甘藍型油菜耐鹽性評價研究

摘要：鹽漬化土壤是我國重要的后備土地資源，篩選耐鹽作物品種是有效利用鹽漬化土地的重要途徑。以5份不同的甘藍型油菜種質資源為材料，通過鹽脅迫試驗初步篩選出耐鹽性較好的品系YC-1、YC-3及YC-4，并將這些品系種植于山西南部鹽堿地塊中，研究油菜收獲后對土壤的改良效果。結果表明，甘藍型油菜可以不同程度地降低土壤中的Na⁺含量、pH值及全鹽含量。采用相關性、主成分和隸屬函數分析法，對3個品系在鹽堿地種植后的土壤Na⁺含量、pH值、全鹽含量及油菜收獲后的經濟性狀和品質性狀等12項指標進行綜合分析，其中：土壤Na⁺含量與株高、千粒重呈極顯著負相關，與有效角果數、產量呈極顯著正相關；pH值與硫苷含量呈極顯著正相關；株高與有效角果數、產量呈極顯著負相關，與千粒重呈極顯著正相關；有效角果數與千粒重呈極顯著負相關，與產量呈極顯著正相關；千粒重與產量呈極顯著負相關。提取3個可較好概括12個指標的主成分，結合隸屬函數得到的表達式Y=0.582Y1+0.320Y2+0.098Y3對供試材料進行綜合評價，篩選出適宜在山西南部鹽堿地種植的甘藍型油菜品系為YC-3、YC-4。

關鍵詞：甘藍型油菜；鹽脅迫；耐鹽性；綜合評價

中圖分類號：S634.303.7""文獻標志碼：A

文章編號：1002-1302（2025）01-0103-06

土壤鹽漬化已成為限制作物生長發育及產量形成的關鍵逆境因子，其導致我國耕地面積逐年減少，嚴重制約農業的發展^［1-2］。目前，全球鹽漬化土面積超過9億hm²，而我國擁有的各類可利用鹽堿地資源達3 600萬hm²，主要分布于干旱、半干旱區及一些濱海地區^［3］。土壤中高濃度的鹽離子會造成植物體內滲透壓失衡，進而積累大量有毒物質，導致植株出現生長受阻、發育遲緩、葉片變小、株體矮化、提早開花、早衰甚至死亡等現象^［4-5］。山西省地處干旱和半干旱地區，其鹽漬土面積達30.13萬hm²，占全省平川區總面積的9.9%，受人為活動、氣候條件及地形地貌等因素影響，鹽漬土面積仍在持續擴大，篩選培育耐鹽作物種質資源，利用其對鹽堿地進行生物改良，是當前提高鹽堿地產能、實現鹽堿地資源化利用的有效措施^［6-7］。

甘藍型油菜（Brassica "napus，AACC，2n=38）是我國重要的油料作物之一，具有適種范圍廣、生物學產量高、耐鹽堿能力強等優點，成為鹽堿地改良與利用的先鋒作物^［8］。研究表明，當油菜受到鹽脅迫時，可通過清除活性氧自由基、合成與積累滲透調節物質、吸收和存儲高濃度的Na⁺、根系分泌有機酸等一系列調節機制來適應或抵御鹽脅迫^［9］。選育耐鹽品種是提高油菜鹽堿地適應能力的重要途徑，不同的甘藍型油菜品種耐鹽性存在顯著差異，對甘藍型油菜種質資源進行萌發期耐鹽性試驗鑒定，結合鹽堿地田間全生育期種植，篩選出耐鹽能力強的優異種質，對改良利用山西南部鹽堿地、擴大油菜種植面積、助力農民增產增收具有重要意義。

