幾種葉用芥菜發(fā)芽期耐鹽性鑒定與分析

王潔，楊曉賓，王婧，任錫亮，孟秋峰，黃蕓萍，高天一

(1.寧波市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，浙江 寧波 315040； 2.浙江萬(wàn)里學(xué)院，浙江 寧波 315100； 3.安徽省種子管理總站，安徽 合肥 230051)

芥菜(Brassicajuncea)是十字花科蕓薹屬一年生或二年生草本植物，喜冷涼濕潤(rùn)耐寒，分布遍及我國(guó)各地，長(zhǎng)江以南地區(qū)種植尤為廣泛，是我國(guó)重要的鮮食和加工蔬菜。種植芥菜不僅可以充分利用冬閑田，提高土地利用率，而且芥菜種植和加工可為廣大農(nóng)村剩余勞動(dòng)力提供大量的就業(yè)機(jī)會(huì)，對(duì)于經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展具有重要意義。葉用芥菜(雪里蕻)是芥菜的主要類型之一，寧波的名優(yōu)特產(chǎn)，也是浙江省的主要腌漬蔬菜，富含人體所必需的多種蛋白質(zhì)、氨基酸、糖類及多種微量元素，具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，經(jīng)腌制后有一種特殊的香味和鮮味，能促進(jìn)腸、胃的消化，尤其是在做魚(yú)類、油膩類菜肴時(shí)，咸菜雪里蕻是不可缺少的配料，深受消費(fèi)者喜愛(ài)[1]。

土壤鹽堿化嚴(yán)重影響作物生產(chǎn)、環(huán)境健康和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，是制約現(xiàn)代農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的主要因素之一。作為我國(guó)東部沿海的省份，浙江省共有灘涂資源26.067萬(wàn)hm2，其中絕大部分仍未脫鹽，甚至還不斷遭受鹽漬危害[2]。前人對(duì)于鹽堿地改良得理論和實(shí)踐表明，采用種植(養(yǎng)殖)耐鹽性較強(qiáng)的生物(植物、動(dòng)物、微生物等)來(lái)治理鹽堿地，是普遍認(rèn)為的最為經(jīng)濟(jì)有效的改良方法。面對(duì)日益增長(zhǎng)的人口數(shù)量和鹽堿地面積，開(kāi)展芥菜耐鹽育種和栽培方面的研究依然是現(xiàn)代芥菜育種的重要研究目標(biāo)之一。本研究對(duì)幾種葉用芥菜發(fā)芽期耐鹽性進(jìn)行鑒定和分析，旨在為芥菜耐鹽品種的選育和栽培提供一定的參考價(jià)值，對(duì)浙江省鹽堿地治理和芥菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 材料

供試葉用芥菜品種包括甬雪1號(hào)、甬雪3號(hào)、甬雪4號(hào)、科興雪菜、大豐雪菜，均來(lái)自寧波市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院蔬菜所選育或收集。

改良Hoagland′s(霍格蘭)營(yíng)養(yǎng)液、NaCl、NaOH、HCl、硝酸鈣。

自動(dòng)壓力蒸氣滅菌鍋(MLS-3781L-PC，松下健康醫(yī)療器械株式會(huì)社)；數(shù)顯恒溫水浴鍋(HH-S24，常州梅香儀器有限公司)；葉綠素測(cè)定儀(SPAD-502，浙江托普儀器)；電導(dǎo)率測(cè)定儀(DDBJ-350，齊威儀器)；電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱(XMTD-8222，上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司)；超凈工作臺(tái)(SW-CJ-2FD，蘇州安泰空氣技術(shù)有限公司)。

1.2 方法

1.2.1 溶液配制

改良霍格蘭營(yíng)養(yǎng)液的配制。稱取霍格蘭粉1.28 g于900 mL去離子水中，煮沸直至完全溶解，再稱取0.985 g硝酸鈣于100 mL水中完全溶解，將配好的兩溶液混合一起，待溫度降至60 ℃左右進(jìn)行pH調(diào)試，可用NaOH和HCl進(jìn)行微調(diào)，pH調(diào)至6.8。最后用三角瓶進(jìn)行分裝，分裝后進(jìn)行115 ℃高壓滅菌30 min。

NaCl溶液的配制。稱取11.688 g NaCl于1 L的霍格蘭營(yíng)養(yǎng)液中進(jìn)行溶解，得到200 mmol·L-1的NaCl溶液，用容量瓶進(jìn)行定容，濃度由高至低進(jìn)行稀釋。

1.2.2 材料處理

試驗(yàn)所用的營(yíng)養(yǎng)液為改良的霍格蘭營(yíng)養(yǎng)液[3]，設(shè)0(對(duì)照)、50、100、150、200 mmol·L-1等5個(gè)NaCl溶液濃度處理。5個(gè)葉用芥菜品種隨機(jī)各數(shù)100粒健康飽滿的種子，放入含有不同濃度NaCl的營(yíng)養(yǎng)液中進(jìn)行培養(yǎng)。晝夜溫度為25/20 ℃，光暗周期為12 h/12 h，光照強(qiáng)度為7 000 lx，濕度為60%。每天加入相同體積含不同濃度NaCl的霍格蘭營(yíng)養(yǎng)液，于試驗(yàn)開(kāi)始的第2天開(kāi)始記錄種子發(fā)芽情況，統(tǒng)計(jì)不同品種的相對(duì)發(fā)芽率，7 d后取其葉片進(jìn)行相關(guān)的生理指標(biāo)測(cè)定，每處理均設(shè)3個(gè)生物學(xué)重復(fù)。

