高油酸花生品種(系)耐堿性評價

魯成凱，盧家毅，宋曉峰，董曉娜，于田利，付春，任建軍，于復欣，喬利仙

(1. 濰坊市農業科學院，山東濰坊 261071；2. 東營青農大鹽堿地高效農業技術產業研究院，山東東營 257091)

我國現有鹽漬化及次生鹽漬化耕地達4 ×107hm2以上，約占我國耕地面積的10%[1]，為此，開發利用鹽堿地是提高我國農業生產能力和改善環境的重要途徑。 通過提高農作物的耐鹽堿性、增加鹽堿地農作物產量是開發利用鹽堿地的重要手段之一。

花生是世界上重要的油料作物之一，也是我國重要的經濟作物和油料作物，在國民經濟和人民生活中占有重要地位[2]。 高油酸花生是指油酸含量占總脂肪酸量較高的花生，具有營養價值高、保質期長等特點。 隨著人們生活水平的提高和膳食結構的改善，高油酸花生及其制品逐漸受到市場的青睞，該項產業的發展越來越受到重視[3-4]。 目前，我國花生育種主要以高油酸花生新品種選育為主。 因此，篩選耐鹽堿的高油酸花生品種對擴大花生種植面積、提高鹽堿地利用率和保障我國花生產業的健康、可持續發展具有重要意義。

目前，花生耐鹽堿研究已有一些報道[5-9]。對花生品種(系)萌發期耐鹽性的鑒定表明，鹽脅迫對花生種子萌發具有顯著的抑制作用[10]。 慈敦偉等[11]利用盆栽試驗研究發現，在高鹽脅迫下不同類型花生種子萌發期和苗期指標差異顯著。也有研究者對花生全生育期的耐鹽能力進行過評價[12]。 田家明等[13]研究表明，鹽堿脅迫會抑制花生主莖和側枝生長，降低凈光合速率、葉面積指數和葉片SPAD 值。 在花生萌發期耐鹽堿綜合評價及耐鹽堿品種篩選研究中，大部分研究集中在NaCl 脅迫上，缺少堿脅迫的相關研究[14-16]。

本研究選用8 個高油酸花生品種(系)，通過測定其萌發期種子活力指標對其耐堿性進行綜合評價，旨在為篩選耐鹽堿品種、開展高油酸花生耐鹽堿育種和相關研究提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試材料為青島農業大學選育的8 個高油酸花生品種(系):宇花18、宇花32、宇花33、宇花61、宇花91、宇花169、宇花208、宇花625。

1.2 試驗設計及方法

堿脅迫液由分析純NaHCO3配制。 共設6 個處理，分別為清水對照(0.0)、0.1% NaHCO3、0.2% NaHCO3、0. 3% NaHCO3、0.4% NaHCO3、0.5% NaHCO3。 每個處理分別選取均勻飽滿的花生籽仁20 粒，75%乙醇消毒1 min 后用去離子水沖洗3 次，每次沖洗1 min。 將消毒后的種子分別置于帶蓋的發芽盒中，加入30 mL 相應試驗設計濃度的NaHCO3溶液，每處理重復3 次。 將發芽盒置于光照培養箱內，在26 ℃、黑暗條件下培養7 天。 為確保堿脅迫濃度的相對穩定，發芽期間每2 天更換一次堿脅迫液，對照同期更換清水。

1.3 測定指標及方法

調查不同濃度堿脅迫下花生種子的發芽勢、發芽率，按下列公式計算不同品種(系)的發芽指數、相對發芽勢(率、指數) 。 以相對發芽勢、相對發芽率、相對發芽指數為指標分析不同花生品種(系) 的耐堿能力。

