四個(gè)檉柳新品系的耐鹽性評(píng)價(jià)

楊 晴，代 波，劉振林，張國(guó)君，楊俊明*

(河北科技師范學(xué)院a生命科技學(xué)院，b園藝科技學(xué)院；河北 秦皇島，066600)

四個(gè)檉柳新品系的耐鹽性評(píng)價(jià)

楊 晴a，代 波b，劉振林b，張國(guó)君b，楊俊明b*

(河北科技師范學(xué)院a生命科技學(xué)院，b園藝科技學(xué)院；河北 秦皇島，066600)

為了篩選耐鹽能力強(qiáng)的檉柳優(yōu)良品系，用濱海鹽堿土和海鹽配置土壤中鹽(NaCl)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0,4,6，8,10,12,14 g·kg-1的室內(nèi)鹽池，白花檉柳為對(duì)照，研究4個(gè)檉柳新品系的耐鹽性。結(jié)果表明：隨著土壤中鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，檉柳的存活率(SR)、耐鹽指數(shù)(STI)、相對(duì)生長(zhǎng)率(RGR)、凈光合速率(Pn)和氣孔導(dǎo)度(Gs)逐漸下降，胞間CO2濃度(Ci)逐漸增高。檉柳STI和土壤中鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)之間的關(guān)系可以用邏輯斯蒂方程表示。通過為檉柳的SR，RGR和STI分別賦予0.40，0.35和0.25的權(quán)重，利用隸屬函數(shù)法計(jì)算隸屬函數(shù)值比較檉柳耐鹽能力，耐鹽能力從高到低順序是:密枝檉柳6號(hào)，密枝檉柳1號(hào)，海水1號(hào)，密枝檉柳4號(hào)。密枝檉柳6號(hào)和密枝檉柳1號(hào)是耐鹽能力較強(qiáng)的檉柳新品系。

檉柳；新品系；耐鹽性評(píng)價(jià)；隸屬函數(shù)；邏輯斯蒂方程

檉柳(TamarixchinensisLour.)又稱西河柳，為檉柳科檉柳屬植物，主產(chǎn)于新疆、遼寧、河北、山東等地。檉柳的嫩枝葉可入藥，主治風(fēng)熱感冒、麻疹、皮膚瘙癢等癥[1，2]。近年的研究表明，檉柳具有保肝、抗腫瘤作用[3，4]，也是瀕危藥材管花肉蓯蓉的專性寄主[5]。檉柳耐干旱、耐鹽堿[6]、抗風(fēng)沙是荒漠地區(qū)造林綠化的先鋒樹種[7]。國(guó)外檉柳作為入侵植物，主要研究其對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響[8～10]，國(guó)內(nèi)對(duì)檉柳的開發(fā)利用[11]、藥用成分[12，13]和抗逆性[14]等進(jìn)行了較深入研究。目前，喬來秋等[15]從中國(guó)檉柳中選育出2個(gè)優(yōu)良無性系, 已通過成果鑒定并推廣應(yīng)用。冀東濱海地區(qū)是濱海鹽土分布面積廣、土壤積鹽高的地區(qū)之一。隨著沿海地區(qū)大規(guī)模建設(shè)，沿海土壤侵蝕對(duì)當(dāng)?shù)丨h(huán)境和建設(shè)造成了不同程度的影響。本課題組自2009年承擔(dān)國(guó)家“十一五”科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目以來，以24個(gè)耐鹽鄉(xiāng)土樹種為基本群體，利用“分遺傳層次遞進(jìn)選育”策略，經(jīng)多年連續(xù)觀察、多輪次扦插繁殖和多地點(diǎn)造林觀測(cè)，選育出4個(gè)枝葉繁茂、樹形優(yōu)美、不開花等優(yōu)良特性品系。因此，筆者以上述4個(gè)檉柳新品系為試材，比較它們的光合特性和耐鹽能力，以期為后續(xù)育種工作提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

供試品系：密枝檉柳1號(hào)，密枝檉柳4號(hào)，密枝檉柳6號(hào)和海水1號(hào)均由楊俊明教授課題組提供，對(duì)照是從新疆引種的白花檉柳(T.androssowiiLitw.)。

