22個(gè)柱花草材料幼苗期抗旱鑒定初步結(jié)果①

龍會(huì)英+++張德

摘 要 旱季是云南柱花草種植幼苗主要生長期，鑒定柱花草各品種（系）苗期的抗旱性對指導(dǎo)柱花草種質(zhì)創(chuàng)新與生產(chǎn)具有重要意義。在試驗(yàn)棚內(nèi)，對22個(gè)柱花草（Stylosanthes gianensis）種質(zhì)材料幼苗期進(jìn)行干旱處理，分別測試其各項(xiàng)形態(tài)指標(biāo)和生理指標(biāo)，研究其幼苗期的抗旱性。試驗(yàn)結(jié)果表明：所有供試材料中，圭亞那柱花草1（S. gianensis seabrana）、愛得華柱花草（S. gianensis cv.Endeavour）、黑種柱花草（S. gianensis USF873016）和西卡柱花草（S. scabra cv. Seca）相對較耐旱，其中西卡柱花草的抗旱性最強(qiáng)。

關(guān)鍵詞 柱花草 ；幼苗期 ；抗旱性 ；鑒定

分類號 S541+.9

干旱是指長時(shí)期降水偏少，空氣干燥，土壤缺水，植物體內(nèi)的水分發(fā)生虧缺，影響植物正常生長發(fā)育而減產(chǎn)的農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害。干旱造成的減產(chǎn)是干旱地區(qū)作物生產(chǎn)的主要障礙之一[1]。目前，我國熱帶豆科牧草中柱花草已占80%以上，累計(jì)種植面積10 萬hm2，分布在廣東、廣西、海南、云南、福建等省區(qū)，成為我國熱帶亞熱帶地區(qū)建立人工草地，發(fā)展節(jié)糧型畜牧業(yè)的主要牧草品種。柱花草具有適應(yīng)性強(qiáng)、喜熱帶潮濕氣候、耐干旱的特征，但苗期生長慢，耐旱能力差。在云南干熱河谷一般是在4月上旬至5中旬育苗，而這時(shí)正是云南省干熱河谷炎熱高溫干旱季節(jié)[2-5]，播種和種植對柱花草的生長影響較大。在柱花草的抗旱性研究方面，有人研究了缺水如何影響柱花草的生長和發(fā)育[6]，也研究了缺水對柱花草有怎樣的適應(yīng)性[7]，苗床條件下缺水影響柱花草發(fā)芽率方面有報(bào)導(dǎo)[8]。因此，對柱花草各品種（系）苗期的抗旱性鑒定對發(fā)展柱花草生產(chǎn)是非常重要的，本研究采用形態(tài)指標(biāo)和生理指標(biāo)相結(jié)合的方法評定在干熱河谷區(qū)種植的22個(gè)柱花草品種（系）幼苗期抗旱性的強(qiáng)弱，旨在為干熱河谷柱花草的種植、種草養(yǎng)殖及草地生態(tài)修復(fù)提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)

試驗(yàn)點(diǎn)布設(shè)在云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱區(qū)生態(tài)農(nóng)業(yè)研究所后山基地試驗(yàn)棚內(nèi)。試驗(yàn)期大棚內(nèi)最高溫度58.8℃，平均最高溫度50.6℃；最低溫度18.2℃，平均最低溫度21.1℃。

