不同紫花苜蓿品种种子萌发期耐盐性研究

陈小芳徐化凌杨 霞毕云霞燕海云仲崇岳宁 凯于德花朱小乐

（1.东营市农业科学研究院 山东 东营 257091；2.东营市农业综合服务中心 山东 东营 257091；3.东营市现代畜牧业发展服务中心 山东 东营 257091）

全世界盐碱地面积近10亿hm2，约占陆地面积的7.6%,土壤盐渍化已成为当今世界农业发展所面临的重要问题[1]。我国是世界盐碱地大国,东营市拥有盐碱地面积340万亩，占全省盐碱地面积的38%，是我国规模较大和利用难度较高的三角洲型盐碱地之一。通过耐盐植物改良盐碱地是一种“治标又治本”的方法[2]。苜蓿属中等耐盐植物，不仅营养价值丰富、产量高、适口性好，而且具有很强的固氮、培肥土壤、固土护坡和植物修复能力[3-5]。深入研究苜蓿的耐盐性，加速耐盐苜蓿良种的培育,克服土壤盐渍化对苜蓿栽培的制约,提高草产业生产力，对于草畜循环生态农业发展具有举足轻重的意义。本试验采用多指标对15个苜蓿品种种子萌发期的耐盐能力进行比较研究,以期为筛选耐盐性较强的苜蓿品种提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验材料为15个苜蓿品种，来源于中国农业科学院北京畜牧兽医研究所、山东农业工程学院和百绿（天津）国际草业有限公司，种子名录见表1。

表1 供试紫花苜蓿品种

1.2 试验方法

参照《牧草种子检验规程》[6]，选取健康、饱满的种子，用0.5%次氯酸钠将种子表面消毒5 min，蒸馏水冲洗干净。用蒸馏水配制NaCl盐溶液，质量分数分别为0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%、1.2%和1.4%，蒸馏水作对照，3次重复。培养皿中均匀摆放50粒种子，加入4.5 mL NaCl溶液，封口膜密封，放入25℃恒温培养箱内暗培养。

1.3 测定指标及方法

第4、6、8天各统计发芽势一次；第10天统计发芽率；第12天每个重复随机选取10株测量根长和苗高。

种子发芽势=发芽初期正常发芽粒数/供试种子数×100%。

种子发芽率=发芽终期正常发芽粒数/供试种子数×100%。

发芽指数（GI）=ΣGt/Dt（Gt表示处理后t日的发芽数，Dt表示相应的发芽日数）。

活力指数（VI）＝GI×S（GI为发芽指数，S为平均根长）。

1.4 数据处理与分析

用耐盐系数评价不同材料各性状的耐盐性，单项指标耐盐系数用以下公式计算：耐盐系数=不同质量分数下平均测定值/对照测定值。

隶属函数的分析方法[7]如下：

式中，Yij为i种的j指标的隶属函数值，Xij为i品种的j指标的均值，Xjmax为各品种j指标均值的最大值，Xjmin为各品种j指标均值的最小值。若j指标与耐盐性呈正相关，则用公式（1）；若j指标与耐盐性呈负相关，则用公式（2）。

采用Excel 2003和DPS 6.55软件进行数据处理和统计分析。

2 结果与分析

2.1 苜蓿种苗耐盐性测定

2.1.1 盐胁迫对苜蓿种子发芽势和发芽率的影响种子发芽势指种子发芽试验初期（规定日期）正常发芽的种子占供试种子数的百分率，它表明种子在发芽初期的发芽能力。方差分析表明（表2），不同苜蓿品种的发芽势在同一NaCl质量分数下差异均极显著（P＜0.01）。苜蓿种子发芽势的变异系数随着NaCl质量分数的增加而增加，0.8%～1.4%时变异系数增加幅度较大，说明这4个浓度对苜蓿种子发芽势的影响明显。苜蓿种子的平均发芽势随着NaCl质量分数的增加而降低，由1.2%到1.4%时，苜蓿种子的平均发芽势下降最多，达到了43.11%，说明NaCl质量分数为1.4%时极大地抑制了苜蓿种子的萌发。

不同品种苜蓿的发芽率在相同NaCl质量分数下差异极显著（P﹤0.01）（表3）。苜蓿品种间发芽率的变异系数随着NaCl质量分数的增加总体呈现增加的趋势，在1.4%时达到最大值。NaCl质量分数在1.4%时，巨能401的发芽率最高，其次为龙牧806，阿尔冈金的发芽率最低，其次为游侠。NaCl质量分数在1.2%时，Bara 416WET的发芽率最高，其次为中苜5号，阿尔冈金的发芽率最低，其次为威神。NaCl质量分数由1.2%到1.4%，平均发芽率下降最多，达到了15.1%，1.2%NaCl质量分数对苜蓿种子的萌发具有极大的抑制作用。

表3 不同质量分数NaCl胁迫下各苜蓿品种间发芽率的差异（单位：%）

2.1.2 盐胁迫对各苜蓿品种根长的影响 根的生长是研究胁迫环境对种子萌发影响的指标之一。在不同质量分数NaCl溶液下，随着NaCl含量的升高,幼根伸长依次减弱，均低于对照（表4）。在NaCl质量分数为1.2%和1.4%时，幼根伸长分别比对照降低41.77%和58.23%，NaCl对幼根伸长的抑制作用较明显。

