不同高粱雜交種萌發(fā)期耐鹽性評(píng)價(jià)

薛曉強(qiáng)，張一中

（1.運(yùn)城農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西運(yùn)城044000；2.山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院高粱研究所，山西晉中030600）

不同高粱雜交種萌發(fā)期耐鹽性評(píng)價(jià)

薛曉強(qiáng)1，張一中2

（1.運(yùn)城農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西運(yùn)城044000；2.山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院高粱研究所，山西晉中030600）

采用隸屬函數(shù)法，以發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、胚根長(zhǎng)度為指標(biāo)，對(duì)5個(gè)高粱雜交種萌發(fā)期耐鹽性進(jìn)行評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，0.3%NaCl對(duì)高粱種子萌發(fā)有一定的促進(jìn)作用，而當(dāng)NaCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于0.3%時(shí)，高粱雜交種的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、胚根長(zhǎng)度隨著鹽脅迫的增強(qiáng)呈下降趨勢(shì)。5個(gè)高粱雜交種耐鹽性強(qiáng)弱順序依次為GS141＞GS144＞GS145＞GS143＞GS142。GS141的耐鹽性最強(qiáng)，試驗(yàn)中表現(xiàn)出了較強(qiáng)的萌發(fā)能力與胚生長(zhǎng)能力。

高粱；萌發(fā)期；耐鹽性

運(yùn)城市鹽堿地總面積2.1萬(wàn)hm2，其中，鹽堿耕地面積1.5萬(wàn)hm2，鹽堿荒地面積0.6萬(wàn)hm2[1]。全市鹽堿地主要分布在鹽湖、永濟(jì)、芮城等8個(gè)縣（市、區(qū)），其中，永濟(jì)鹽堿地面積最大，達(dá)到1.1萬(wàn)hm2；其次為鹽湖區(qū)，達(dá)到0.4萬(wàn)hm2，這些鹽堿地成為限制當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)發(fā)展的重要因素之一[2]。改良和利用鹽堿地，培育耐鹽作物，對(duì)提高作物產(chǎn)量、改善當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境有著重要意義[3-4]。利用鹽堿地一種經(jīng)濟(jì)有效的措施是種植耐鹽作物[5]。高粱是利用鹽漬化耕地的首選作物之一[6]。作物萌發(fā)期是作物生活史的關(guān)鍵時(shí)期，因此，進(jìn)行耐鹽性研究多在這一時(shí)期[7]。植物的耐鹽性是由多基因控制的復(fù)雜數(shù)量性狀，單靠一項(xiàng)指標(biāo)或一個(gè)性狀進(jìn)行評(píng)價(jià)，其結(jié)果往往不相同，應(yīng)采用多項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)才更可行和可靠[8-9]。

本研究模擬鹽脅迫條件，對(duì)新選育的高粱雜交種進(jìn)行萌發(fā)期耐鹽性評(píng)價(jià)，研究鹽脅迫對(duì)高粱雜交種種子萌發(fā)期及幼苗生長(zhǎng)的影響，旨在為該地區(qū)高粱引種試種、鹽漬地改良利用等提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

以5個(gè)高粱雜交種GS141，GS142，GS143，GS144和GS145為試驗(yàn)材料，供試種子由山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院高粱研究所飼料高粱研究室提供。

1.2 試驗(yàn)方法

選取籽粒飽滿、無(wú)病害且大小一致的高粱種子，經(jīng)0.1%的HgCl2消毒10 min，蒸餾水沖洗干凈，均勻擺放于鋪有2層濾紙的培養(yǎng)皿中，每皿30粒。分別加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0（CK），0.3%，0.6%，0.9%的NaCl溶液，每個(gè)處理重復(fù)3次，然后放在光照培養(yǎng)箱（溫度25℃，光照時(shí)間14 h/d，光照強(qiáng)度3 000 lx）。每天補(bǔ)水并保持鹽濃度的相對(duì)穩(wěn)定，觀察記錄發(fā)芽數(shù)（以胚根長(zhǎng)等于種子長(zhǎng)，芽長(zhǎng)等于種子長(zhǎng)的1/2記發(fā)芽[10]）。培養(yǎng)7 d后，計(jì)算發(fā)芽指數(shù)、發(fā)芽率，并從每個(gè)重復(fù)中取有代表性的6株測(cè)量其胚根長(zhǎng)度，并計(jì)算平均值。

1.3 測(cè)定指標(biāo)及方法

參照文獻(xiàn)[11]的方法測(cè)定發(fā)芽率（GR）、發(fā)芽勢(shì)（GE）和發(fā)芽指數(shù)（GI）。

發(fā)芽率（GR）＝第7天的發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù)×100%；發(fā)芽勢(shì)（GE）＝第4天的發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù)×100%；發(fā)芽指數(shù)

