鹽地種植對(duì)甘藍(lán)型油菜產(chǎn)量和品質(zhì)性狀的影響

龍衛(wèi)華　胡茂龍　陳松等

摘要：探索鹽地種植對(duì)油菜產(chǎn)量和品質(zhì)的影響對(duì)于開(kāi)展油菜的耐鹽品種選育具有重要的指導(dǎo)意義。將15個(gè)甘藍(lán)型油菜自交系在鹽地種植，于成熟期進(jìn)行產(chǎn)量性狀和品質(zhì)分析表明，鹽地種植可顯著降低油菜全株角果數(shù)和單株產(chǎn)量，但對(duì)千粒質(zhì)量無(wú)顯著降低效果；鹽地油菜收獲指數(shù)得到提高主要是因?yàn)辂}地油菜的生物學(xué)產(chǎn)量較單株產(chǎn)量受到更大程度的抑制；鹽地種植對(duì)菜籽的含油量無(wú)顯著影響，但顯著降低油酸含量并增加亞麻酸和二十碳烯酸含量，對(duì)其他脂肪酸含量無(wú)顯著影響。

關(guān)鍵詞：甘藍(lán)型油菜；鹽地種植；產(chǎn)量；品質(zhì)

中圖分類(lèi)號(hào)： S634.304 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)：1002-1302（2015）03-0085-03

據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界陸地面積中已開(kāi)墾為耕地的為1.5×109 hm2，其中約有0.34×109 hm2（23%）的鹽漬土壤，已有超過(guò)100個(gè)國(guó)家的耕地正在經(jīng)受鹽堿化的威脅。土地鹽堿化已成為作物生產(chǎn)的一個(gè)主要限制因素，研究鹽脅迫與作物的互作對(duì)于揭示作物的耐鹽機(jī)制、培育耐鹽作物具有重大意義[1]。

油菜不僅是世界上最重要的油料作物之一，還是發(fā)展鹽堿地農(nóng)業(yè)生產(chǎn)（即鹽土農(nóng)業(yè)）的理想候選作物。首先，油菜是同季節(jié)種植面積較大的作物類(lèi)型，種植區(qū)域廣闊；其次，油菜的耐鹽堿能力相對(duì)較強(qiáng)，鑒定認(rèn)為，油菜對(duì)鹽堿的耐受等級(jí)為中抗及以上[2]，因此油菜耐鹽能力改良的起點(diǎn)比較高；再次，油菜還是公認(rèn)的土地改良先鋒作物，耐瘠性較強(qiáng)，根系入地較深，可疏松土地、增加土壤透氣性，而且油菜還具有較高的生物學(xué)產(chǎn)量，更有利于增加土壤有機(jī)質(zhì)，提高土壤肥力，調(diào)節(jié)土壤鈉、鉀等含量[3]；最后，目前我國(guó)油菜籽嚴(yán)重供不應(yīng)求，因而利用鹽堿地發(fā)展油菜生產(chǎn)、擴(kuò)大種植面積是短期內(nèi)提高菜籽產(chǎn)量、彌補(bǔ)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)不足的有效措施。因此，培育耐鹽油菜對(duì)于發(fā)展鹽土農(nóng)業(yè)具有重要的戰(zhàn)略意義。目前已有學(xué)者對(duì)鹽地種植油菜開(kāi)展了研究，Ahmad研究表明，鹽脅迫嚴(yán)重影響甘藍(lán)型油菜的產(chǎn)量性狀，但不同性狀的響應(yīng)模式不同[4]，隨著脅迫強(qiáng)度的增加，株高持續(xù)降低，初花期和成熟期延遲，每角粒數(shù)和單株產(chǎn)量降低，但全株角果數(shù)先升高再降低。Zadeh等認(rèn)為，鹽處理水平達(dá)到電導(dǎo)率9 ds/m時(shí)，甘藍(lán)型油菜的產(chǎn)量性狀包括角果長(zhǎng)度、每角粒數(shù)、千粒質(zhì)量等均顯著下降[5]。Zamani等研究表明，鹽脅迫能夠改變canola種子脂肪酸含量，棕櫚酸（C16 ∶0）、硬脂酸（C18 ∶0）、亞油酸（C18 ∶2）含量表現(xiàn)出降低趨勢(shì)，而油酸（C18 ∶1）較穩(wěn)定[6]。