1.1.2 供試品種（系）

22份材料。品種（系）序號為。1號：熱研2號柱花草（S. gianensis cv.Reyan No.2）；2號：熱研5號柱花草（S. gianensis cv.Reyan No.5）；3號：熱研7號柱花草（S. gianensis cv.Reyan No.7）；4號：熱研10號柱花草（S. gianensis cv.Reyan No.10）；5號：熱研12號柱花草（S. gianensis cv.Reyan No.12）；6號：熱研13號柱花草（S. gianensis cv.Reyan No.13）；7號：熱研18號柱花草（S. gianensis cv.Reyan No.18）；8號：熱研20號柱花草（S. gianensis cv.Reyan No.20）；9號：熱研21號柱花草（S. gianensis cv.Reyan No.21）；10號：圭亞那柱花草1（S. gianensis seabrana）；11號：圭亞那柱花草2（TEMPRANO. S. guianensis）；12號：mineirao 柱花草（S. gianensis mineirao）；13號：愛得華柱花草（S.gianensis cv.Endeavour）；14號：土黃USF873015柱花草（S. gianensis USF873015）；15號：260有鉤柱花草（S. hamata cv. Verano）；16號：澳克雷柱花草（S. gianensis cv. Oxley）；17號：格拉姆柱花草（S. gianensis cv.Graham）；18號：CIAT11362柱花草（S. guianensis TPRC90075）；19號：黑種柱花草（S. gianensis USF873016）；20號：GC1524EMBRAPA柱花草（S. guianensis GC1524EMBRAPA）；21號：西卡柱花草（S. scabra cv. Seca）和22號：GC1579柱花草（S. gianensis GC1581）。除了圭亞那柱花草1（S. gianensis seabrana）、圭亞那柱花草2（TEMPRANO. S. guianensis）引自澳大利亞外，其它均引自中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶作物品種資源研究所牧草研究中心。

1.2 方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)計(jì)為大棚盆栽試驗(yàn)，盆規(guī)格內(nèi)徑×高=18 cm×16 cm，每盆裝3.5 kg土。兩個(gè)處理，一個(gè)處理是正常澆水（每次每盆定量澆水0.2 kg），另一個(gè)處理是種子經(jīng)處理消毒后播種當(dāng)幼苗植株5 cm以上間苗留10株觀測，當(dāng)幼苗植株10 cm以上，停止?jié)菜a(chǎn)生水分脅迫，在20%幼苗葉片達(dá)到萎蔫后澆水（每盆定量澆水0.4 kg）使苗恢復(fù)[9]。再干旱使之萎蔫，用參試品種（系）萎蔫時(shí)間先后、同一時(shí)間萎蔫植株數(shù)及保存率、最后存活苗的百分率、參試材料（株高、葉長、葉寬、鮮重）抑制率的比較評價(jià)品種苗期抗旱性[10]，3次重復(fù)。

1.2.2 項(xiàng)目測定

1.2.2.1 萎蔫程度、復(fù)水后同一時(shí)間死亡百分?jǐn)?shù)及成活數(shù)

萎蔫程度：整株有20%以上葉片萎蔫的植株數(shù)占總植株數(shù)的比值。

復(fù)水后同一時(shí)間死亡百分?jǐn)?shù)及成活數(shù)：選擇1個(gè)處理控水到每個(gè)材料出現(xiàn)萎蔫時(shí)間的先后及同一時(shí)間植株的死亡數(shù)。