式中，Gt為第t日的發(fā)芽種子數(shù)；Dt為相應(yīng)的發(fā)芽日數(shù)。

1.4 耐鹽性綜合評(píng)價(jià)方法

采用模糊數(shù)學(xué)的隸屬函數(shù)法對(duì)5個(gè)高粱雜交種的耐鹽性進(jìn)行評(píng)價(jià)。隸屬函數(shù)值計(jì)算公式：

如果某一指標(biāo)與耐鹽性為負(fù)相關(guān)，計(jì)算公式為：

式中，X為某一指標(biāo)的測(cè)定值，Xmax為該指標(biāo)的最大值，Xmin為最小值。將每個(gè)雜交種各耐鹽性指標(biāo)的隸屬函數(shù)值進(jìn)行累加，并計(jì)算其平均值，平均值越大則耐鹽性越強(qiáng)。

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2010和SPSS 19.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和統(tǒng)計(jì)分析[12-13]。

2 結(jié)果與分析

2.1 NaCl脅迫對(duì)不同高粱雜交種發(fā)芽勢(shì)的影響

由圖1可知，NaCl脅迫對(duì)不同高粱雜交種的萌發(fā)造成了顯著的影響，隨著NaCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，發(fā)芽勢(shì)逐漸下降，且不同雜交種的下降幅度不同。在0.3%NaCl處理下，5個(gè)高粱雜交種的發(fā)芽勢(shì)較對(duì)照均顯著降低；GS142，GS143和GS144的發(fā)芽勢(shì)分別降低了61.9%，54.2%和33.3%，受鹽害程度較重；GS141和GS145的發(fā)芽勢(shì)分別降低了21.7%和19.0%，受鹽害程度較輕。在0.6%NaCl處理下，GS142，GS143和GS144的發(fā)芽勢(shì)較對(duì)照分別降低了66.7%，62.5%和55.6%；GS141和GS145表現(xiàn)出較強(qiáng)的耐鹽性，發(fā)芽勢(shì)較對(duì)照分別降低26.1%和33.3%。高鹽脅迫嚴(yán)重抑制了高粱種子的萌發(fā)。當(dāng)NaCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.9%時(shí)，與對(duì)照相比，GS143的發(fā)芽勢(shì)降低83.3%，GS141，GS142和GS144的發(fā)芽勢(shì)分別降低了73.9%，76.2%和70.4%，GS145發(fā)芽勢(shì)降低最少，降低值為42.9%，傷害最輕，耐鹽性最強(qiáng)。

2.2 NaCl脅迫對(duì)不同高粱雜交種發(fā)芽率的影響

由圖2可知，隨著NaCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，5個(gè)高粱雜交種的發(fā)芽率呈下降趨勢(shì)，不同雜交種的下降幅度不同。當(dāng)NaCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.3%時(shí)，GS143和GS145的發(fā)芽率較對(duì)照差異顯著，GS141，GS142和GS144的發(fā)芽率較對(duì)照均無(wú)顯著性差異，且GS142的發(fā)芽率還有所增加，表明低鹽脅迫對(duì)GS142雜交種具有一定的促進(jìn)作用。在NaCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.6%時(shí)，5個(gè)雜交種的發(fā)芽率與對(duì)照相比差異顯著，GS141，GS142，GS143，GS144，GS145較對(duì)照分別下降了15.4%，5.6%，23.1%，10.8%和27.5%，其中，GS142下降幅度最小。當(dāng)NaCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.9%時(shí)，5個(gè)雜交種的發(fā)芽率與對(duì)照相比差異顯著，GS141，GS142，GS143，GS144，GS145較對(duì)照分別下降了25.6%，23.9%，43.6%，16.2%和35.2%，GS144下降幅度最小，而GS143下降幅度最大。表明不同高粱雜交種對(duì)鹽害的忍耐力有較大差異。

2.3 NaCl脅迫對(duì)不同高粱雜交種發(fā)芽指數(shù)的影響

發(fā)芽指數(shù)能全面地反映種子萌發(fā)期的發(fā)芽能力及活力[5]。隨著NaCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，5個(gè)高粱雜交種的發(fā)芽指數(shù)明顯下降（圖3）。其中，0.3%NaCl處理與對(duì)照相比，GS142和GS143的發(fā)芽指數(shù)顯著降低，GS141，GS144，GS145的發(fā)芽指數(shù)差異均不顯著；0.6%NaCl及更高質(zhì)量分?jǐn)?shù)處理下，5個(gè)高粱雜交種的發(fā)芽指數(shù)與對(duì)照相比均顯著下降，只有GS145在0.6%NaCl處理下，發(fā)芽指數(shù)與對(duì)照相比差異不顯著，表現(xiàn)出較強(qiáng)的耐鹽性。

2.4 NaCl脅迫對(duì)不同高粱雜交種胚根生長(zhǎng)的影響

從表1可以看出，在不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)NaCl溶液下，5個(gè)高粱雜交種萌發(fā)期的胚根生長(zhǎng)與發(fā)芽率基本一致，低鹽脅迫對(duì)胚根長(zhǎng)度影響較小。其中，在NaCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.3%時(shí)，鹽脅迫甚至對(duì)GS142與 GS143還有促進(jìn)作用，但只有GS141的胚根長(zhǎng)度與對(duì)照間差異顯著。隨著鹽脅迫的增強(qiáng)，各雜交種的胚根長(zhǎng)度受到嚴(yán)重影響，而且雜交種之間的差異性也較大。

