鹽脅迫下高粱幼苗生長及其對耐鹽性評價的影響

摘 要：以糖度及其它農藝性狀差異較大的6個高粱株系為材料，研究不同濃度鹽脅迫處理7天和14天后高粱幼苗的苗高、鮮重、飽和鮮重及干重的變化以及對苗期耐鹽性鑒定評價的影響。結果表明：隨著鹽濃度的升高以及脅迫時間的延長幼苗生長受到的抑制增大，苗高、鮮重、飽和鮮重和干重均隨鹽濃度的升高而降低。在0、50、100 mmol/L NaCl濃度下，處理7天和14天的苗高差異顯著；當NaCl濃度大于150 mmol/L時，各濃度間苗高均沒有顯著差異。處理14天后，50 mmol/L和100 mmol/L，150 mmol/L和200 mmol/L兩個濃度間的苗鮮重、飽和鮮重及干重無顯著差異，其它各濃度間差異顯著。在4個鹽濃度中，苗高、鮮重、飽和鮮重和干重的相關性均達顯著性水平，但是僅在100 mmol/L和150 mmol/L濃度下，耐鹽級別與鹽害指數呈顯著正相關。

關鍵詞：高粱；鹽脅迫；幼苗生長；耐鹽性

中圖分類號：S514.01文獻標識號：A文章編號：1001-4942（2013）03-0042-05

世界上近百個國家有鹽漬土，全世界鹽漬土面積約為10.1×108 hm2，約占世界可耕地的5%～10%[1]，中國鹽漬土總面積約為3 600×104 hm2[2]。另外，由于灌溉不當等因素，每年約有30×104 hm2的耕地發生次鹽漬化。種植耐鹽作物，充分利用邊際性土地，對于改善生態環境、增加農民收入具有非常重要的作用。高粱具有耐鹽、耐旱、高生物量和高含糖量等優點，可在玉米、甘蔗等其它能源作物不能生長的鹽堿地上生長。

鹽害可導致種子萌發延遲，生長速率降低，葉片邊緣灼傷、萎蔫、變黃，最終導致葉片脫落，同時還抑制了根的發育，直至植物逐漸死亡。由于土壤化學和物理成分的不均一性以及季節性降雨的影響，在大田中對高粱進行耐鹽性鑒定和篩選很困難，結果重復性較差。前人的研究結果表明，對不同基因型植物進行耐鹽性鑒定，長期的大田鑒定試驗與短期室內的試驗差異不大[3]。因此，可以用短期試驗代替大田試驗對不同基因型的耐鹽性進行鑒定。但是，短期的室內試驗也必須使植物在鹽害環境中至少脅迫兩周或更長時間[4]。土壤中的鹽分主要是鈉、鈣、鎂和鉀的氯化鹽和硫酸鹽，其中氯化鈉對植物的生長和發育負作用最大。高粱雖然對鹽害具有一定的抗性，但是不同鹽濃度下高粱生長狀況不盡相同。目前對高粱芽期耐鹽性鑒定和評價的相關研究較多[5～9]，而對苗期耐鹽性鑒定和評價的相關研究較少，并且不同的研究者側重點也不同[8，9]。苗期是高粱對鹽害最敏感的時期，苗期耐鹽性的高低決定了鹽堿地高粱的苗況。因此本研究以不同濃度的氯化鈉溶液對不同高粱株系苗期進行不同時間的脅迫處理，研究高粱苗期鹽脅迫對各生長指標的影響以及與高粱苗期耐鹽性評級的關系，以期為高粱耐鹽資源的篩選、耐鹽遺傳育種及鹽堿地栽培管理提供一定的理論指導。