油菜種子萌發期是對鹽脅迫最敏感的時期，該時期耐鹽性的強弱決定了其能否在鹽堿土中萌發出苗。胡鳳儀等利用不同濃度NaCl溶液對479份芥菜型油菜進行萌發期鹽脅迫處理，通過測定發芽率、根長、芽長、鮮重等指標對參試材料進行耐鹽性綜合評價，最終篩選出耐鹽品種12份^［10］。Wan等研究發現用1.0% NaCl濃度鑒定油菜種子萌發期的耐鹽性較合適，并對214份甘藍型油菜種質進行了萌發期耐鹽性鑒定^［11］。目前關于甘藍型油菜耐鹽性評價相關研究主要集中在萌發期對種質資源的篩選鑒定上，而結合鹽堿地田間種植表現來綜合評價其耐鹽性的報道相對較少。本研究以5份不同的甘藍型油菜種質資源為材料，通過鹽脅迫試驗初步篩選出耐鹽性較好的品系，并種植于山西南部鹽堿地塊中，研究油菜收獲后對土壤的改良效果，結合它們在鹽堿地種植的經濟性狀及品質性狀表現對其耐鹽性進行綜合評價，為山西南部鹽堿地篩選適宜種植的油菜種質資源及其改良利用提供理論依據。

1"材料與方法

1.1"試驗地點及材料

耐鹽性試驗于2023年4月在山西農業大學棉花研究所作物生理實驗室進行，供試材料為5個甘藍型油菜雙低品系，其中YC-1為耐鹽堿甘藍型油菜品種華油雜62，YC-2～YC-5為山西農業大學棉花研究所油料作物研究室自育品系。鹽堿地田間試驗于2023年9月在山西省運城市鹽湖區金井鄉西王村進行，該試驗田土壤pH值 9.01，速效氮含量74.42 mg/kg，速效磷含量14.39 mg/kg，速效鉀含量179.06 mg/kg，有機質含量13.25 g/kg，水溶性含鹽量4.085 g/kg，供試材料為經過耐鹽性試驗初篩表現較好的耐鹽品系。

1.2"試驗方法

1.2.1"耐鹽性試驗"試驗設計鹽分濃度為0（CK）、0.6%、0.9%、1.2%、1.5%，每個重復100粒種子，重復3次。選取顆粒飽滿、無破損的油菜種子，經0.5%NaClO消毒后用純凈水沖洗干凈晾干后置于鋪有濾紙的滅菌培養皿中，向其中分別加入相應濃度的鹽溶液30 mL，置于20 ℃恒溫培育箱中避光培養，發芽后保持12 h/d光照。每天采用稱重補水法保持各培養皿中鹽濃度不變。

1.2.2"鹽堿地田間試驗"將經過耐鹽性試驗初篩表現較好的耐鹽品系種于鹽堿地塊中，開溝條播，采用完全隨機區組設計，3次重復，每個品系種植面積為100 m²，采用常規方式進行大田管理。采集土壤樣品時，各小區按5點交叉取樣法獲取0～20 cm土層土壤，裝入滅菌塑料自封袋保存。

1.3"指標測定

1.3.1"種子發芽勢、發芽率及萌發指標測定"鹽脅迫試驗每天記錄種子發芽數（以萌發胚芽長達到種子長為標準），分別以5 d內和7 d內發芽種子比例計算發芽勢和發芽率，于第10天測量其苗長和根長。

發芽勢=5 d發芽種子數供試種子數×100%；

發芽率=7 d發芽種子數供試種子數×100%。

1.3.2"土壤Na⁺含量、pH值及全鹽含量測定"鹽堿地田間試驗，在當年油菜播種前進行土壤樣品采集，待次年油菜收獲后再次采集土壤樣品，測定油菜播種前后土壤Na⁺、pH值及全鹽含量變化，土壤Na⁺由電感耦合等離子體發射光譜儀（Optima 5300 DV，Perkin Eimer） 測定；土壤pH值采用電位法測定；土壤全鹽含量采用電導率法測定。此外，對鹽堿地收獲的各油菜品系進行田間經濟性狀考種及品質性狀檢測。

1.3.3"經濟性質和品質性質測定"在油菜成熟期，各小區隨機選取2個樣點（1.5 m×1.5 m），其中一個樣點連續取10株（剔除重病株和不育株）作考種單株，考種株高、有效分枝數、有效角果數，此外，在該樣點內隨機均勻選取20個角果，用于計算每角粒數及千粒重，另一個樣點全部收獲，用于單位面積產量及品質性狀檢測。

