蘇打鹽堿脅迫下不同來源苜蓿品種抗鹽性綜合評價

李 波，于海龍

（齊齊哈爾大學生命科學與農林學院，黑龍江 齊齊哈爾161006）

鹽堿土作為一種重要的土地資源，是地球上分布廣泛的一種土壤類型。目前，在我國1億hm2耕地中有667萬hm2鹽漬化土壤，另有0.346億m2鹽堿荒地［1］，并且因近年來全球氣候變暖，致使降雨量減少，加之不合理灌溉，導致我國干旱、半干旱地區的土壤次生鹽漬化程度日趨加重。盡管現代社會大力倡導可持續發展，但全球生態環境仍在不斷惡化，土壤鹽堿化仍然是人類面臨的一個世界性問題。實踐表明，利用耐鹽抗鹽植物進行鹽堿地改良是經濟有效的措施之一［2］。

苜蓿（Medicagosativa）因具有廣泛的生態適應性和穩定的生產力，是世界上栽培面積最廣、最主要的優良豆科牧草之一，故被譽為“牧草之王”［3］，并且其葉片具有排鹽機制，可在中性或輕度鹽堿土壤中生長良好，是豆科植物中耐鹽性較強的飼草。但是，由于苜蓿品種間的耐鹽性差異較大，必須經過嚴格的篩選和鑒定，選育耐鹽苜蓿品種，才能使其在提高鹽堿地的利用率、保護生態環境以及發展低碳經濟方面發揮更大的作用［4］。

種子萌發是植株建成的第一環節，其質量的好壞直接影響到大田作物是否苗壯和苗全，進而影響到產量。而種子在鹽堿脅迫下能夠萌發是作物鹽堿地種植的前提條件，故種子萌發期是進行植物耐鹽性鑒定的重要時期［5］。因此，本試驗選擇10個來源不同的苜蓿品種，采用不同濃度NaHCO3，Na2CO3混合溶液對其進行鹽堿脅迫萌發，從發芽率、活力指數等指標著手，研究其耐鹽性強弱，旨在為今后不同鹽堿度地區的引種、種植提供理論依據和參考，為鹽堿地苜蓿人工草地開發奠定基礎，對擴大其種植范圍，提高生產力，具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗材料以黑龍江省畜牧研究所提供的10種產地不同的苜蓿種子為材料，其材料的編號如表1所示。

表1 苜蓿種質材料Table 1 The information of ten alfalfa cultivars

1.2 試驗方法

1.2.1 蘇打鹽堿脅迫處理 采用兩種蘇打鹽（NaHCO3，Na2CO3），按摩爾比9∶1比例配置成鹽濃度為0（CK，去離子水），30，40，50，60和70mmol·L-1溶液，共6個鹽濃度處理。

1.2.2 材料培養 取不同品種的苜蓿種子，盡量選取籽粒大小相同，籽粒飽滿、成熟的種子，取180個發芽盒（12cm×12cm×6cm），盒內鋪兩層濾紙，每盒均勻的撒上50粒種子，加入不同濃度的鹽溶液，每組3次重復，以去離子水為對照。置于培養箱（25℃）培養，試驗過程中，以恒重法補充所失水分。以胚根突破種皮2 mm視為萌發，并在萌發期及芽苗期進行形態指標的測定。

1.2.3 測定指標與方法 鹽脅迫種子發芽第7d測定其發芽率、根長、芽長、活力指數。

種子發芽率（%）=發芽終期發芽種子數/供檢種子總數×100

發芽指數（GI）=∑Gt/Dt（式中：Gt為第t天的發芽個數，Dt為對應的發芽天數，t=1～7）。

活力指數（VI）=發芽指數（GI）×胚根長度（cm）

種子萌發7d后，將10種苜蓿的芽苗分為地上部分和地下部分，取10株具代表性的芽苗，用游標卡尺分別測量其胚根和胚芽的長度，公式為：

胚芽長度（L芽）=（L1+L2+L3+……+L10）/10

胚根長度（L根）=（L1+L2+L3+……+L10）/10

1.3 數據分析

采用Excel 2010軟件進行數據統計處理，用SPSS 17.0軟件進行相關性分析，利用隸屬函數法對不同品種種子的耐鹽堿性進行排序。

2 結果與分析

2.1 蘇打鹽堿脅迫對苜蓿種子萌發的影響

由表2可知，供試10種苜蓿種子的發芽率均隨蘇打鹽堿脅迫溶液濃度的升高而降低，但不同品種下降趨勢不同。在30mmol·L-1時，各品種的發芽率與對照相比，受脅迫影響較小，并且‘WL343HQ’、‘標桿’、‘肇東’和‘馴鹿’品種發芽率較對照組高，說明低濃度的鹽堿脅迫可能對種子發芽有促進作用。但隨著脅迫溶液濃度升高，不同品種的發芽率受抑制的程度存在較大差異。其中，‘中苜1號’品種在70mmol·L-1脅迫液中發芽率趨近于零，而品種‘WL525HQ’和‘WL903HQ’即使在70mmol·L-1時仍有較高的發芽率，尤以品種‘WL525HQ’最為突出，說明苜蓿品種間對蘇打鹽堿脅迫的敏感性差異較大。