發芽勢(%)＝發芽第3 天正常發芽粒數/供試種子數×100 ；

發芽率(%)＝發芽第7 天正常發芽粒數/供試種子數×100 ；

發芽指數＝∑每天正常發芽的種子數/相對應的天數；

相對發芽勢(率、指數)＝處理發芽勢(率、指數) /對照發芽勢(率、指數) ×100%。

參照姜慧芳等[17]編寫的《花生種質資源描述規范和數據標準》進行堿害率的計算和耐堿性分級。

堿害率(%)＝(對照發芽率-處理發芽率)/對照發芽率×100 。

表1 花生堿害等級及耐堿標準劃分

1.4 數據分析

采用Duncan’s 法對不同濃度NaHCO3脅迫下種子發芽指標進行多重比較。 為確保方差分析的同質性，對數據進行反正弦轉換。 所采集的數據用Microsoft Excel、SPSS 19.0 軟件進行處理和統計分析。

為了更好地綜合評價不同品種之間的耐堿性差異，參考陳新等[18]研究中的隸屬函數法進行分析。 隸屬函數值公式如下:

式(1)中，Uij為i 品種(系)基于鑒定指標j 的隸屬函數值，Xij為i 品種(系)的j 指標值，Ximin、Ximax分別為j 指標的最小值和最大值；式(2)中，Vj是標準差系數，n 是品種(系)數量；式(3)中，Wj是歸一化后各個耐堿指標的權重系數；式(4)中，Di是i 品種(系)耐堿性綜合評價值，m 是評價指標數。 D 值越大，綜合耐堿性越好[19]。

2 結果與分析

2.1 不同濃度NaHCO3脅迫對花生種子發芽勢的影響

堿脅迫對8 個高油酸花生品種(系)發芽勢都產生明顯抑制作用，不同品種(系)發芽勢變化趨勢一致，均隨堿濃度增加而下降(圖1)。

圖1 不同濃度堿脅迫對花生種子發芽勢的影響

對照條件下，8 個品種(系)發芽勢平均值為38.04%，0.1%～0.5% NaHCO3脅迫下分別降低至25.21%、20.96%、17.29%、12.46%、6.79%，0.4%和0.5% NaHCO3脅迫下降幅最大。 不同濃度堿脅迫下各品種(系)發芽勢的降幅存在差異，其中宇花32 降幅最大，為100.00%；宇花208 降幅最小，為70.43%。 表明堿脅迫對高油酸花生種子發芽勢有明顯的抑制作用，這種抑制作用隨著堿脅迫濃度的增加而增強，且不同品種(系)發芽勢受堿脅迫抑制的程度不同。

2.2 不同濃度NaHCO3脅迫對花生種子發芽率的影響

不同高油酸花生品種(系)種子發芽率隨堿濃度增加均呈逐漸下降趨勢(圖2)。 不同濃度NaHCO3脅迫下，發芽率總體均表現為宇花33 最高，宇花32 最低；宇花32 對照的發芽率僅為45.00%，這可能是種子質量不好造成的。 0.1%NaHCO3脅迫下，8 個高油酸花生品種(系)發芽率表現為宇花33＞宇花18＞宇花208＞宇花169＞宇花61＞宇花91＞宇花625＞宇花32，與對照組表現一致；NaHCO3濃度增加到0.3%及以上時，8 個花生品種(系)發芽率高低順序發生改變，0.3%NaHCO3脅迫下表現為宇花33＞宇花208、宇花61＞宇花18＞宇花169＞宇花91＞宇花625＞宇花32，0.4%濃度下表現為宇花33＞宇花61＞宇花18＞宇花208＞宇花91 ＞宇花169 ＞宇花625 ＞宇花32，0.5%濃度下表現為宇花33＞宇花91＞宇花61＞宇花18、宇花208＞宇花169＞宇花625＞宇花32。 說明較低濃度堿脅迫下，8 個高油酸花生品種(系)種子發芽率受抑制程度相近；較高濃度堿脅迫下花生種子發芽率受抑制程度發生明顯變化。