1.2.3 指標(biāo)測(cè)定

測(cè)量指標(biāo)包括相對(duì)發(fā)芽率、根長(zhǎng)、莖長(zhǎng)、含水量、葉綠素含量和相對(duì)電導(dǎo)率。葉綠素含量的測(cè)定采用便攜式葉綠素計(jì)進(jìn)行測(cè)量，電導(dǎo)率的測(cè)定參考文獻(xiàn)[4]的方法。

2 結(jié)果與分析

2.1 芥菜樣品各材料間的耐鹽比較

2.1.1 相對(duì)發(fā)芽率

從表1可知，5個(gè)芥菜品種的相對(duì)發(fā)芽率基本都隨著鹽濃度的上升而呈逐漸降低的趨勢(shì)。當(dāng)鹽濃度為50 mmol·L-1時(shí)，所有品種的相對(duì)發(fā)芽率均在75%以上；當(dāng)鹽濃度升至100 mmol·L-1時(shí)，除大豐雪菜相對(duì)發(fā)芽率降低至50%以下外，其余4個(gè)品種均在70%以上；鹽濃度為150 mmol·L-1時(shí)，除大豐雪菜以外，其余4個(gè)品種相對(duì)發(fā)芽率都在60%以上。分析5個(gè)品種在高鹽濃度(200 mmol·L-1)下的耐受性可以看出，甬雪3號(hào)和甬雪4號(hào)相對(duì)發(fā)芽率依然保持在50%以上，甬雪1號(hào)為40%，而科興雪菜和大豐雪菜分別為22%和7%。從高鹽濃度下的相對(duì)發(fā)芽率看，5個(gè)品種的耐鹽性強(qiáng)弱依此為甬雪4號(hào)>甬雪3號(hào)>甬雪1號(hào)>科興雪菜>大豐雪菜。

2.1.2 根長(zhǎng)

從表2可得出，在鹽濃度≤150 mmol·L-1時(shí)，

表1 不同濃度鹽脅迫下芥菜品種相對(duì)發(fā)芽率的變化

5個(gè)品種的根長(zhǎng)相比對(duì)照都呈現(xiàn)不同程度的增加。隨著鹽濃度升高，不同品種的根長(zhǎng)表現(xiàn)出不同的變化規(guī)律。其中，甬雪3號(hào)和甬雪4號(hào)的根長(zhǎng)基本呈現(xiàn)出隨鹽濃度升高而不斷上升的趨勢(shì)，根長(zhǎng)的峰值也都出現(xiàn)在200 mmol·L-1鹽濃度處理。甬雪1號(hào)、科興雪菜和大豐雪菜的根長(zhǎng)則是呈現(xiàn)出先上升后下降的趨勢(shì)。其中，甬雪1號(hào)和科興雪菜的最大根長(zhǎng)出現(xiàn)在100 mmol·L-1鹽濃度處理時(shí)，而大豐雪菜在50 mmol·L-1鹽脅迫時(shí)根長(zhǎng)達(dá)到最大值。

表2 不同鹽濃度脅迫下芥菜品種根長(zhǎng)的變化

2.1.3 莖長(zhǎng)

從表3可看出，當(dāng)鹽濃度為50 mmol·L-1時(shí)，除甬雪1號(hào)和科興雪菜外，其余幾個(gè)品種的莖長(zhǎng)相比對(duì)照沒(méi)有明顯變化；當(dāng)鹽濃度≥100 mmol·L-1時(shí)，5個(gè)品種的莖長(zhǎng)相比對(duì)照基本呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，且隨著鹽濃度的不斷升高，除甬雪1號(hào)和甬雪4號(hào)外，其余處理根長(zhǎng)呈降低趨勢(shì)。當(dāng)鹽濃度升高至200 mmol·L-1時(shí)，大豐雪菜的莖長(zhǎng)為0，表明生長(zhǎng)受到嚴(yán)重抑制。

表3 不同鹽濃度脅迫下芥菜品種莖長(zhǎng)的變化

2.1.4 含水量

從表4可以看出，當(dāng)鹽濃度為50 mmol·L-1時(shí)，5個(gè)品種的含水量都在90%以上；當(dāng)鹽濃度為100 mmol·L-1時(shí)，除甬雪4號(hào)以外，其余4個(gè)品種的含水量都在90%以上；當(dāng)鹽濃度為150 mmol·L-1時(shí)，甬雪3號(hào)和大豐雪菜的含水量降至90%以下，其余3個(gè)品種仍在90%以上；當(dāng)鹽濃度升高至200 mmol·L-1時(shí)，甬雪4號(hào)和科興雪菜的含水量降至90%以下，而甬雪1號(hào)和甬雪3號(hào)的含水量仍在90%以上。