我國(guó)是白菜型油菜和芥菜型油菜的起源地。自20世紀(jì)引進(jìn)甘藍(lán)型油菜類(lèi)型以來(lái)，經(jīng)過(guò)甘白、甘芥等種間雜交以及世界范圍內(nèi)油菜種質(zhì)的基因交流，已經(jīng)形成適應(yīng)我國(guó)特有遺傳背景的甘藍(lán)型油菜品種（系）。但到目前為止，有關(guān)鹽地種植對(duì)中國(guó)甘藍(lán)型油菜品種產(chǎn)量和品質(zhì)性狀影響的研究幾近空白，本研究通過(guò)在鹽堿地實(shí)地種植甘藍(lán)型油菜品系來(lái)探究鹽脅迫對(duì)其產(chǎn)量和品質(zhì)的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

15個(gè)具有不同遺傳背景的甘藍(lán)型油菜自交系均由江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所提供，其系譜圖見(jiàn)文獻(xiàn)[7]。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 油菜品系種植 2011年將上述品系種植于江蘇沿海地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所金海農(nóng)場(chǎng)的鹽地試驗(yàn)田塊，每小區(qū) 5 m2，3個(gè)重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列。同時(shí)在鹽地附近的正常田塊中種植全部品系作為對(duì)照，對(duì)照與鹽地種植的所有田間管理相同。

1.2.2 成熟期考種 2012年6月，待對(duì)照和鹽地種植的油菜角果呈枇杷黃時(shí)，將各品系每個(gè)重復(fù)的代表性單株拔起，進(jìn)行常規(guī)考種。收獲單株種子后將整株放于陰涼處風(fēng)干，測(cè)定地上部分、地下部分干物質(zhì)質(zhì)量。

1.2.3 含油量以及脂肪酸含量測(cè)定 隨機(jī)抽取各品系的曬干種子樣品，按照GB 14488.1—1993《油料種籽含油量測(cè)定法》用索氏法測(cè)定含油量。并在安捷倫氣相色譜儀（Agilent 6890N）上分析各樣品棕櫚酸（C16 ∶0）、硬脂酸（C18 ∶0）、油酸（C18 ∶1）、亞油酸（C18 ∶2）、亞麻酸（C18 ∶3）、二十碳烯酸（C20 ∶1；）、芥酸（C22 ∶1）等7種主要脂肪酸的相對(duì)含量[8]。

1.2.4 耐鹽指數(shù)和經(jīng)濟(jì)系數(shù)的計(jì)算以及方差分析 相關(guān)計(jì)算公式如下：

經(jīng)濟(jì)系數(shù)=種子產(chǎn)量/生物學(xué)產(chǎn)量；

耐鹽指數(shù)（STI）=鹽地種植下的性狀值/對(duì)照下的性狀值×100。

數(shù)據(jù)計(jì)算與方差分析均在Microsoft Excel中進(jìn)行。

2 結(jié)果與分析

2.1 鹽脅迫對(duì)油菜產(chǎn)量性狀的影響

由表1可知，鹽地種植對(duì)油菜的全株角果數(shù)、千粒質(zhì)量和單株產(chǎn)量均有不同程度的影響。除WH128、WH131、WH132在鹽地種植下千粒質(zhì)量有所下降之外，其余品系均表現(xiàn)出提高。15個(gè)品系油菜籽在正常地塊種植的平均千粒質(zhì)量為368 g，但鹽地種植的則為3.88 g。鹽地種植對(duì)全株角果數(shù)和單株產(chǎn)量的抑制作用較大。鹽地種植油菜平均全株角果數(shù)、單株產(chǎn)量分別僅為正常種植的49.65%、73.62%，兩者的耐鹽指數(shù)分別在27.87～76.63、55.56～96.11之間。方差分析也表明，鹽地種植可顯著降低油菜的全株角果數(shù)和單株產(chǎn)量，但對(duì)千粒質(zhì)量的提高效果表現(xiàn)得并不顯著。