圖2 不同濃度堿脅迫對花生種子發芽率的影響

2.3 不同濃度NaHCO3脅迫對花生種子發芽指數的影響

由圖3 可知，8 個供試品種(系)的發芽指數隨著堿脅迫濃度增加整體均呈下降趨勢。 宇花625、宇花91、宇花169 發芽指數受堿脅迫的影響較大，發芽指數降幅較大，0.5% NaHCO3脅迫下這3 個品種(系)的發芽指數均低于10%；宇花33 受堿脅迫程度最小，較對照組下降幅度較小；0.5%NaHCO3脅迫下其發芽指數最高，宇花208、宇花61 和宇花18 受影響較小，0.5% NaHCO3脅迫下發芽指數較宇花33 略低；宇花32 對照的發芽指數僅為12.72%，這可能與其種子質量有關。

圖3 不同濃度堿脅迫對花生種子發芽指數的影響

2.4 不同濃度NaHCO3脅迫對花生堿害率的影響

從圖4 可以看出，隨NaHCO3濃度增加，供試花生品種(系)堿害率整體均呈上升趨勢，不同品種(系)間變化趨勢存在差異。 NaHCO3濃度為0.2%時，宇花32 和宇花625 的堿害率已超過60%，宇花91 的堿害率高于40%，其他5 個品種的堿害率均低于40%。 0.4% NaHCO3脅迫下宇花33 和宇花61 的堿害率低于40%，其中宇花33 的堿害率低于20%；堿害率在40%～60%之間的為宇花18 和宇花208；堿害率高于60%的有4 個品種(系)，宇花625 堿害率最高，為76. 81%。NaHCO3濃度達到0.5%時，堿害率低于40%的只有宇花33；堿害率在60%～80%之間的有3 個品種(系)；高于80%的有4 個品種(系)，分別為宇花32、宇花169、宇花91 和宇花625。

圖4 不同濃度堿脅迫對花生堿害率的影響

2.5 不同濃度NaHCO3脅迫下的花生堿害等級

根據堿害率結果得出不同濃度NaHCO3脅迫下各品種的堿害等級。 如表2 所示，0. 1%NaHCO3脅迫下，宇花32 的堿害等級表現為3 級，宇花91 和宇花625 均表現為2 級，其他5 個品種(系)均表現為1 級。 隨著NaHCO3濃度升高，供試品種(系)的堿害等級均呈升高趨勢。 宇花33表現最穩定，在0.5% NaHCO3脅迫下，堿害等級僅為2 級；宇花32、宇花91、宇花169 和宇花625表現最差，堿害等級均達到5 級。

2.6 不同高油酸花生品種(系)萌發期耐堿性評價的最適堿濃度

隨著NaHCO3濃度增加，供試品種(系)的相對發芽勢(率、指數)均表現為下降趨勢，不同品種(系)間降幅不同，各品種(系)間相對發芽勢(率、指數) 差異也不同。 宇花208 在0.3%、0.4%、0.5% NaHCO3脅迫下的相對發芽勢均最高，且0.5% NaHCO3脅迫下與其他7 個品種(系)差異顯著。 不同濃度NaHCO3脅迫下宇花33 的相對發芽率和相對發芽指數均表現最好，與其他7 個品種(系)差異顯著。 宇花32 和宇花625 的相對發芽勢(率)表現較差(表3～表5)。

表3 不同濃度堿脅迫下各花生品種(系)的相對發芽勢 %

表4 不同濃度堿脅迫下各花生品種(系)的相對發芽率 %

8 個供試品種(系)的相對發芽率平均值，0.4%、0.5% NaHCO3脅迫處理與其他處理差異顯著；相對發芽勢平均值不同濃度NaHCO3脅迫處理間差異顯著；相對發芽指數平均值，0.5%NaHCO3脅迫處理與其他濃度處理差異顯著(表6)。

表6 不同濃度堿脅迫下的相對發芽指標均值 %

綜合不同濃度NaHCO3脅迫下8 個品種(系)的相對發芽勢(率、指數)及其平均值差異性分析得出，本試驗所設堿脅迫濃度梯度下，0.5%為鑒定高油酸花生品種(系)萌發期耐堿性的最適NaHCO3濃度。