1.2.2.2 株高、葉長和葉寬的測定

株高：株高是指從露土的莖至最高的節(jié)的距離。葉長和葉寬：測量+3葉的最長和最寬的地方。

1.2.2.3 株高、葉長和葉寬抑制率的測定

各參試材料的株高、葉長和葉寬抑制率=100×（正常澆水處理株高、葉長和葉寬-控水處理株高、葉長和葉寬）/正常澆水處理株高、葉長和葉寬。

1.2.2.4 柱花草復(fù)水后整個(gè)植株20%以上葉片萎蔫的土壤水分的測定

植株20%以上葉片萎蔫的土壤水分=100×（土壤樣鮮土重-土壤樣干重）/土壤樣干重。

2 結(jié)果與分析

2.1 各參試材料萎蔫時(shí)間、復(fù)水后萎蔫百分?jǐn)?shù)比較

萎蔫程度是整株有20%以上葉片萎蔫的植株數(shù)占總植株數(shù)的比值，萎蔫程度高，說明其受到傷害的植株越多，整體抗旱性越差。同一時(shí)間播種的材料首次萎蔫狀態(tài)的材料抗旱性低于后面進(jìn)入萎蔫狀態(tài)的材料。從萎蔫時(shí)間看22個(gè)材料，多數(shù)材料萎蔫時(shí)間在9月22日，占參試材料的45.46%；最早進(jìn)入萎蔫狀態(tài)的材料是1號、4號和9號材料，占參試材料的13.62%，最遲進(jìn)入萎蔫狀態(tài)的材料是21號材料，占參試材料的4.55%。試驗(yàn)表明，22個(gè)材料中，1號、4號和9號耐旱性弱，10號、21號材料耐旱性強(qiáng)。復(fù)水后死亡百分?jǐn)?shù)是指灌水2 d后死亡干枯植株占萎蔫植株的比值，百分?jǐn)?shù)越高說明其整株植株受到的傷害越大，恢復(fù)能力越弱，抗旱性也越差。復(fù)水后同一時(shí)間植株萎蔫程度越高越不耐旱。同一時(shí)間萎蔫程度為100的占63.63%，萎蔫程度為0的占27.27%。保存率的高低說明抗旱性的強(qiáng)弱，控水后對22個(gè)材料進(jìn)行干旱處理調(diào)查保存率，保存率最高的是21號材料，其次是10號材料。綜合分析表1、表2和表3，22個(gè)材料中抗旱性較強(qiáng)的材料是21號材料、其次是10號、13號、19號材料。見表1～3。

2.2 參試材料的株高、葉長、葉寬和植株20%以上葉片萎蔫鮮重抑制率的比較

株高在一定程度上反映了植株的生物生長量，株高的抑制率越高，說明干旱對他的生物生長量影響越大，對水分越敏感，抗旱性相對較弱。株高抑制率最小的材料是13號和21號材料；株高抑制率最大的材料是15號材料；葉長抑制率最小的材料是21號材料，其次是2號；葉長抑制率最大的材料是6號材料；葉寬抑制率最小的材料是21號材料，葉寬抑制率最大的材料是8號材料；20%萎蔫時(shí)，葉片鮮重抑制率最小的材料是20號材料，其次是22和21號材料；20%萎蔫時(shí)，葉片鮮重抑制率最大的材料是5號，6號和9號材料。分析株高、葉長、葉寬、20%萎蔫時(shí)葉片鮮重抑制率，21號材料（西卡柱花草）是較耐旱品種。與張緒元研究結(jié)果相一致，認(rèn)為西卡柱花草較耐旱。見表4。

2.3 各參試材料植株20%以上葉片萎蔫的土壤水分比較

植株干旱至植株20%以上葉片萎蔫狀態(tài)測定盆栽土壤含水量。參試材料中土壤水分最小的是4號，其次是21號，土壤水分越低其越耐旱。見表5。

3 討論

（1）總體看，柱花草較耐旱，在參試材料中10號、13號、19號、20號、21號和22號柱花草材料較相對其它材料耐旱，其中，21號材料（西卡柱花草）的抗旱性最強(qiáng)，在其他材料都受到脅迫傷害時(shí)，其受到的影響卻很小，雖然其機(jī)理不是很清楚，但在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，21號材料的根系發(fā)達(dá)，扎根很深。其抗旱性強(qiáng)可能是因其根系的吸水能力強(qiáng)，從而避開了干旱[10]。因此，在很干旱地區(qū)種植柱花草時(shí)可以選擇種植西卡柱花草。

（2）作物的抗旱表現(xiàn)是作物本身的抗旱遺傳性和環(huán)境相互作用的結(jié)果，可能因時(shí)因地而異，也可能因作物生長發(fā)育的不同階段而異，以致難以精確地進(jìn)行定量衡量[11]。另外，Levitt[12]指出，在測定植物對各種不利環(huán)境因素脅迫的抗性中，抗旱性最難測定，也沒有一種方法能測出植物的各種抗旱性，這種狀況給抗旱育種帶來了極大的困難。種植多年的生產(chǎn)實(shí)踐表明，熱研2號柱花草具有耐熱、抗旱特性。但從試驗(yàn)中看出熱研2號柱花草（參試材料中1號）、4號、5號、9號、15號和19號柱花草材料較相對其它材料不耐旱。另外，本試驗(yàn)研究方法簡便易行，以致4號和6號柱花草材料的研究結(jié)果表現(xiàn)不一致，說明在試驗(yàn)過程中對試驗(yàn)測定指標(biāo)與觀測存在誤差，同時(shí)，由于溫室環(huán)境與大田環(huán)境的差異有可能帶來試驗(yàn)誤差，與張緒元[13]研究結(jié)果有相似之處。

