NaCl脅迫對(duì)燕麥苗期形態(tài)指標(biāo)的影響

劉 婷，趙桂琴，焦 婷

（甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 草業(yè)學(xué)院／草業(yè)生態(tài)系統(tǒng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室／甘肅省草業(yè)工程實(shí)驗(yàn)室／中－美草地畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展研究中心，甘肅 蘭州 730070）

土壤鹽漬化是影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及生態(tài)環(huán)境的全球性問(wèn)題，我國(guó)鹽堿土壤分布非常廣泛，根據(jù)農(nóng)業(yè)部組織的全國(guó)第2次土壤普查（1979～1994年）資料統(tǒng)計(jì)，我國(guó)鹽堿土的面積約為3.5×107hm2，其中，鹽土1.6×107hm2，堿土8.7×105hm2，各類鹽堿化土壤達(dá)1.8×107hm2［1］。此外，由于灌溉不當(dāng)，形成了約1.0×107hm2的次生鹽漬化土壤。鹽脅迫環(huán)境對(duì)作物的生長(zhǎng)發(fā)育產(chǎn)生一系列不利影響。余玲等［2］對(duì)小黑麥的研究表明，小黑麥比黑麥、小麥具有更好的耐鹽能力。Annick等［3］研究表明，小黑麥比黑麥更耐受鹽脅迫。李磊等［4］對(duì)不同的大麥品種（系）苗期進(jìn)行了鹽脅迫處理。結(jié)果表明，一定鹽濃度下，耐鹽品種與鹽敏感品種相比，幼苗干物質(zhì)重、質(zhì)膜透性、脯氨酸含量、根系活力及Na＋／K＋比值變化小，滲透勢(shì)變化大。孫桂芝等［5］研究表明，鹽脅迫下，供試貓尾草生長(zhǎng)明顯受到抑制，株高、存活率隨著鹽濃度增大，呈現(xiàn)不同程度的降低，葉片傷害率逐漸升高。篩選強(qiáng)耐鹽種質(zhì)資源，通過(guò)遺傳改良提高作物耐鹽性，是治理鹽堿地的重要途徑。目前，研究對(duì)象主要集中在大麥、棉花、水稻、高粱、大豆及貓尾草和偃麥草屬等植物，對(duì)位居世界糧食產(chǎn)量第6的燕麥苗期耐鹽性的評(píng)價(jià)研究較少。

灰色系統(tǒng)理論是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的理論分析系統(tǒng)，在農(nóng)業(yè)方面已有所應(yīng)用。在進(jìn)行品種評(píng)價(jià)時(shí)，常用的定量分析方法都是數(shù)理統(tǒng)計(jì)或多元分析法，往往要求有大量樣本和典型的概率分布，且多限于品種間進(jìn)行，灰色系統(tǒng)理論中關(guān)聯(lián)度分析法可以克服上述的不足［6］。研究將形態(tài)指標(biāo)與燕麥的耐鹽性狀特征相結(jié)合，采用了灰色關(guān)聯(lián)度法對(duì)燕麥苗期的耐鹽性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，使間接選擇更簡(jiǎn)單易行。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

選擇5種裸燕麥和5種皮燕麥作為供試材料，編號(hào)見表1，均來(lái)自甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院。

1.2 試驗(yàn)方法

2011年9月初，進(jìn)行盆栽試驗(yàn)。每個(gè)供試燕麥品種設(shè)7個(gè) NaCl濃度處理，即對(duì)照（不加 NaCl）、0.075%、0.175%、0.275%、0.375%、0.475%、0.675%的NaCl溶液，每個(gè)處理10盆，3次重復(fù)，共210盆，以蒸餾水為對(duì)照。將每個(gè)處理的供試種子（15粒）均勻撒播在已裝好大田土壤的盆（10cm×10cm）中，于溫室進(jìn)行自然光照培育，待出苗后間苗，在幼苗長(zhǎng)到3葉之前定苗，待苗生長(zhǎng)到3～4葉期時(shí)加鹽處理，并加入等量蒸餾水作為對(duì)照。25d后測(cè)定耐鹽指標(biāo)，30d結(jié)束試驗(yàn)。