表1 不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)NaCl脅迫下高粱雜交種胚根長(zhǎng)度的比較cm

2.5 高粱雜交種萌發(fā)期耐鹽性評(píng)價(jià)

利用模糊數(shù)學(xué)函數(shù)隸屬法對(duì)5個(gè)高粱雜交種的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和胚根長(zhǎng)度進(jìn)行分析，結(jié)果表明，鹽脅迫對(duì)不同高粱雜交種會(huì)造成不同的危害，隸屬函數(shù)平均值越大，耐鹽性越強(qiáng)。具體耐鹽性表現(xiàn)為GS141＞GS144＞GS145＞GS143＞GS142。根據(jù)綜合評(píng)價(jià)結(jié)果，GS141的耐鹽性最強(qiáng)，并且不同高鹽脅迫下，還能保持較好的萌發(fā)能力和胚根生長(zhǎng)能力；GS142的耐鹽性最差，在不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)鹽脅迫下，其萌發(fā)能力與胚根生長(zhǎng)能力受到嚴(yán)重影響（表2）。

表2 NaCl脅迫下各高粱雜交種萌發(fā)期耐鹽性評(píng)價(jià)

3 結(jié)論與討論

關(guān)于鹽脅迫對(duì)種子萌發(fā)期的影響，多數(shù)研究認(rèn)為，鹽脅迫有顯著的抑制作用，但也有研究表明，低鹽脅迫能促進(jìn)種子的萌發(fā)[14-15]。本研究發(fā)現(xiàn)，在0.3% NaCl脅迫下，高粱雜交種GS142的發(fā)芽率高于對(duì)照，GS145的發(fā)芽指數(shù)也稍高于對(duì)照，說(shuō)明低鹽脅迫對(duì)高粱的萌發(fā)有一定的促進(jìn)作用，這與蘆翔等[16]、王翠花等[17]研究結(jié)果一致。隨著鹽脅迫增大，高粱種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)均顯著下降，種子萌發(fā)開(kāi)始受到嚴(yán)重影響。逆境脅迫下，根系生長(zhǎng)的形態(tài)變化可以直觀反映作物的耐性和適應(yīng)性，是衡量作物抗逆性的重要指標(biāo)[18-20]。本研究結(jié)果表明，當(dāng)NaCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.3%時(shí)，鹽脅迫對(duì)GS142，GS143的胚根生長(zhǎng)具有促進(jìn)作用，但對(duì)GS141，GS144和GS145的胚根生長(zhǎng)具有抑制作用；當(dāng)NaCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于0.3%時(shí)，各雜交種幼苗的胚根長(zhǎng)顯著低于對(duì)照，胚的生長(zhǎng)開(kāi)始受到嚴(yán)重影響。

利用模糊數(shù)學(xué)隸屬函數(shù)法綜合評(píng)價(jià)不同高粱雜交種的耐鹽性，其耐鹽強(qiáng)弱為GS141＞GS144＞GS145＞GS143＞GS142。其中，GS141的耐鹽性最強(qiáng)，在NaCl脅迫下，種子表現(xiàn)出較強(qiáng)的萌發(fā)特性與胚根生長(zhǎng)能力。本試驗(yàn)僅是模擬1種鹽分對(duì)不同高粱雜交種萌發(fā)期的影響，事實(shí)上鹽堿地大部分都是復(fù)合鹽分，這5個(gè)高粱雜交種在復(fù)合鹽分脅迫下的耐鹽性還有待進(jìn)一步研究。

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Evaluation on Salt Tolerance of Sorghum Hybrids at Germination Period

XUE Xiao-qiang1，ZHANGYi-zhong2
（1.YunchengVocational and Technical College ofAgriculture，Yuncheng044000，China；2.Institute ofSorghum，Shanxi AcademyofAgricultural Sciences，Jinzhong030600，China）

Membership function of fuzzy mathematic was used to evaluate the salt tolerance of sorghum hybrids at the germination period by considering germination energy，germination rate，germination index and radicle length as the evaluation indicators.The results showed that 0.3%NaCl increased seed germination.The increase of NaCl concentration reduced germination energy，germination rate，germination index and radicle length when NaCl concentration was over 0.3%.The salt tolerance order of five hybrids of sorghum was：GS141＞GS144＞GS145＞GS143＞GS142.GS141 was the most salt tolerant hybrid and showed stronggermination abilityand embryos growability.

sorghum;germination period;salinitytolerance

S514

A

1002-2481（2016）03-0300-04

10.3969/j.issn.1002-2481.2016.03.07

2015-11-09

薛曉強(qiáng)（1986-），男，山西河津人，助理講師，主要從事植物抗逆生理教學(xué)及研究工作。