2.7 不同高油酸花生品種(系)萌發期耐堿性綜合評價

采用隸屬函數法分析0.5% NaHCO3脅迫下8個供試高油酸花生品種(系)種子相對發芽率(勢、指數)和堿害率4 個指標的隸屬函數值，對8個花生品種(系)進行耐堿性綜合評價(表7)。0.5% NaHCO3脅迫下宇花33 的綜合隸屬函數值(D 值)最高(0.77)，表明其耐堿性最強；宇花32的D 值最低(0.14)，耐堿性最弱。 8 個供試高油酸花生品種(系)耐堿性由高到低排序為:宇花33＞宇花208 ＞宇花61 ＞宇花18 ＞宇花91 ＞宇花625＞宇花169＞宇花32。

表7 0.5% NaHCO3脅迫下供試品種(系)各指標隸屬函數值及綜合評價結果

3 討論與結論

花生是中度耐鹽堿作物，開展花生耐鹽堿研究、培育耐鹽堿花生品種，對提高鹽堿地區花生產量、增加油脂供給具有重要意義[5-6]。 成苗率是決定花生產量的重要因素[3，20]，萌發期種子活力是決定花生成苗率的關鍵因素。 花生種子在萌發期可以敏銳感知外界環境，是花生對鹽堿脅迫響應最為敏感的時期[21-25]。 發芽勢、發芽率、發芽指數是評價種子發芽的重要指標，反映種子發芽速度、發芽整齊度和幼苗健壯的潛勢[26]。 本研究系統分析了不同濃度NaHCO3脅迫下8 個高油酸花生品種(系)發芽率、發芽勢、發芽指數和堿害率的變化趨勢，表明隨著NaHCO3濃度增加，各品種(系)的發芽率、發芽勢和發芽指數均呈下降趨勢，堿害率呈上升趨勢，堿害等級逐漸升高。 說明NaHCO3脅迫能抑制高油酸花生種子的萌發，濃度越高抑制性越強。

不同高油酸花生品種(系)發芽率、發芽勢、發芽指數的高低不僅受品種(系)間耐堿性差異的影響，還受種子自身活力的影響。 因此，僅以發芽勢(率、指數)的絕對值為指標不能真實反映品種(系)的耐堿性強弱。 相對發芽勢(率、指數)是各處理發芽勢(率、指數)與對照的比值，比發芽勢(率、指數)絕對值更能反映品種(系)間的耐堿性差異。 本研究表明，隨著NaHCO3濃度增加，供試品種(系)的相對發芽勢、相對發芽率、相對發芽指數表現為下降趨勢，不同品種(系)間下降趨勢不同；不同濃度NaHCO3脅迫下供試品種(系)的相對發芽勢(率、指數)差異均達顯著水平。0.5% NaHCO3脅迫下8 個供試品種(系)的相對發芽勢、相對發芽率、相對發芽指數平均值與其他4 個濃度脅迫處理差異顯著。 綜合不同濃度NaHCO3脅迫下不同品種(系)的相對發芽勢(率、指數)及其平均值的差異性分析結果認為，本研究所設堿脅迫濃度梯度下，0.5%為評價高油酸花生品種(系)萌發期耐堿性的最適濃度。

作物的耐鹽堿性是受許多形態、解剖和生理生化特性控制的復合性狀，僅對某一指標進行評價無法真正反映作物的耐鹽堿水平，需要對多個指標進行綜合評價[27-28]。 模糊數學隸屬函數法是對多個指標進行綜合評價的常用方法。 本研究以0.5% NaHCO3脅迫為篩選條件，用相對發芽率、相對發芽勢、相對發芽指數和堿害率4 個指標對8 個供試高油酸花生品種(系)進行耐堿能力綜合評價，通過分析隸屬函數綜合評價值得出，8個供試高油酸花生品種(系)的耐堿性由高到低排序為:宇花33＞宇花208＞宇花61＞宇花18＞宇花91＞宇花625＞宇花169＞宇花32。