表1 供試材料編號(hào)Table1 The code for the tests

1.3 測(cè)定指標(biāo)與方法

測(cè)定幼苗的存活率（%）、株高（cm）、單株干重（g）、根長(zhǎng)（cm）、根數(shù)（個(gè)）、生長(zhǎng)脅迫指數(shù)（%）（以鹽處理下植株干重與對(duì)照植株干重的比值）6項(xiàng)指標(biāo)。利用DPS數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，Excel制圖。灰色關(guān)聯(lián)度分析方法對(duì)10種燕麥品種的耐鹽性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

2 結(jié)果與分析

2.1 10個(gè)燕麥品種在不同NaCl濃度處理下的存活率

對(duì)10個(gè)燕麥品種在不同濃度NaCl處理下存活率的研究表明（表2），MF9715和VAO－14這2個(gè)品種的存活率以對(duì)照存活率最高；定莜84、AC1038、99AS307和VAO－22這4個(gè)品種的存活率在處理濃度為0.375%時(shí)最高；VAO－14在對(duì)照和0.075%兩個(gè)鹽濃度下存活率為100%，而VAO－22的存活率最高達(dá)到72.14%。

2.2 10個(gè)燕麥品種在不同NaCl濃度處理下的株高

對(duì)10個(gè)燕麥品種在不同濃度NaCl處理下株高的研究表明（表3），定莜84、AC1038、VAO－14、QO245－7和VAO－22這5個(gè)品種以對(duì)照株高最大；VAO－1和MF9715這2個(gè)品種在鹽濃度為0.075%時(shí)株高最大；紫燕麥和Sylva這2個(gè)品種是在鹽濃度為0.275%時(shí)株高最大；MF9715的株高最大值與其他品種相比最大，為25.67cm；紫燕麥和VAO－22的株高最大值與其他品種相比最小，分別為14.28cm和14.22cm。

表2 10個(gè)燕麥品種在不同濃度NaCl處理下的存活率Table2 Survival rate of ten varieties of oats on different concentrations under salt treatment %

表3 10個(gè)燕麥品種在不同濃度NaCl處理下的株高Table3 Plant height of ten varieties of oats on different concentrations under salt treatment cm

2.3 10個(gè)燕麥品種在不同NaCl濃度處理下的單株干重

對(duì)10個(gè)燕麥品種在不同濃度鹽處理下單株干重的研究表明（表4），定莜84、AC1038、MF9715 和99AS307這4個(gè)品種在鹽濃度為0.275%時(shí)單株干重最大；VAO－14、紫燕麥和Sylva這3個(gè)品種以對(duì)照處理下單株干重最大。

2.4 10個(gè)燕麥品種在不同鹽濃度處理下的根長(zhǎng)

10個(gè)燕麥品種在不同濃度鹽處理下根長(zhǎng)的研究表明（表5），在鹽濃度為0.175%時(shí)，MF9715、VAO－14和Sylva這3個(gè)品種根長(zhǎng)最長(zhǎng)；在鹽濃度為0.375%時(shí)，定莜84，VAO－1和99AS307這3個(gè)品種根長(zhǎng)最長(zhǎng)；紫燕麥的根長(zhǎng)最大值與其他品種最大值相比最小。

表4 10個(gè)燕麥品種在不同濃度NaCl處理下的單株干重Table4 Dry weight per plant of ten varieties of oats on different concentrations under salt treatment g

表5 10個(gè)燕麥品種在不同濃度NaCl處理下的根長(zhǎng)Table5 Root length of ten varieties of oats on different concentrations under salt treatment cm

2.5 10個(gè)燕麥品種在不同鹽濃度處理下的根數(shù)

對(duì)10個(gè)燕麥品種在不同濃度鹽處理下根數(shù)的研究表明（表6），在鹽濃度相同時(shí)，除了0.375%和0.475%處理處，供試的10個(gè)品種根數(shù)差異不顯著。

表6 10個(gè)燕麥品種在不同濃度NaCl處理下的根數(shù)Table6 Root number of ten varieties of oats on different concentrations under salt treatment 個(gè)

2.6 10個(gè)燕麥品種在不同NaCl濃度處理下的脅迫指數(shù)

對(duì)10個(gè)燕麥品種在不同濃度NaCl處理下生長(zhǎng)脅迫指數(shù)的研究表明（表7），定莜84、AC1038、紫燕麥和99AS307這4個(gè)品種在濃度為0.275%時(shí)生長(zhǎng)脅迫指數(shù)最大；MF9715、QO245－7和 VAO－22這3個(gè)品種在濃度為0.075%時(shí)生長(zhǎng)脅迫指數(shù)最大；VAO－14的生長(zhǎng)脅迫指數(shù)最大值與其他品種最大值相比最小。