1.4"數據處理與分析

利用Excel 2007對試驗數據進行整理，使用SAS 9.4軟件對材料進行方差分析、相關性分析、主成分分析及隸屬函數值分析。

2"結果與分析

2.1"不同鹽濃度對油菜種子萌發期的影響

由表1可知，隨著NaCl溶液濃度的升高，各油菜品系種子的發芽勢、發芽率、苗長、根長均受到了不同程度的抑制，與鹽溶液濃度呈負相關。各品系的發芽勢、發芽率在不同鹽濃度間的差異性較小，而在相同鹽濃度脅迫下YC-1、YC-4與其他品系存在顯著性差異。在0.9%鹽濃度下，YC-1、YC-3、YC-4的發芽勢和發芽率分別在69.67%～78.33%和71.00%～79.00%之間，而YC-2和 YC-5 的發芽勢分別為57.00%、53.00%，發芽率分別為58.67%、55.33%，這2個品系的發芽勢和發芽率明顯低于YC-1、YC-3和YC-4，隨著鹽脅迫濃度增加，YC-2、YC-5的發芽勢和發芽率降幅遠超YC-1、YC-3和YC-4。對苗長和根長而言，除YC-4外其余各品系在不同鹽濃度間存在顯著性差異，而在相同鹽濃度脅迫下YC-4與其他品系存在顯著性差異。在1.5%鹽濃度下，YC-2、YC-5品系因其種子僅處于萌發狀態，故無法測定苗長和根長。對不同鹽濃度下各油菜品系的發芽勢、發芽率、苗長、根長指標進行測定分析，發現YC-1、YC-3 及YC-4品系的耐鹽能力相對較強，可作為鹽堿地田間試驗的供試材料。

2.2"不同油菜品系種植后對土壤Na⁺含量、pH值及全鹽含量的影響

由表2可知，甘藍型油菜在鹽堿地種植后，土壤中Na⁺含量、pH值及全鹽含量與播前相比均有不同程度的下降。具體到Na⁺含量來看，降幅變化范圍在68.52%～78.06%，平均降幅達72.01%，其中YC-4品系降幅最大，為78.06%。對土壤pH值而言，3個品系播種后均有所下降，但差異未達顯著水平，降幅變化范圍為1.37%～2.77%，平均降幅為2.13%，其中YC-1品系降幅最大，為2.77%。對土壤全鹽含量而言，降幅變化范圍在8.31%～21.58%，平均降幅為15.69%，其中YC-4品系降幅最大，為21.58%。結果表明，甘藍型油菜對降低鹽堿地土壤Na⁺含量、pH值及全鹽含量均有效果，尤其是對降低土壤Na⁺含量具有顯著效果，3個甘藍型油菜品系中，YC-1、YC-4對土壤的改良效果相對較好。

2.3"不同油菜品系在鹽堿地種植后田間經濟性狀及品質性狀表現

由圖1可知，甘藍型油菜在鹽堿地種植后，各品系的每角粒數、含油量及蛋白質含量間無顯著性差異，而硫苷含量間存在顯著性差異。對有效分枝數來說，YC-1 與YC-4品系間存在顯著性差異，而對株高、有效角果數、千粒重及產量來說，YC-1、YC-3品系均與YC-4品系存在顯著性差異。就品系而言，YC-1品系的有效分枝數、每角粒數及產量最高，株高、含油量、硫苷含量最低，有效角果數、千粒重、蛋白質含量居中；YC-3品系有效角果數、含油量、硫苷含量最高，千粒重、蛋白質含量最低，株高、有效分枝數、每角粒數、產量居中；YC-4品系的株高、千粒重、蛋白質含量最高，有效分枝數、有效角果數、每角粒數、產量最低，含油量、硫苷含量居中。鹽堿地田間試驗表明，YC-1、YC-3品系的產量相對較高，經濟性狀表現較好，這與它們的有效角果數、每角粒數相對較高有關，而YC-4品系含油量、蛋白質含量相對較高，硫苷含量相對較低，其品質性狀表現較好。