表4 不同鹽濃度脅迫下芥菜品種含水量比較

2.1.5 葉綠素含量

從表5可看出，當(dāng)鹽濃度≤150 mmol·L-1時(shí)，鹽脅迫對(duì)甬雪1號(hào)葉綠素含量的影響不是很大；當(dāng)鹽濃度升至200 mmol·L-1時(shí)，甬雪1號(hào)的葉綠素含量明顯降低。隨著鹽濃度的升高，甬雪3號(hào)的葉綠素含量呈現(xiàn)微小的2次先升高再降低的趨勢(shì)；鹽濃度對(duì)甬雪4號(hào)葉綠素含量的影響表現(xiàn)為負(fù)相關(guān)；而科興雪菜與大豐雪菜在不同鹽濃度的脅迫下其葉綠素含量呈先上升后下降的趨勢(shì)，峰值分別出現(xiàn)在150和50 mmol·L-1鹽脅迫時(shí)。

表5 不同鹽濃度脅迫下芥菜品種葉綠素含量比較

2.1.6 相對(duì)電導(dǎo)率

從表6可知，5個(gè)品種中，甬雪4號(hào)、科興雪菜和大豐雪菜的相對(duì)電導(dǎo)率基本隨著鹽濃度的上升呈上升趨勢(shì)；甬雪1號(hào)和甬雪3號(hào)相對(duì)電導(dǎo)率的峰值均出現(xiàn)在100 mmol·L-1鹽脅迫。

表6 不同鹽濃度脅迫下芥菜品種相對(duì)電導(dǎo)率比較

2.2 各生理指標(biāo)顯著性差異分析

生理指標(biāo)顯著性差異分析可知，含水量(F=1.48，P=0.233 0)、葉綠素含量(F=1.34，P=0.256 9)與相對(duì)電導(dǎo)率(F=0.86，P=0.361 6)的F檢驗(yàn)的P值均>0.05，即不能認(rèn)為這三者與鹽濃度存在顯著差異，但根長(zhǎng)(F=69.22，P<0.000 1)與莖長(zhǎng)(F=22.66，P<0.000 1)的F檢驗(yàn)P值<0.05，即可判斷這兩者與鹽濃度有顯著關(guān)系，可作為判斷葉用芥菜耐鹽性的指標(biāo)。

3 小結(jié)與討論

鹽害會(huì)對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育造成不利影響，而植物的耐鹽程度也因不同發(fā)育階段而存在差異。在植物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中，最脆弱的時(shí)期是萌發(fā)期和幼苗期。植物在鹽脅迫環(huán)境下能否順利萌發(fā)，以及幼苗期能否順利生長(zhǎng)，在一定程度上反應(yīng)出其耐鹽性[5]。目前，關(guān)于葉用芥菜種質(zhì)資源耐鹽性評(píng)價(jià)方面的研究較少。崔世友等[6]通過(guò)實(shí)地測(cè)定灘涂上生長(zhǎng)的葉用芥菜的根際土壤電導(dǎo)率，鑒定出了強(qiáng)耐鹽的葉用芥菜材料，其耐鹽性強(qiáng)于大麥等耐鹽性較強(qiáng)的作物，可在EC 1∶5值達(dá)2.366 mS·cm-1的濱海鹽土上生長(zhǎng)。

本研究結(jié)果表明，低濃度鹽溶液(≤100 mmol·L-1)對(duì)葉用芥菜的各項(xiàng)生長(zhǎng)指標(biāo)影響不大，當(dāng)鹽濃度為50 mmol·L-1時(shí)，甚至對(duì)根長(zhǎng)等個(gè)別指標(biāo)還存在一定的促進(jìn)作用。這與楊飛等[7-8]在白菜、蘿卜等十字花科作物上的研究類似。當(dāng)鹽濃度≥150 mmol·L-1時(shí)，種子發(fā)芽率、根長(zhǎng)、莖長(zhǎng)等呈顯著下降趨勢(shì)，幼苗生長(zhǎng)受到嚴(yán)重抑制。當(dāng)鹽濃度達(dá)到200 mmol·L-1時(shí)，大豐雪菜的相對(duì)發(fā)芽率極低，幼苗生長(zhǎng)受到嚴(yán)重抑制，導(dǎo)致含水量、葉綠素含量、電導(dǎo)率等指標(biāo)無(wú)法完成測(cè)量。

綜上認(rèn)為，150 mmol·L-1的NaCl濃度可作為判定葉用芥菜耐鹽性的最適濃度。通過(guò)方差分析發(fā)現(xiàn)，根長(zhǎng)和莖長(zhǎng)可作為判斷葉用芥菜耐鹽性的指標(biāo)。通過(guò)試驗(yàn)綜合分析得知，5個(gè)芥菜品種的耐鹽性強(qiáng)弱依次為甬雪4號(hào)、甬雪3號(hào)>甬雪1號(hào)>科興雪菜>大豐雪菜。