑制生长效应，可降低植株鲜重、干重、叶绿素含量等指标，且不同品种间存在着明显差异[9]。如盐胁迫下，各基因型紫甘薯薯块干重降幅不同，耐盐性较强的泰中11号降幅较小，耐盐性较弱的品系商077-1和烟薯0747则降幅较大[10]。本研究分析了在盐碱地种植的不同甘薯品种（系）干物质积累与分配情况，表明：耐盐性强的品种块根干重显著提高，但地上部植株干重并非完全提高，如济薯26则有所降低，而盐敏感品种的块根干重和植株总干重均显著降低；耐盐性强的品种块根干物质分配比例提高，叶片和茎中干物质分配比例降低，有利于获得较高的块根干重，从而提高块根产量，盐敏感品种则呈相反趋势，加之其总干重显著降低，导致块根产量显著降低。

盐胁迫能影响离子在细胞内外的分布，对植物产生离子胁迫，同时还会对植物造成渗透效应，导致植物水分大量流失[11]。K+/Na+比值是衡量植物耐盐性的重要指标，有研究认为，耐盐品种和盐敏感品种植株叶片的Na+含量存在显著差异，可用于鉴定大豆苗期耐盐性[12]。黍稷盐敏感材料的茎Na+/K+比值显著大于耐盐材料[13]。随NaCl浓度增加，甘薯幼苗叶片Na+含量逐渐增加，K+及K+/Na+比值逐渐降低[14]。田间条件下，与不耐盐甘薯品种相比，耐盐品种地上部可维系较高的K+/Na+比值[8]。在苏北沿海滩涂盐碱地，耐盐甘薯叶片与根系中的K+含量较高，根部积累Na+较多，叶片Na+较少，从而减轻Na+对叶片等器官的伤害[5]。本研究表明，在黄河三角洲盐碱地条件下，耐盐性强的甘薯品种叶片可保持较低的Na+含量和较高的K+/Na+比值，而盐敏感型品种叶片Na+含量显著提高、K+含量显著降低，K+/Na+比值显著降低，这不利于维持离子间的动态平衡。Na+与K+在体内的吸收与分布差异可能是导致甘薯耐盐性相对强弱的重要原因，叶片K+/Na+比值可作为甘薯耐盐性筛选的生理指标。

4 结论

根据块根产量将8个甘薯品种（系）划分为四类，筛选出盐敏感型品种（系）1个，弱耐盐型2个，中度耐盐型3个和高度耐盐型2个。在黄河三角洲盐碱地条件下，高耐盐型品种叶片可保持较低的Na+含量、较高的K+含量及K+/Na+比值，有利于维持叶片正常的生理功能；同时保持较高的植株总干重和块根干物质分配比例，有利于提高块根干重。块根产量和叶片K+/Na+比值可作为甘薯耐盐性筛选的参考指标。

参 考 文 献：

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