2.2 蘇打鹽堿脅迫對苜蓿芽苗芽長和根長的影響

由表3和表4可知，隨脅迫程度的增加，各供試品種苜蓿芽苗生長逐漸受到抑制，但各品種間受抑制程度不同。各品種芽苗的芽長和根長均隨鹽濃度的升高呈下降趨勢，在鹽堿濃度達到70mmol·L-1時，供試品種均呈現不萌發或幼芽生長緩慢直至壞死的現象。

表2 蘇打鹽堿脅迫下苜蓿種子發芽率Table 2 Germination rate of alfalfa seed under soda salt and alkali stress/%

表3 蘇打鹽堿脅迫下苜蓿芽苗芽長Table 3 Plumule length of alfalfa seeding under soda salt and alkali stress/cm

表4 蘇打鹽堿脅迫下苜蓿芽苗根長Table 4 Radicle length of alfalfa seeding under soda salt and alkali stress/cm

2.3 蘇打堿脅迫對苜蓿種子活力的影響

由表5可知。隨脅迫程度的增加，各供試品種紫花苜蓿芽苗活力指數逐漸降低。脅迫第4d時，各品種在70mmol·L-1脅迫液中表現一致，即在種子萌發后，胚根停止生長甚至壞死；有些品種在70mmol·L-1脅迫下，胚根和胚芽生長緩慢，最后腐爛。但‘中苜1號’、‘驚喜’和‘標桿’3個品種在30mmol·L-1鹽堿脅迫下與對照組相比活力指數下降幅度較大，說明這3個品種對鹽堿脅迫較為敏感。

表5 蘇打鹽堿脅迫下苜蓿種子活力指數Table 5 Vigor index of alfalfa seed under soda salt and alkali stress

2.4 10種苜蓿種子抗蘇打鹽堿綜合比較

采用模糊數學中的隸屬函數法，對供試10個苜蓿種子的發芽率、根長、芽長以及活力指數4項指標進行綜合評價，結果如表6所示。根據隸屬函數值越大抗蘇打鹽堿性越強的原則，供試不同苜蓿種子的抗蘇打鹽堿性由強到弱的次序是‘WL343HQ’＞‘WL903HQ’＞‘馴鹿’＞‘WL525HQ’＞‘肇東’＞‘賽特’＞‘標桿’＞‘驚喜’＞‘龍牧801’＞‘中苜1號’。

表6 各指標隸屬值及耐蘇打鹽堿綜合評價Table 6 Subordinate function value and comprehensive evaluation of soda salt and alkali resistant of different alfalfa seeds

3 討論與結論

鹽漬環境多伴隨高pH值脅迫，鹽脅迫對植物的損傷主要有滲透脅迫、離子毒害及離子不平衡等；而堿脅迫除造成以上中性鹽相同的脅迫外，還有高pH脅迫等。胡宗英［6］研究表明，堿脅迫是Na+與pH的協同作用，相比中性鹽對植物生長發育影響較大較明顯。對于植物抗逆性評價的指標往往涉及形態指標、生理指標和生化指標。相對其他評價方法具有簡便、成本低的優點，但由于評價抗鹽堿性指標一般為多種類型，所以隸屬函數法被認為是一種可以綜合考慮不同類型指標以消除不同指標間權重差別的有效方法，其排序結果也能客觀反映各供試品種材料的抗鹽堿能力［7］。

本研究利用NaHCO3，Na2CO3兩種堿性鹽模擬鹽堿脅迫對紫花苜蓿種子萌發和芽苗生長特性進行研究，并運用隸屬函數法對紫花苜蓿種子的耐鹽堿能力進行綜合評價。由研究結果可知，反映耐鹽堿能力的4個指標（發芽率、活力指數、芽長、根長）基本呈現隨脅迫濃度升高而下降趨勢，但低濃度的蘇打鹽堿脅迫對一些品種種子發芽有促進作用。這與張利霞［8］等人研究低濃度的鹽對夏枯草（Prunellavulgaris）種子的萌發具有促進作用，高濃度則具有抑制作用的結果一致。在一定的低鹽堿濃度范圍內，苜蓿種子的發芽率和活力指數顯著高于對照，原因可能是低濃度的鹽溶液有調節滲透壓，促進種子吸水的作用，最終促進種子萌發。根據耐鹽性綜合排序結果可知，‘WL343HQ’、‘WL903HQ’與‘馴鹿’耐鹽堿能力較強，‘龍牧801’與 ‘中苜1號’對鹽堿環境相對敏感。