表7 10個(gè)燕麥品種在不同濃度NaCl處理下的生長(zhǎng)脅迫指數(shù)Table7 Growth stress index of ten varieties of oats on different concentrations under salt treatment

2.7 綜合評(píng)價(jià)

鑒于分析指標(biāo)較多，就每一指標(biāo)的分析結(jié)果很難統(tǒng)一到具體哪個(gè)燕麥品種的耐鹽性較好。采用灰色理論，參照文獻(xiàn)［7］的方法，將所有的燕麥品種作為一個(gè)灰色系統(tǒng)，供試的10個(gè)不同品種作為系統(tǒng)中的因素，對(duì)其進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

2.7.1 灰色關(guān)聯(lián)度綜合評(píng)價(jià)中參考品種的建立及數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化處理 參考品種就是在灰色系統(tǒng)中對(duì)不同品種燕麥進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)，參考品種的建立是要符合以下2個(gè)條件，一是要根據(jù)育種目標(biāo)，二是要參考較好的耐鹽性進(jìn)行建立。通過(guò)對(duì)不同鹽濃度下燕麥苗期的株高、根長(zhǎng)、根數(shù)、單株干重等指標(biāo)的分析觀察，選取各指標(biāo)最優(yōu)值進(jìn)行參考品種的建立，依此建立一個(gè)“最優(yōu)耐鹽性”的參考序列X0。將中間處理濃度0.275%下的耐鹽指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)度分析［8，9］。

各指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行無(wú)量綱初值化處理（表8）。據(jù)此建立各性狀指標(biāo)的關(guān)聯(lián)數(shù)值（表9）。

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

表9 各性狀指標(biāo)的關(guān)聯(lián)系數(shù)值Table9 Values of correlation coefficient of different character indexes

2.7.2 各指標(biāo)的熵值及其權(quán)重 參照文獻(xiàn)［10］方法，計(jì)算各指標(biāo)的熵值和權(quán)值，得表10。各指標(biāo)加權(quán)關(guān)聯(lián)度與等權(quán)關(guān)聯(lián)貫度結(jié)果及排序（表11）。

加權(quán)關(guān)聯(lián)度的排序可看出，在0.275%的鹽濃度下，10個(gè)燕麥品種苗期耐鹽性的排列順序?yàn)椋篗F9715、99AS307、QO245－7、VAO－1 4、紫燕麥、Sylva、AC1038、VAO－14、定 莜 84、VAO－22。 說(shuō) 明MF9715耐鹽性最高，這在一定程度上也代表了10個(gè)燕麥品種在不同鹽濃度下的耐鹽性高低。

表10 各指標(biāo)的熵值及其權(quán)重Table10 Entropy and weight of different indexes

表11 各參試品種間的關(guān)聯(lián)度及排序Table11 Correlation degree and order during different varieties of oats

續(xù)表11

3 討論與結(jié)論

（1）大量研究資料表明，鹽脅迫對(duì)作物的地下部分和地上部分生長(zhǎng)均有顯著的抑制作用，并且隨著鹽濃度的升高，抑制作用越強(qiáng)［11－14］。

（2）不同濃度鹽脅迫對(duì)燕麥苗期存活率、株高等指標(biāo)影響不同，低濃度可以促進(jìn)燕麥根系和幼苗的生長(zhǎng)。高濃度抑制了根系的伸長(zhǎng)和芽的生長(zhǎng)。尤其在鹽處理濃度超過(guò)0.475%時(shí)，隨著鹽濃度增加燕麥許多萌發(fā)性狀均受到嚴(yán)重抑制。

（3）鹽脅迫對(duì)燕麥種質(zhì)材料的影響是多方面、多層次的，不僅表現(xiàn)在不同的生育階段，同時(shí)也表現(xiàn)在具體的生理生化過(guò)程［15］。由于供試材料基因型的不同，材料對(duì)鹽脅迫的適應(yīng)方式也隨之不同［16，17］。因此，在進(jìn)行耐鹽性鑒定時(shí)，不能使用單一指標(biāo)，而應(yīng)對(duì)多個(gè)指標(biāo)進(jìn)行綜合考慮和評(píng)價(jià)。

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