2.4"不同油菜品系在鹽堿地種植后各指標相關性分析

甘藍型油菜各品系在鹽堿地種植后，將土壤Na⁺含量、pH值、全鹽含量、油菜經濟性狀及品質性狀等12個指標進行相關性分析（表3），有11對指標呈極顯著相關關系，有6對指標呈顯著相關關系。土壤Na⁺含量與株高、千粒重呈極顯著負相關，與有效角果數、產量呈極顯著正相關；pH值與硫苷含量呈極顯著正相關；株高與有效角果數、產量呈極顯著負相關，與千粒重呈極顯著正相關，與有效分枝數呈顯著負相關；有效角果數與千粒重呈極顯著負相關，與產量呈極顯著正相關；千粒重與產量呈極顯著負相關；全鹽含量與有效角果數、硫苷含量呈顯著正相關，與千粒重、蛋白質含量呈顯著負相關；有效分枝數與千粒重呈顯著負相關。

2.5"不同油菜品系在鹽堿地種植后各指標主成分和隸屬函數分析

如表4所示， 采用主成分分析法對3個甘藍型

油菜品系在鹽堿地種植后的土壤Na⁺含量、pH值、全鹽含量、油菜經濟性狀及品質性狀等12個指標進行分析，根據特征值大于1、累計貢獻率大于85%的原則，提取3個主成分，累計貢獻率為91.4%，可較好地概括12個指標的信息。第1主成分特征值為6.385，貢獻率為53.2%，土壤Na⁺含量、全鹽含量、有效角果數、產量載荷較高。第2主成分特征值為3.502，貢獻率為29.2%，土壤pH值、含油量、硫苷含量載荷較高。第3主成分特征值為1.085，貢獻率為9.0%，每角粒數、蛋白質含量載荷較高。

根據主成分分析結果，計算出第1、第2、第3主成分的相對貢獻率分別為58.20%、31.95%和9.85%，得出以下函數表達式，結合隸屬函數分析，對甘藍型油菜的耐鹽性進行綜合評價。

Y1=0.371x1+0.137x2+0.333x3-0.375x4+0.247x5+0.386x6+0.218x7-0.381x8+0.359x9-0.045x10+0.117x11-0.210x12；

Y2=-0.141x1+0.479x2+0.276x3+0.137x4-0.257x5+0.011x6-0.203x7+0.003x8-0.146x9+0.435x10+0.489x11-0.315x12；

Y3=0.028x1+0.213x2+0.067x3+0.017x4-0.427x5+0.018x6+0.691x7+0.211x8+0.091x9-0.102x10+0.210x11+0.426x12；

Y=0.582Y1+0.320Y2+0.098Y3。

計算結果見表5中綜合得分。由表5可知，YC-1 品系綜合表現最優良，得分最高， 耐鹽性由強到弱排序為YC-1＞YC-3＞YC-4。

3"討論

種子萌發期是對鹽脅迫最敏感的時期，此階段受自身基因與外界環境共同影響，可通過滲透脅迫、離子危害等作用對植物種子萌發造成傷害^［12-13］。種子萌發期的萌發質量與其在鹽堿地出苗及后期生長發育息息相關，因此將萌發期的耐鹽性作為評價種質耐鹽能力的一個重要指標。本研究對5份不同的甘藍型油菜品系進行不同NaCl濃