1.2 方法

試驗(yàn)于2013年3月3日～7月6日在河北科技師范學(xué)院農(nóng)場(chǎng)大棚內(nèi)進(jìn)行(北緯39.5度，東經(jīng)119.3度)。建鹽池一座，面積150 m2(2.5 m×60 m)，土壤取自秦皇島市昌黎縣黃金海岸(土壤有機(jī)質(zhì)10.62 g·kg-1, 堿解氮70.7 mg·kg-1，速效磷32.8 mg·kg-1，速效鉀130.59 mg·kg-1，pH 7.96)，并用海鹽配成土壤中鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0,4,6,8,10,12,14 g·kg-1的鹽土。土層厚度0.7 m，鹽池內(nèi)襯2層聚氯乙烯塑料布防水，底部埋有2根PVC多孔排水管。試驗(yàn)期間的平均氣溫23.6 ℃，平均日照時(shí)間8.0 h。3月3日用營(yíng)養(yǎng)缽在大棚內(nèi)扦插1年枝條，當(dāng)枝條開始萌動(dòng)后，4月13日棄去營(yíng)養(yǎng)缽，稱鮮質(zhì)量，裸根移栽，每個(gè)樹種每一土壤中鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)種30株，株距10 cm，行距15 cm，完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3次重復(fù)。鹽脅迫期間定期澆水，采用噴灌式澆水。澆水量控制：自地表以下0.2 m土層內(nèi)水分飽和后即停止灌水。

1.2.1 存活率測(cè)定 檉柳存活率按照以下公式計(jì)算：

SR=(M/N)×100%

其中，SR為檉柳存活率，M為收獲時(shí)各處理存活植株數(shù)量，N為各處理在4月13日移栽到7月6日收獲期間發(fā)芽最多的株數(shù)量(每周調(diào)查1次)。

1.2.2 相對(duì)生長(zhǎng)率測(cè)定 相對(duì)生長(zhǎng)率按照以下公式計(jì)算：

RGR=(B-A)/A

其中，RGR為相對(duì)生長(zhǎng)率，A和B分別是移栽時(shí)植株質(zhì)量和收獲時(shí)成活質(zhì)量。

1.2.3 耐鹽指數(shù)測(cè)定 參照杜中軍等[16]方法，略作改動(dòng)，將苗木受鹽害狀況分為5級(jí)(表1)。耐鹽指數(shù)(STI)=1-(1×S1+2×S2+3×S3+4×S4)/(調(diào)查總株數(shù)×4)，其中：S1，S2，S3，S4分別為1，2，3，4級(jí)受害程度的苗木株數(shù)。每周觀察受害情況，到5月3日受害癥狀基本穩(wěn)定，因此用本次觀察的結(jié)果來計(jì)算耐鹽指數(shù)。

1.2.4 耐鹽參數(shù)的分級(jí)界定

耐鹽適宜的鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)：耐鹽指數(shù)達(dá)到對(duì)照75%時(shí)相對(duì)應(yīng)的土壤中鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；

耐鹽半衰的鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)：耐鹽指數(shù)達(dá)到對(duì)照50%時(shí)相對(duì)應(yīng)的土壤中鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；

耐鹽極限的鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)：耐鹽指數(shù)達(dá)到對(duì)照10%時(shí)相對(duì)應(yīng)的土壤中鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)[17～20]。

表1 檉柳苗木鹽處理后受害等級(jí)狀況

1.2.5 耐鹽能力評(píng)價(jià) 楊俊明教授根據(jù)實(shí)踐中各個(gè)指標(biāo)的重要性，對(duì)SR，RGR，STI分別賦予0.40，0.35，0.25的權(quán)重，利用隸屬函數(shù)法計(jì)算隸屬函數(shù)值[21]，然后乘以相應(yīng)的權(quán)重所得的乘積求和進(jìn)行耐鹽性分析。

1.2.6 光合參數(shù)測(cè)定 2013年5月10日，用GFS-3000光合儀(德國(guó)WALZ公司生產(chǎn))， 設(shè)CO2體積分?jǐn)?shù)為750 μL·L-1，相對(duì)濕度45%，葉室溫度25 ℃，光照強(qiáng)度1 500 μmol·(m2·s)-1，測(cè)定凈光合速率(Pn)、氣孔導(dǎo)度(Gs)和胞間CO2體積分?jǐn)?shù)(Ci)。每個(gè)處理測(cè)定3株，每株選取第3～4葉序功能葉，測(cè)完光合參數(shù)后，帶回實(shí)驗(yàn)室烘干稱質(zhì)量，重新計(jì)算光合參數(shù)。

1.2.7 數(shù)據(jù)處理 利用Excel 2003進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和繪制圖表。用DPS 7.05軟件進(jìn)行Duncan二因素統(tǒng)計(jì)分析，并建立了鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)和耐鹽指數(shù)間的邏輯斯蒂方程。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤中鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)檉柳耐鹽指數(shù)、存活率和相對(duì)生長(zhǎng)率的影響