（3）柱花草的抗旱機(jī)理十分復(fù)雜[9]，由于條件有限，本次試驗(yàn)涉及的柱花草種質(zhì)稍多，觀測量大，僅觀測22個(gè)柱花草材料的部分形態(tài)指標(biāo)和生理指標(biāo)確定苗期抗旱性初步結(jié)果。為了更準(zhǔn)確地鑒定柱花草苗期的抗旱性，下一步研究中，還需要進(jìn)行與苗期抗旱性鑒定有關(guān)的許多研究工作，將柱花草多個(gè)形態(tài)指標(biāo)、生理生化指標(biāo)相結(jié)合綜合評價(jià)[14]，如果有條件應(yīng)從分子水平上闡明作物抗旱性的物質(zhì)基礎(chǔ)及其生理功能， 通過基因工程手段進(jìn)行抗旱基因重組， 應(yīng)用常規(guī)育種與遺傳工程相結(jié)合的方法培育抗旱與高水分利用效率的抗旱新品系[15]，為抗旱牧草品種的選育提供理論依據(jù)[6]。

參考文獻(xiàn)

[1] 蒲偉鳳，紀(jì)展波，李桂蘭，等. 作物抗旱性鑒定方法研究進(jìn)展[J]. 河北科技師范學(xué)院學(xué)，2011，25（2）：4-39.

[2] 張映翠，朱宏業(yè)，吳仕榮. 金沙江干熱河谷土地資源及其開發(fā)潛力[J]. 山地研究，1996，14（3）：188-193.

[3] Long huiying， Sha yucang， Zhu hongye， et al. Selection of adaptive grass and frutex and their planting benefits in the arid-hot valleys of yuanmou[J]. Wuhan University Journal of Natural Sciences， 2008， 13（3）： 317-323.

[4] 龍會(huì)英，朱紅業(yè)，金 杰，等. 優(yōu)良熱帶牧草在云南元謀干熱河谷區(qū)域試驗(yàn)研究[J].熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008，28（4）：41-46.

[5] 龍會(huì)英，沙毓滄. 干熱河谷草和灌木資源引種及綜合利用研究[M]. 云南昆明： 云南科技出版社， 2010：1-248.

[6] Fisher M J. The influence of stylosanthes humilis inungrazed swards at katherine[J]. N. T. Aust.J. Exp. Agric. Anim. Husb， 1997， 17： 598-606.

[7] Fisher M J. Adapt ationto Water Deficets in Stylosanthes， The Biology and Agronomy of Sty losanthes[M]. Academis Press， Australi， 1984： 163-179.

[8] Mott J J， Mckeon. Effects of seed bed conditions on the germination of four stylosanthes species in the Northern Territory[M]. Aus.J.Agric.Res， 1976， 27： 23-811.

[9] 莫庭輝. 柱花草苗期抗旱性鑒定方法的研究[J]. 華南熱帶農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1999，5（1）：7-14.

[10] 張緒元，劉國道，郇樹乾. 五個(gè)柱花草幼苗期抗旱性的初步研究[J]. 華南熱帶農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，11（2）：14-16.

[11] 路貴和，安海潤. 作物抗旱性鑒定方法與指標(biāo)研究進(jìn)展[J]. 山西農(nóng)業(yè)科學(xué)，1999，27（4）：39-43.

[12] Levitt I J. Responses of Plants to Env ironm ental Stresses[M]. New York： Academic Press， 1972： 607-1 980.

[13] 張緒元. 熱帶牧草抗旱性初步評價(jià)[D]. 海口：華南熱帶農(nóng)業(yè)大學(xué)，2005.

[14] 張薈薈，楊 鋼，高洪文，等. 10份豆科牧草的苗期抗旱性綜合評價(jià)[J]. 新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，50，（5）：938-943.

[15] 蒲偉鳳，紀(jì)展波，李桂蘭，等. 作物抗旱性鑒定方法研究進(jìn)展（綜述）[J]. 河北科技師范學(xué)院學(xué)報(bào)，25（2），2011：34-39.