不同瓜類作物耐鹽堿性鑒定方法初探

摘" " 要：為了評估葫蘆、南瓜、甜瓜和西瓜在鹽堿脅迫條件下的耐鹽堿性，為鹽堿地的合理利用和耐鹽堿品種的選育提供科學(xué)依據(jù)，選取葫蘆（豐砧一號）、南瓜（豐樂金甲）、甜瓜（金露三號）和西瓜（中蜜一號）4個品種，在3葉1心期使用單一鹽（NaCl）、混合鹽堿（NaCl + Na2SO4 + NaHCO3 + Na2CO3）和混合鹽（KNO3 + K2SO4）三種鹽堿溶液對幼苗進行處理，通過苗期鹽害指數(shù)評估和極差分析進行品種耐鹽性分析鑒定。結(jié)果表明，中蜜一號對單一鹽溶液濃度變化最敏感，鹽害指數(shù)在200 mmol·L-1時最大；豐樂金甲對單一鹽溶液的濃度變化最不敏感。對于混合鹽堿溶液，金露三號對濃度變化最敏感，鹽害指數(shù)在200 mmol·L-1時最大；豐樂金甲對混合鹽堿溶液的濃度變化最不敏感。混合鹽溶液處理中，中蜜一號對濃度變化最敏感，鹽害指數(shù)在200 mmol·L-1時最大；豐樂金甲對混合鹽溶液的濃度變化最不敏感。南瓜在鹽堿脅迫下表現(xiàn)出較強的耐鹽堿性，適合在輕度至中度鹽堿地種植；而葫蘆、甜瓜和西瓜的耐鹽堿性較弱，不適宜在鹽堿地種植。這些結(jié)果為鹽堿地的合理利用和耐鹽堿品種的選育提供了科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞： 西瓜；甜瓜；南瓜；葫蘆；耐鹽堿；苗期鹽害指數(shù)

中圖分類號：S642+S651+S652 文獻標志碼：A " 文章編號：1673-2871（2024）12-081-07

收稿日期：2024-03-08；修回日期：2024-09-23

基金項目：2023年安徽省西瓜甜瓜良種聯(lián)合攻關(guān)項目；2023年國家西瓜甜瓜育種聯(lián)合攻關(guān)任務(wù)

作者簡介：周賢達，男，高級農(nóng)藝師，研究方向為瓜類遺傳育種。E-mail：260871302@qq.com

通信作者：王浩波，男，研究員，主要從事瓜類育種與科研管理工作。E-mail：602671893@qq.com

A preliminary study on the identification of salinity tolerance in different Cucurbitaceae crops

ZHOU Xianda， FAN Jiameng， XIE Changbao， SUI Xiangkun， LIN Mao， WANG Haobo

（Hefei Fengle Seed Co.， Ltd./Anhui Watermelon Melon Engineering Technology Center Research Center， Hefei 230031， Anhui， China）

Abstract： In order to evaluate the salt-alkali tolerance of bottle gourd， squash， melon， and watermelon under saline-alkali stress， and provide a scientific basis for the rational use of saline-alkali land and the breeding of salt-alkali resistant varieties， four cultivars-bottle gourd（Fengzhen 1）， squash（Fengle Jinjia）， melon（Jinlu 3）， and watermelon（Zhongmi 1）were selected. Three types of salt-alkali solutions， namely single salt （NaCl）， mixed salt-alkali （ NaCl + Na2SO4 + NaHCO3 + Na2CO3）， and mixed salt （KNO3 + K2SO4）， were used to treat the seedlings at 3 three-leaf-one-heart growth stage. The salt-alkali tolerance of the varieties was analyzed and identified through evaluation of the salt injury index and range analysis. The experimental results showed that Zhongmi 1 was the most sensitive to concentration variations in single salt solution treatment， with the highest salt injury index at 200 mmol·L-1， while Fengle Jinjia was the least sensitive. For mixed salt-alkali solution treatment， Jinlu 3 was the most sensitive to concentration changes， with a significant increase in the salt injury index at 200 mmol·L-1， while Fengle Jinjia was the least sensitive. In the case of mixed salt solution treatment， Zhongmi 1 was the most sensitive， with a significant increase in the salt injury index at 200 mmol·L-1， while Fengle Jinjia was the least sensitive. Except for Zhongmi 1， the other three cultivars were sensitive to concentration differences in mixed salt-alkali solution. Squash exhibited strong salt-alkali tolerance and were suitable for cultivation in mildly to moderately saline-alkali land， while bottle gourd， melon and watermelon had weaker salt-alkali tolerance and not suitable for cultivation in saline-alkali land. These findings provide a scientific basis for the rational utilization of saline-alkali land and the breeding of salt-alkali resistant varieties.