方差分析表明，各品种的根长在相同NaCl质量分数下差异极显著（P＜0.01）。在8种处理下，0.2%NaCl溶液处理下的幼根伸长量变异最小（小于对照），各品种之间耐盐性差异小；其他NaCl质量分数下，变异系数总体呈增加的趋势，且均高于对照水平，在1.2% NaCl质量分数下变异系数达到最大值，说明品种间耐盐性差异最大，幼根长的品种更耐盐，幼根较长的前3个品种是中苜5号、Bara 416WET和龙牧806。

2.1.3 盐胁迫对各苜蓿品种苗高的影响 方差分析表明（表5），除1.4% NaCl质量分数，其他相同盐浓度下不同品种间苗高呈极显著差异（P＜0.01）。均值比较表明，随着溶液中NaCl含量的升高，苗高整体呈下降的趋势，所有品种幼苗苗高（胚轴长）均小于对照，降幅为2.06%～60.41%，在NaCl质量分数为1.4%时降幅最大，说明盐分对苜蓿苗高的抑制作用明显。各品种间苗高的变异系数在NaCl质量分数为1.4%时达到最大，由0.8%至1.0%、1.2%至1.4%时增加最大，分别为41.00%和79.18%，此时品种间耐盐性差异最大。幼苗生长高的品种耐盐性较强，苗高前3位的是中苜5号、巨能551和巨能401。

表 不同质量分数 胁迫下各苜蓿品种间发芽势的差异（单位：）2NaCl%

表 不同质量分数 胁迫下各苜蓿品种间根长的差异（单位： ）4NaClcm

表 不同质量分数 胁迫下各苜蓿品种间苗高的差异（单位： ）5NaClcm

2.1.4 不同苜蓿品种耐盐系数比较及聚类分析 方差分析表明（表6），各品种苗高、根长和发芽指数的耐盐系数均呈极显著差异（P＜0.01），发芽率呈显著差异（P＜0.05）。指标的耐盐系数大表示品种的耐盐性强，发芽率耐盐系数最高的是巨能401和Bara 416WET，最低的是阿尔冈金；发芽指数耐盐系数最高的是Bara 416WET和巨能551，最低的是巨能401；根长耐盐系数威神和Bara 416WET的最高，最低的是巨能601；苗高耐盐系数最高的是巨能401和中苜5号，最低的是阿尔冈金。

以表6中各单项指标的耐盐系数为依据，对其进行标准化处理，以欧氏距离的平方为相似尺度，采用离差平方和法对数据进行聚类分析。由附图可知，各苜蓿品种按耐盐性可分为2类，耐盐能力较强的有8个品种，为中苜5号、Bara 416WET、龙牧806等；耐盐能力较弱的有7个品种，为游侠、阿尔冈金等。

表6 NaCl胁迫下各苜蓿品种间发芽率、苗高、根长、发芽指数的耐盐系数差异

附图 各苜蓿品种发芽率、苗高、根长、发芽指数的耐盐系数聚类分析

2.2 应用隶属函数分析法对苜蓿品种进行耐盐性综合评价

隶属值反映了不同品种受盐影响的程度，隶属值越大，盐造成的影响越小，植株的耐盐性越强。对15个苜蓿品种的耐盐系数进行隶属值函数分析，结果表明，苜蓿品种Bara 416WET、中苜5号和龙牧803的耐盐性较强，阿尔冈金的耐盐性最弱（表7）。

表7 NaCl胁迫下各苜蓿品种隶属函数分析

2.3 苜蓿种子萌发期耐盐性评价指标的分析

盐胁迫对苜蓿种子萌发的影响较复杂，对种子的发芽率、发芽指数、根长、苗高、活力指数都有较明显的影响，从这些指标与盐体积分数的相关性分析结果可以看出，供试苜蓿种子的发芽指数、根长、苗高、活力指数与盐体积分数呈极显著负相关性。巨能401品种发芽率与盐体积分数呈负相关，相关性不显著；其他品种发芽率均与盐体积分数呈极显著负相关性（表8）。

表8 苜蓿种子萌发阶段的测定指标与盐体积分数的相关性分析

3 讨论与结论

植物的耐盐性是一个复杂的现象[8]，是由多种机制、多个因素共同作用的数量性状，并随个体的发育阶段而变化[9]。苜蓿对盐胁迫响应是一个极其复杂的过程，其耐盐能力的大小是多种代谢的综合表现，用不同的指标评价同一个苜蓿品种可能得到不同的结果。因此，选择合理的指标是植物耐盐性鉴定的关键。本研究选用紫花苜蓿萌发期耐盐能力较为常用的7个指标进行筛选，结果表明，苜蓿种子的发芽势、发芽率、根长、苗高随着NaCl质量分数的增加而降低。不同紫花苜蓿品种的耐盐能力差异较大，采用聚类分析，15个紫花苜蓿品种按种子萌发期的耐盐能力可分为2大类群，耐盐能力较强的紫花苜蓿占53.33%，耐盐能力较弱的占46.67%；隶属函数分析表明，Bara 416WET的耐盐能力较强，阿尔冈金的耐盐能力最弱。