2.2 鹽脅迫對(duì)菜籽脂肪酸含量的影響

方差分析表明，與對(duì)照相比，鹽地種植下測(cè)試品系的含油量以及菜籽中的棕櫚酸（C16 ∶0）、硬脂酸（C18 ∶0）、亞油酸（C18 ∶2）和芥酸（C22 ∶1）等4種脂肪酸組分變化均不顯著，但油酸（C18 ∶1）、亞麻酸（C18 ∶3）、二十碳烯酸（C20 ∶1）等的含量具有顯著變化。由表2可知，鹽地種植可將油酸、二十碳烯酸含量分別由65.16%降至62.62%、1.03%升至179%，同時(shí)顯著增加亞麻酸含量，由7.19%升至9.08%。

2.3 鹽脅迫對(duì)干物質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)系數(shù)的影響

由表3可知，鹽地種植可降低油菜地上和地下部分的干物質(zhì)積累量，其中地上部干質(zhì)量?jī)H為對(duì)照的56.61%；而地下部分干質(zhì)量則僅為對(duì)照的45.21%。與之相反的是，鹽地種植提高了油菜的經(jīng)濟(jì)系數(shù)，15個(gè)品系的經(jīng)濟(jì)系數(shù)在0.192 1～0.283 1之間，平均值達(dá)到0.235 2，其相應(yīng)耐鹽指數(shù)也達(dá)到156.10。結(jié)合表3結(jié)果的綜合分析來(lái)看，經(jīng)濟(jì)系數(shù)提高的主要原因是鹽地種植更大程度地降低了油菜的生物學(xué)產(chǎn)量。

3 結(jié)論與討論

鹽脅迫對(duì)油菜各個(gè)產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響方向不同，千粒質(zhì)量有所提高，這與Zadeh等的研究結(jié)果[5]較為一致，且與其他非生物脅迫（如濕害等）的結(jié)果類(lèi)似[9]。全株角果數(shù)是油菜產(chǎn)量的重要構(gòu)成因素，本研究發(fā)現(xiàn)，該性狀受鹽脅迫的抑制作用最大，說(shuō)明與其他性狀相比，它對(duì)鹽境最為敏感，同時(shí)也表明在培育耐鹽油菜品種的過(guò)程中，要特別注意選擇角果數(shù)較多的單株及衍生系。

油酸和亞麻酸均為不飽和脂肪酸，是評(píng)價(jià)植物油品質(zhì)的重要參考指標(biāo)。根據(jù)人體對(duì)脂肪酸的需求和各個(gè)脂肪酸化學(xué)性質(zhì)的不同，高油酸和低亞麻酸含量被認(rèn)為是高品質(zhì)植物油的標(biāo)志[10]。本研究表明，鹽地種植油菜降低了油酸含量，從而提高了亞麻酸含量，統(tǒng)計(jì)學(xué)上認(rèn)為降低了菜籽油的品質(zhì)，但從油酸和亞麻酸的實(shí)際含量來(lái)看，變化幅度小于3百分點(diǎn)，對(duì)菜籽油品質(zhì)的影響不大。2種脂肪酸含量變化的可能原因是：鹽脅迫提高了油菜減飽和酶的活性，加強(qiáng)了減飽和作用，從而使處于脂肪酸減飽和末端的亞麻酸含量提高；同時(shí)，作為亞麻酸前體的油酸含量表現(xiàn)為降低，這與大豆、油葵的相關(guān)研究結(jié)果一致[11-12]。Fad2和Fad6是油酸和亞麻酸合成關(guān)鍵酶。研究表明，F(xiàn)ad2、Fad6有助于增加液泡和質(zhì)膜的不飽和度，提高Na+/H+的交換活性，進(jìn)而減少Na+在擬南芥體內(nèi)的積累，達(dá)到耐鹽目的。本研究結(jié)果與其一致[13-14]，因此增強(qiáng)這些脂肪酸合成基因的表達(dá)可以提高作物的耐鹽性。

鹽地種植下油菜的收獲指數(shù)反而增加，主要是因?yàn)闋I(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)過(guò)程受到較大抑制。因此，如果能通過(guò)某些栽培方式（如增施氮肥、速效肥等）提高油菜的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)，可能還能增加其籽粒產(chǎn)量，從而降低鹽脅迫對(duì)油菜產(chǎn)量的影響，這已經(jīng)在棉花、菠菜等作物中得到驗(yàn)證[15-16]。

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