Key words： Watermelon; Melon; Squash; Cucurbit; Salt-alkali tolerance; Seedling salt damage index

瓜類保護地栽培面積越來越大，土壤鹽堿化問題也日益嚴重，對西瓜甜瓜生產(chǎn)造成重大影響。篩選和培育耐鹽堿的農(nóng)作物品種，包括耐鹽堿的嫁接砧木是一個值得研究的重要課題。趙可夫[1]發(fā)現(xiàn)，我國的自然鹽漬土主要是由3種陽離子Na+、Ca2+、Mg2+和4種陰離子HCO3-、CO32-、Cl-、SO42-組成的12種鹽形成。設(shè)施內(nèi)鹽漬化土壤中陽離子主要是K+、Na+、Ca2+、Mg2+，其中Ca2+占主要優(yōu)勢。陰離子除HCO3-、Cl-、SO42-外，還有NO3-，然而，關(guān)于特定陰離子在體系中的優(yōu)勢地位，不同研究得出的結(jié)論存在顯著差異。童有為等[2]測定NO3-占到陰離子總量的一半以上；劉志民等[3]研究認為，NO3-占陰離子總量的56%～76%，侯云霞等[4]、李文慶等[5]也都認為，設(shè)施土壤中NO3-陰離子積累最多，其次是Cl-、SO42-。李先珍等[6]、葛菁萍等[7]、陳為峰[8]調(diào)查分析了京郊10 a以上蔬菜大棚土壤陰離子濃度，結(jié)果是SO42-積累最多。施秀珠等[9]研究表明，5 a棚齡土層中Cl-含量占陰離子總量的48%。

傳統(tǒng)耐鹽堿研究中習(xí)慣使用NaCl作為作物耐鹽堿的試驗試劑，但劉杰等[10]研究表明，在鹽堿土壤中，Na+、K+、Cl-、HCO3-、SO42-和CO32-等主要無機離子均是對作物產(chǎn)生鹽堿脅迫的主要因子，并分別稱其為鹽堿脅迫與堿脅迫。楊春武等[11-12]認為NaHCO3與Na2CO3為主要鹽分的堿脅迫對植物生長發(fā)育的危害遠大于NaCl與Na2SO4為主的鹽堿脅迫。人們對堿脅迫的研究越來越廣泛，但前人研究在鹽、堿脅迫上觀點不統(tǒng)一[13-14]，筆者旨在探究不同鹽堿試劑配方對葫蘆、南瓜、甜瓜和西瓜耐鹽堿能力的影響，為耐鹽堿品種的選育提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

以4種不同葫蘆科作物的品種作為試材，其中葫蘆砧木（豐砧一號）、南瓜砧木（豐樂金甲）、厚皮甜瓜（金露三號）為合肥豐樂種業(yè)股份有限公司選育，中果型西瓜（中蜜一號）為中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院鄭州果樹研究所選育。試驗統(tǒng)一選擇籽粒飽滿、整齊一致、發(fā)芽率高和發(fā)芽勢好的種子，于2023年6月11日在合肥豐樂種業(yè)國家企業(yè)技術(shù)中心催芽，6月13日在人工氣候室內(nèi)使用穴盤播種，6月22日采集數(shù)據(jù)。

選擇5.5 cm×5.5 cm×6.0 cm、32孔的育苗盤進行育苗。選擇粒徑為1 mm的蛭石、5 mm珍珠巖和優(yōu)質(zhì)草炭按體積比1∶1∶1作為培養(yǎng)基質(zhì)。

1.2 鹽堿溶液的配置

使用3種不同配方的鹽堿溶液進行試驗。

1.2.1 單一鹽溶液 單一使用NaCl配置鹽堿溶液，設(shè)置4個處理濃度：0 mmol·L-1（CK）、100 mmol·L-1、150 mmol·L-1、200 mmol·L-1，每個處理3次重復(fù)。

1.2.2 混合鹽堿溶液 NaCl、Na2SO4、NaHCO3、Na2CO3四種鹽物質(zhì)的量之比為4∶1∶1∶4，設(shè)置4個處理濃度：0 mmol·L-1（CK）、100 mmol·L-1、150 mmol·L-1、200 mmol·L-1，每個處理3次重復(fù)。