土壤中鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、不同檉柳及二者互作對(duì)SR，STI和RGR的影響顯著或極顯著。土壤中鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0～4 g·kg-1之間，所有參試檉柳都能正常存活；而土壤中鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在6～8 g·kg-1之間，只有密枝檉柳4號(hào)的SR達(dá)到100%，其它檉柳的SR都有不同程度下降，但是土壤中鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)再升高，密枝檉柳4號(hào)的SR快速下降(圖1)。總體來看，SR從高到低依次為：密枝檉柳6號(hào)，海水1號(hào)，密枝檉柳4號(hào)，密枝檉柳1號(hào)，白花檉柳。隨著土壤中鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加，STI和RGR逐漸下降：土壤中鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0～6 g·kg-1之間，檉柳的STI差異不顯著；RGR下降迅速(圖2)。土壤中鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于8 g·kg-1，不同檉柳的STI差異顯著，白花檉柳的STI顯著低于其它檉柳，但其它檉柳間的STI差異不顯著；RGR都緩慢下降，不同檉柳相比，密枝檉柳6號(hào)和密枝檉柳1號(hào)的RGR明顯高于其它檉柳的(圖3)。

圖1 土壤中鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)檉柳存活率的影響 圖2 土壤中鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)檉柳耐鹽指數(shù)的影響

2.2 不同檉柳的耐鹽適宜濃度、半衰濃度、極限濃度和回歸方程

土壤中鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和STI的關(guān)系可以用邏輯斯蒂增長(zhǎng)模型來表示，相關(guān)系數(shù)大于等于0.93，而且達(dá)到了極顯著水平(P≤0.01)。不同檉柳隨著土壤中鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加，STI的變化規(guī)律基本一致。4個(gè)參試的檉柳品系的耐鹽適宜的鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)、耐鹽半衰的鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)和耐鹽極限的鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)均明顯高于對(duì)照白花檉柳(表2)。

表2 檉柳的耐鹽適宜的鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)、半衰的鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)、極限的鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)和回歸方程

注：R2為相關(guān)系數(shù)；P﹤0.05表示相關(guān)性顯著，P﹤0.01表示相關(guān)性極顯著。

2.3 不同檉柳耐鹽能力分析

利用隸屬函數(shù)方法計(jì)算各檉柳綜合耐鹽指數(shù)，結(jié)果表明不同檉柳的綜合耐鹽指數(shù)差異顯著(圖4)。密枝檉柳6號(hào)和密枝檉柳1號(hào)耐鹽能力最強(qiáng)，但二者差異不顯著；白花檉柳綜合耐鹽指數(shù)顯著低于其它檉柳；海水1號(hào)和密枝檉柳4號(hào)綜合耐鹽指數(shù)介于密枝檉柳1號(hào)和白花檉柳之間，而且與其它檉柳的差異顯著。

圖3 土壤中鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)檉柳相對(duì)生長(zhǎng)率的影響 圖4 不同檉柳的耐鹽能力評(píng)價(jià)

2.4 土壤中鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)檉柳光合參數(shù)的影響

土壤中鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、不同檉柳和二者互作對(duì)Pn的影響顯著或極顯著(圖5)。隨著土壤中鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加，各檉柳Pn逐漸降低。從觀測(cè)的平均值來看，本課題組選育的品系密枝檉柳1號(hào)、密枝檉柳4號(hào)和密枝檉柳6號(hào)的Pn顯著高于白花檉柳和海水1號(hào)。土壤中鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0～8 g·kg-1之間，隨著土壤中鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，Pn快速下降；當(dāng)土壤中鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)再增加，Pn緩慢下降。

土壤中鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和不同檉柳對(duì)Gs的影響極顯著，二者互作對(duì)Gs的影響不顯著。隨土壤中鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，Gs逐漸降低。不同檉柳間相比，海水1號(hào)和白花檉柳的Gs明顯低于其它檉柳(圖6)。

圖5 土壤中鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)檉柳光合速率的影響 圖6 土壤中鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)檉柳氣孔導(dǎo)度的影響

圖7 土壤中鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)檉柳胞間CO2體積分?jǐn)?shù)的影響

土壤中鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、不同檉柳和二者互作對(duì)Ci的影響均極顯著。隨土壤中鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加，Ci也逐漸增加。土壤中鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0～8g·kg-1之間，各檉柳間差異不大；鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)再增加，各檉柳間差異達(dá)到顯著，土壤中鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到14g·kg-1，檉柳基本上都不能成活，Ci都接近于環(huán)境中的CO2體積分?jǐn)?shù)(圖7)。