1 材料與方法1.1 試驗材料

粒用高粱和甜高粱雜交后代衍生系175、176、179、181、183和184，糖錘度在8%～15%。

1.2 苗期耐鹽鑒定方法

設置0、50、100、150、200、250 mmol/L共6個NaCl濃度梯度。2012年4月對每個株系進行催芽，等胚芽和胚根均長出后移栽到溫室大棚內。周轉箱中放入Hoagland營養液5 L，將用紗網封住底面并開有播種條溝的泡沫板放入水中，挑選整齊一致的發芽種子，用鑷子放在泡沫板的條溝中，每個株系放10～15粒。絕大多數株系的幼苗長到兩葉一心時定苗，每個品系選留整齊一致幼苗8株，重復3次。用加有上述6個NaCl濃度的Hoagland營養液進行培養，每天早、晚補充蒸發掉的水分，每5天更換一次營養液。

鹽脅迫處理開始后，記載幼苗開始出現萎蔫、葉尖變黃青枯和死亡的時間。7天后調查每個品系的苗高（每個品系選生長一致單株3株，從莖基部到最高的葉尖高度即為苗高）。14天后按照高粱苗期耐鹽性標準對每個株系的苗況進行調查，計算鹽害指數（SI），最后對每個處理中的所有株系的耐鹽級別（SL）進行分級[10]。耐鹽性鑒定后，測量苗高，剪掉根部，稱量每個株系的幼苗鮮重。然后把各株系幼苗裝入密封塑料袋內，加入一定體積的水，完全浸泡幼苗，24 h后用吸水紙吸干，稱重即為飽和鮮重；最后把幼苗放入烘箱105℃殺青30 min，70℃烘干至恒重后稱量，即為幼苗干重。

1.3 統計分析

利用SPSS軟件進行統計分析和作圖，同時計算各處理性狀的平均數、標準差、相關系數等參數，并進行t測驗和方差分析。

2 結果與分析

2.1 處理7天和14天后各株系苗高的生長趨勢及統計分析

在0～250 mmol/L NaCl中生長7天和14天后，6個株系的苗高表現出基本相同的生長趨勢，均隨著鹽濃度的升高而逐漸降低，7天的苗高下降趨勢比較平緩，而14天苗高的下降趨勢比較陡峭（圖1）。處理7天后，50 mmol/L與100 mmol/L，100 mmol/L與150 mmol/L兩個NaCl濃度間苗高的差異最大，各株系的下降趨勢也比較一致。與對照相比，在50 mmol/L NaCl處理下，株系179和183的苗高受抑制程度較大，其它株系苗高下降趨勢較小。150 mmol/L與200 mmol/L、200 mmol/L與250 mmol/L濃度各株系間株高的下降趨勢相對較小。處理14天后，0～50 mmol/L、100～150 mmol/L濃度間苗高的差異最大，而50～100 mmol/L、150～200 mmol/L濃度間苗高差異不大，200 mmol/L與250 mmol/L間除了株系181外，其它各株系間差異較大。

利用t測驗對不同鹽濃度下處理7天和14天的苗高進行分析（表1）。由于在250 mmol/L鹽濃度下6個株系處理7天時已接近枯死，因此處理7天和14天的苗高沒有差異。在0、50、100 mmol/L NaCl濃度下，7天和14天的苗高差異極顯著。150 mmol/L和200 mmol/L NaCl濃度下，7天和14天的苗高差異不顯著。從表1中可以看出，各個鹽濃度下處理7天還是14天，高粱幼苗的生長發育均受到鹽脅迫的影響，且隨著鹽濃度的升高，受脅迫的影響越大，苗高越矮。其中50 mmol/L濃度下處理7天的苗高與對照和100 mmol/L濃度下的苗高沒有顯著差異，150 、200 mmol/L和250 mmol/L各處理間的苗高沒有顯著差異，其它各濃度間的苗高均有顯著差異。在供試鹽濃度下處理14天的苗高，除50 mmol/L濃度下的苗高與對照的差異顯著外，其余各處理間均與7天的處理結果相同。與處理7天的苗高相比，對照苗高的增長率最大，為46%，其次是100 mmol/L和50 mmol/L濃度處理，苗高的增長率分別為34%和19%。隨著鹽濃度的升高，苗高增長率出現遞減的趨勢。當濃度大于150 mmol/L時，植株幾乎停止生長。