1.2.3 混合鹽溶液 用KNO3、K2SO4兩種鹽物質(zhì)的量之比為1∶1，設(shè)置4個處理濃度：0 mmol·L-1（CK）、100 mmol·L-1、150 mmol·L-1、200 mmol·L-1，每個處理3次重復(fù)。

1.3 數(shù)據(jù)處理

為確保采集的數(shù)據(jù)沒有異常值，使用標準差法對3種鹽堿處理下4個試驗品種的3次重復(fù)數(shù)據(jù)采用標準差法判定異常值，采用平均值加減2倍標準差來建立典型數(shù)據(jù)集合，共計144個數(shù)據(jù)點。通過計算，144個數(shù)據(jù)點均非異常值，均可以進行后續(xù)統(tǒng)計分析。

1.4 試驗設(shè)計

每個處理設(shè)置 3 次重復(fù)，每個重復(fù)8個穴孔，每個穴盤做4個品種的1次重復(fù)，合計 12 個穴盤，試驗排列采用隨機區(qū)組設(shè)計。

1.5 鹽堿處理

2023年6月15日，在上午08：00－09：00開始實施鹽堿脅迫處理。將托盤中的純水全部換成3 L相應(yīng)濃度的鹽堿溶液進行處理。以后每日對穴盤稱重，使用同質(zhì)量純水對減少的質(zhì)量進行補充。

鹽堿處理7 d后，觀察苗情表現(xiàn)，以株為單位統(tǒng)計鹽害癥狀，鹽害癥狀分級標準為：0級，正常；1級，子葉焦枯；2級，1片真葉發(fā)黃枯萎；3級，2片真葉發(fā)黃枯萎；4級，3片真葉焦枯；5級，整個植株失水。苗期鹽害指數(shù)/%=Σ（代表級數(shù)×株數(shù)）/總株數(shù)×100。

采用WPS office 2022進行數(shù)據(jù)處理和極差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 3種鹽堿處理對4個試驗品種苗期鹽害指數(shù)的影響

由表1可知，4個試驗品種在3種鹽堿溶液處理的苗期鹽害指數(shù)均隨濃度的升高表現(xiàn)出更加明顯的生長抑制現(xiàn)象，其中混合鹽堿溶液200 mmol·L-1處理濃度時鹽害指數(shù)最大，這說明4個品種均對混合鹽堿溶液處理最敏感。混合鹽溶液200 mmol·L-1處理濃度時4個試驗品種的鹽害指數(shù)均為最小，這說明4個品種均對混合鹽溶液處理最不敏感。

同一鹽堿溶液處理對4個品種的影響中，中蜜一號在單一鹽溶液處理中苗期鹽害指數(shù)最高，豐樂金甲最低，豐砧一號和金露三號居中，這說明中蜜一號苗期生長對單一鹽溶液處理的耐受程度最差，豐樂金甲耐受能力最強，豐砧一號和金露三號的耐受能力居中。混合鹽堿溶液處理中，金露三號苗期鹽害指數(shù)最高，豐樂金甲最低，中蜜一號和豐砧一號居中。混合鹽溶液處理中，中蜜一號苗期鹽害指數(shù)最高，豐樂金甲最低。

圖1是豐砧一號在濃度200 mmol·L-1時3種鹽堿溶液處理下的表現(xiàn)。從圖中可以看出，單一鹽溶液處理的幼苗生長情況居中（圖1-a），混合鹽堿溶液處理的豐砧一號幼苗生長情況最差（圖1-b），混合鹽溶液處理的幼苗生長情況最好（圖1-c）。

豐樂金甲、金露三號和中蜜一號在濃度200 mmol·L-1時三種鹽堿溶液處理下的表現(xiàn)可見圖2～4，幼苗生長情況的對比結(jié)果與苗期鹽害指數(shù)平均值分析一致。

2.2 極差分析

在表2中，單一鹽溶液處理中極差從大到小的排序為中蜜一號、金露三號、豐砧一號、豐樂金甲，說明中蜜一號對單一鹽溶液的濃度差異最敏感，豐樂金甲最不敏感。混合鹽堿溶液處理中極差從大到小的排序為豐砧一號、金露三號、豐樂金甲、中蜜一號，說明豐砧一號對混合鹽堿溶液的濃度變化最敏感，中蜜一號最不敏感。混合鹽溶液處理中極差從大到小的排序為中蜜一號、豐砧一號、金露三號和豐樂金甲，說明中蜜一號最敏感，豐樂金甲最不敏感。