表5nbsp;油菜鹽堿地種植后的耐鹽性綜合評價

品系土壤Na⁺含量pH值全鹽含量株高有效分枝數有效角果數每角粒數千粒重產量含油量硫苷含量蛋白質含量綜合得分排名

YC-10.147 0.204 0.280 -0.024 0.018 0.097 0.039 -0.063 0.097 0.056 0.220 -0.033 1.040 1

YC-30.148 0.138 0.278 -0.026 0.014 0.105 0.037 -0.058 0.102 0.065 0.132 -0.005 0.931 2

YC-40.155 0.182 0.280 -0.046 0.011 0.061 0.026 -0.102 0.129 0.064 0.187 -0.039 0.908 3

度處理，觀察種子的萌發情況，結果表明隨著NaCl濃度的增加，各品系的發芽勢、發芽率、苗長、根長均呈現不同程度的下降，這與嚴中琪等的研究結果^［14］一致。植物的耐鹽性由多個數量性狀控制，當受到鹽脅迫時，其生理及發育機制會發生一系列復雜變化，此外，單一階段的耐鹽能力并不能決定最終產量，不同生育階段的耐鹽性均會對植物最終產量產生影響，因此為了更加準確地反映植物的耐鹽能力，本研究在萌發期對甘藍型油菜種質進行耐鹽篩選的基礎上，結合它們在鹽堿地的全生育期表現對其耐鹽性進行綜合評價。

本研究結果顯示，油菜在鹽堿地種植后，可以不同程度地降低土壤中的Na⁺含量、pH值及全鹽含量，這可能與其生長發育過程中改善了土壤膠體的種類和數量有關，這與范倩玉等的研究結果^［15］相一致。3個甘藍型油菜品系中，YC-1、YC-4對土壤的改良效果相對較好，尤其是YC-4品系，對土壤Na⁺含量及全鹽含量降低最多。對不同油菜品系在鹽堿地種植后田間經濟性狀及品質性狀進行分析，發現YC-1、YC-3品系的經濟性狀表現較好，產量相對較高，這與它們的有效角果數、每角粒數相對較高有關，而YC-4品系的品質性狀表現較好，經濟性狀表現相對較差，在之前的非鹽堿地田間測產中，YC-4品系產量高于YC-3品系，這可能與鹽堿地種植中YC-4植株體內積累了較多Na⁺而影響其正常生長發育有關。對油菜在鹽堿地種植后的土壤Na⁺含量、pH值、全鹽含量及油菜收獲后的經濟性狀和品質性狀等12個指標進行相關性分析，發現土壤Na⁺含量與有效角果數、產量呈極顯著正相關，土壤Na⁺含量越高，說明甘藍型油菜從鹽堿土中吸收的Na⁺就越少，對其自身造成的鹽害就越小，因而有效角果數與產量相對越高，這就解釋了YC-4品系對土壤的改良效果相對較好而經濟性狀表現相對較差的原因。本研究選取了12個性狀，綜合相關性分析和主成分分析對甘藍型油菜的耐鹽性鑒定進行了主要耐鹽指標的篩選，篩選出土壤Na⁺含量、pH值、全鹽含量、有效角果數、產量可以作為評價甘藍型油菜耐鹽性的重要指標，降低了指標間信息的重疊和冗余，有利于客觀全面地評價甘藍型油菜種質資源的耐鹽性，再利用隸屬函數將3個主成分進行歸一化處理，獲得甘藍型油菜耐鹽性綜合評價得分，鑒定3個甘藍型油菜品系的耐鹽性。本研究中YC-1品系得分最高，YC-3次之，YC-4品系得分最低，但YC-3、YC-4品系與YC-1品系綜合得分相差較少，因此這2個品系均可作為山西南部鹽堿地適宜推廣種植的油菜品系，YC-3側重于鹽堿地種植收獲，YC-4 則側重于鹽堿地改良。

4"結論

“以種適地”篩選優質的耐鹽堿作物品種是有效利用鹽堿地資源的主要途徑。本研究以5份不同的甘藍型油菜種質資源為材料，通過鹽脅迫試驗初步篩選出耐鹽性較好的品系，并種植于山西南部鹽堿地塊中，通過相關性、主成分和隸屬函數分析法對油菜種植后土壤中的Na⁺含量、pH值、全鹽含量及油菜收獲后的經濟性狀和品質性狀等12項指標進行綜合分析評價，得到甘藍型油菜耐鹽性強弱排序為YC-1＞YC-3＞YC-4。YC-3、YC-4是適宜在山西南部鹽堿地種植的油菜種質資源。

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