3 結(jié)論與討論

檉柳的Pn和Gs的變化規(guī)律基本一致，二者和Ci的變化趨勢(shì)相反，這和張喜煥等[22]的研究結(jié)果一致。白花檉柳Pn和Gs最低，Ci最高，所以在鹽脅迫下它的RGR較低，其SR和STI也最低，所以白花檉柳的綜合耐鹽指數(shù)最低。同時(shí)，白花檉柳的耐鹽最適鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)和半衰的鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)、極限的鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)都是最低(表2)，也說明本課題組選育的檉柳新品系耐鹽能力都較強(qiáng)。

目前，關(guān)于園林植物耐鹽能力評(píng)價(jià)方法較多，歸納起來主要有3種：第一種直接法，即在不同土壤中鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的大田中進(jìn)行試驗(yàn)，通過觀測(cè)發(fā)芽率、形態(tài)性狀和產(chǎn)量等指標(biāo)對(duì)園林植物進(jìn)行耐鹽性評(píng)價(jià)[23～25]。第二種生理生化指標(biāo)法，通過測(cè)定園林植物內(nèi)部一些生理生化因子，然后根據(jù)它們的變化來區(qū)分耐鹽程度，此方法不但可以確定植物的耐鹽性，而且還能在一定程度上解釋植物的耐鹽機(jī)理。但生理指標(biāo)的測(cè)定受環(huán)境和人為因素影響較大，同時(shí)測(cè)定困難，不易確定哪些生理指標(biāo)能準(zhǔn)確而又方便的表達(dá)植物耐鹽能力高低[26]。第三種混合法，在進(jìn)行植物耐鹽性評(píng)價(jià)時(shí)既考慮生長(zhǎng)狀況等形態(tài)指標(biāo)，又考慮生理生化因子，此方法使用較多，也相對(duì)比較科學(xué)。筆者認(rèn)為，存活是植物生長(zhǎng)發(fā)育的前提，正常生長(zhǎng)發(fā)育才是硬道理[27]，對(duì)于園林植物來說，優(yōu)質(zhì)的表觀性狀是必不可少的。同時(shí)，謝小丁等[28]采用存活率和生長(zhǎng)量對(duì)部分園林植物進(jìn)行了耐鹽性評(píng)價(jià)。因此，本次研究選用的存活率、相對(duì)生長(zhǎng)率和耐鹽指數(shù)3個(gè)指標(biāo)，分別賦予0.40，0.35，0.25權(quán)重的這一方法在本課題組十幾年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證實(shí)是可靠的，同時(shí)考慮到檉柳的光合參數(shù)來共同評(píng)價(jià)檉柳的耐鹽性。

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(責(zé)任編輯：朱寶昌，陳于和)

Evaluation of Salt-tolerance Ability of FourT.chinensisStrains

YANG Qinga, DAI Bob, LIU Zhenlinb, ZHANG Guojunb, YANG Junmingb

(a. College of Life Science & Technology, b. College of Horticulture Science & Technology; Hebei Normal University of Science & Technology, Qinhuangdao Hebei, 066600, China)

In order to breed newTamarixchinensisof high salt-tolerance ability, fourT.chinensisstrains (MIZHI1, MIZHI4, MIZHI6 and Haishui1) were studied in greenhouse and a salt pond of seven soil salt concentrations(0,4,6,8,10,12,14 g·kg-1) was established with of saline-alkali soil and sea-salt, takingTamarixandrossowiiLitw. as the control. The results showed that the survival rate (SR), salt tolerance index (STI), relative growth rate (RGR), net photosynthetic rate (Pn) and stomatal conductance (Gs) showed a downward trend, but Intercellular CO2concentration (Ci) increased with the salt concentration. The relation ofSTIand soil salt concentrations was showed by logistic growth equation. The weight coefficient 0.40, 0.35, 0.25 were endowed onSR, STR andRGR, respectively, the values of membership function were calculated. Salt tolerance ability could be sorted by MIZHI6, MIZHI1, Haishui1, MIZHI4 and T.androssowii. Sum up, MIZHI6 and MIZHI1 could be the best strains in the paper.

TamarixchinensisLour；new strains；evaluation of salt-tolerance ability; membership function;logistic equation

10.3969/J.ISSN.1672-7983.2016.04.004

國(guó)家林業(yè)科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào)：2009BADB2B0105)；中央財(cái)政支持項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào)：(2015)005)；河北省科技廳科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào)：10225520)。

2016-12-06；修改稿收到日期: 2016-12-27

S688

A

1672-7983(2016)04-0023-06

楊晴(1974-)，女，碩士，副教授，主要研究方向：植物逆境研究。

*通訊作者(1957-)，男，教授，碩士研究生導(dǎo)師。主要研究方向：園林植物良種繁育理論與技術(shù)。E-mail：2939607736@qq.com。