不同試驗品種處理結(jié)果的極差從大到小的排序為：混合鹽堿溶液、單一鹽溶液、混合鹽溶液。混合鹽堿溶液對不同試驗品種有最好的數(shù)據(jù)離散度，單一鹽溶液次之，混合鹽溶液最差。說明混合鹽堿溶液對試驗品種耐鹽堿能力的區(qū)分度最好，混合鹽溶液區(qū)分度最差，單一鹽溶液試驗品種區(qū)分能力居中。

在表3中，豐砧一號、豐樂金甲、金露三號均在混合鹽堿溶液處理下有最大的極差，混合鹽溶液處理下有最小極差，中蜜一號在單一鹽溶液處理下有最大的極差，說明除中蜜一號外的其他3個品種均對混合鹽堿溶液的不同處理濃度差異敏感。

不同鹽堿處理結(jié)果的極差從大到小排序：金露三號、豐砧一號、中蜜一號、豐樂金甲，說明金露三號對鹽堿處理最為敏感，豐樂金甲最不敏感，豐砧一號和中蜜一號位于兩者之間，其中豐砧一號又比中蜜一號敏感。這與苗期鹽害指數(shù)的分析及栽培表現(xiàn)相一致。

3 討論與結(jié)論

在本研究中發(fā)現(xiàn)，西瓜（中蜜一號）對單一鹽溶液濃度變化最敏感，南瓜（豐樂金甲）最不敏感；甜瓜（金露三號）對混合鹽堿溶液濃度變化最敏感，南瓜（豐樂金甲）最不敏感；混合鹽溶液處理西瓜（中蜜一號）最敏感，南瓜（豐樂金甲）最不敏感。

前人研究中大多使用單一鹽脅迫[16-19]，也就是單一NaCl脅迫進行植物耐鹽堿性研究，這種研究傾向于在等滲條件下NaCl對植株生長的抑制程度和對質(zhì)膜的破壞程度要大于其他鹽堿，在NaCl脅迫處理時各生長指標或生理生化指標的變化在不同材料間差異顯著。但是，西瓜、甜瓜生產(chǎn)以保護地栽培為主，保護地栽培土壤次生鹽堿化是由設(shè)施本身條件和施肥不合理導(dǎo)致的，相比露地栽培，NO3-、Cl-、SO42-及相應(yīng)伴隨離子NH4+、Ca2+、Mg2+積聚于土壤并隨著地下水的向上運動逐漸向表層土壤集中，并在水分的不斷蒸發(fā)過程中于表層土壤積累下來，隨之而來的硝酸鹽積累問題與濱海鹽土和內(nèi)陸鹽堿土完全不同[20-22]，因此，筆者在本次試驗中設(shè)計使用單一鹽、混合鹽堿和混合鹽3種鹽堿溶液對幼苗進行處理并應(yīng)用苗期鹽害指數(shù)評估和極差分析進行分析鑒定。

南瓜（豐樂金甲）在鹽堿脅迫條件下表現(xiàn)出較強的耐鹽堿性，而葫蘆（豐砧一號）、西瓜（中蜜一號）和甜瓜（金露三號）的耐鹽堿性較弱。這一結(jié)果與前人的研究結(jié)果部分一致。例如，Tarchoun等[22]在對多種瓜類作物的耐鹽堿性研究中也發(fā)現(xiàn)，葫蘆和南瓜在鹽堿脅迫下的生長表現(xiàn)優(yōu)于西瓜和甜瓜，葫蘆和南瓜在高鹽堿濃度下仍能保持較高的光合作用效率和較輕的氧化損傷，這可能是其耐鹽堿性強的原因之一。葫蘆耐鹽堿性的差異可能與選擇的品種有關(guān)。此外，Chevilly等[23]的研究進一步表明，甜瓜和黃瓜在低濃度鹽堿脅迫下能夠獲得更大的果實和更高的果實甜度，這與水稻、高粱的前期研究一致。

筆者通過人工氣候室栽培試驗，系統(tǒng)評估了葫蘆（豐砧一號）、南瓜（豐樂金甲）、甜瓜（金露三號）和西瓜（中蜜一號）在鹽堿脅迫條件下的耐鹽堿性。結(jié)果表明，南瓜（豐樂金甲）具有較強的耐鹽堿性，適合在輕度至中度鹽堿地種植；而葫蘆（豐砧一號）、西瓜（中蜜一號）和甜瓜（金露三號）的耐鹽堿性較弱，不適宜在鹽堿地種植。這些發(fā)現(xiàn)為鹽堿地的合理利用和耐鹽堿品種的選育提供了科學(xué)依據(jù)。

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