20份苜蓿種質(zhì)材料苗期耐鹽性綜合評(píng)價(jià)

沙吾列·沙比汗　賽里克·都曼　張麗萍　阿衣很·賽比汗　祖日古麗·友力瓦斯　田聰

摘要 [目的]比較研究鹽脅迫下20份苜蓿品種的苗期耐鹽性，為耐鹽苜蓿品種的選育提供理論依據(jù)。[方法]采用0（CK）、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%、1.2% NaCl溶液分別對(duì)20份苜蓿種質(zhì)材料苗期生長(zhǎng)發(fā)育進(jìn)行了初步研究。[結(jié)果]鹽脅迫處理下，20份苜蓿的耐鹽性大致分為3類：即強(qiáng)耐鹽性苜蓿有紫花苜蓿（澳大利亞引進(jìn)品種）；中耐鹽性苜蓿有伊犁苜蓿、苜蓿王、北疆紫花苜蓿、甘農(nóng)3號(hào)苜蓿、布爾津苜蓿、新牧一號(hào)苜蓿、阿爾泰雜花苜蓿、阿爾泰黃花苜蓿、新疆大葉苜蓿、北疆苜蓿、奇臺(tái)苜蓿、阜康苜蓿、巴州苜蓿和沙灣苜蓿；弱耐鹽性苜蓿有甘肅潤(rùn)布勒苜蓿、三得利苜蓿、南疆苜蓿，多變苜蓿和敖漢苜蓿。[結(jié)論]建議在新疆干旱區(qū)種植推廣牧草時(shí)選擇耐鹽性強(qiáng)的苜蓿品種。

關(guān)鍵詞 苜蓿；苗期；耐鹽性；綜合評(píng)價(jià)

中圖分類號(hào) S551+.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2016）08-0247-04

Abstract [Objective] Comparative study on salt resistance of 20 varieties of alfalfa seedling under the salt stress，as to provide theoretical basis for the breeding of salt-tolerant alfalfa varieties.[Method] using 0（CK），0.4%，0.6%，0.8%，1.0% and 1.2% NaCl solutions，the seedling growth of 20 alfalfa Germplasm materials is studied respectively.[Result]The results showed that under the salt stress treatment，the salt tolerance of 20 kinds of alfalfa Germplasm materials roughly divided into 3 classes.The strong salt tolerant materials include Medicago sativa （introduced from Australia）；middle level salt-tolerant materials include Medicago sativa（Yili），M.sativa cv.Alfaking，M.sativa（Northern Xinjiang），M.sativa cv.Gannong No.3，M.sativa （Buerjin），M.varia cv.xinmu No.1，M.ovaria.Cv.Aletai，M.falcata （Aletai），M.sativa cv.‘Xinjiang Daye，M.sativa L.cv.‘Beijiang，M.sativa （Qitai），M.sativa （Fukang），M.sativa （Bayingolin） and M.sativa （Shawan）；weak salt tolerant materials include M.varia cv.Rambler，M.sativa cv.Sandili，M.sativa （Southern Xinjiang），M.varia Martyn and M.sativa cv.“Aohan”.[Conclusion] Advice to grow strong salt resistant alfalfa varieties in arid Xinjiang areas.

Key words alfafa；seedling stage；salt-resistance；comprehensive evaluation

新疆是我國(guó)鹽堿地面積最多、分布范圍最廣的地區(qū)，區(qū)內(nèi)現(xiàn)有耕地面積為398.78萬hm 2（不包括旱地），其中鹽堿地面積就達(dá)127.90萬hm2。為了促進(jìn)新疆地區(qū)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，開發(fā)利用鹽堿地資源具有重要的戰(zhàn)略意義[1-2]。因此，在重視保護(hù)生態(tài)環(huán)境的同時(shí)，還應(yīng)該選育優(yōu)良的牧草品種，使之適應(yīng)干旱和鹽漬的環(huán)境條件[3]。牧草的抗鹽性評(píng)價(jià)指標(biāo)有很多，前人對(duì)于豆科牧草耐鹽生理生態(tài)方面做了大量的研究[4]。A1-Khatib[5]認(rèn)為紫花苜蓿在發(fā)芽期和苗期對(duì)鹽分比較敏感，生長(zhǎng)后期相對(duì)耐鹽。因此，在紫花苜蓿生長(zhǎng)早期進(jìn)行耐鹽篩選最合適。耿華珠等[6]試驗(yàn)表明，隨著鹽濃度的增加，所選苜蓿品種的相對(duì)發(fā)芽率逐漸降低。侯振安等[7]研究表明，土壤溶液中過量的NaCl會(huì)抑制苜蓿的光合作用和蒸騰活動(dòng)，而鹽分離子的積累和必需營(yíng)養(yǎng)元素吸收量的減少又導(dǎo)致苜蓿營(yíng)養(yǎng)失調(diào)，最終造成苜蓿株高和干物質(zhì)量的下降，且下降幅度與鹽度水平的增加成正比。

苜蓿（Medicago sativa）的葉片可以排鹽[8]，耐鹽性較強(qiáng)，但不同品種間的耐鹽性差異較大[9-11]。本研究采用不同濃度的NaCl溶液對(duì)20份苜蓿種質(zhì)材料進(jìn)行處理，根據(jù)生理生化特性的變化評(píng)價(jià)其苗期耐鹽性，以為新疆不同地區(qū)利用苜蓿改良退化草地提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)苜蓿為紫花苜蓿（Medicago sativa）（澳大利亞引進(jìn)品種）、新疆大葉（M.sativa cy.Xinjiang Daye）、新牧1號(hào)（M.varia cv.xinmu No.1）、苜蓿王（M.sativa cv.Alfaking）、多變（M.varia Martyn）、三得利（M.sativa cv.Sandili）、甘肅潤(rùn)布勒（M.varia cv.Rambler）、北疆（M.saliva cv.Beijiang）、敖漢（M.sativa CV.“Aohan”）、甘農(nóng)3號(hào)（M.sativa cv.Gannong No.3）和分別在新疆巴州、南疆、沙灣、奇臺(tái)、阜康、伊犁、布爾津長(zhǎng)期栽培的紫花苜蓿以及阿爾泰雜花苜蓿（M.varia cv.Aletai）、阿爾泰黃花苜蓿[M.falcata（Aletai）]、北疆紫花苜蓿[M.sativa（Nort-hern Xinjiang）]。20份材料均來自新疆畜牧科學(xué)院旱生牧草研究中心試驗(yàn)基地種子庫(kù)。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)采用NaCl溶液（純度>99.9%）對(duì)20份苜蓿幼苗進(jìn)行鹽處理，根據(jù)NaCl溶液的濃度不同共設(shè)6個(gè)處理，分別為0（CK）、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%、1.2%，每個(gè)處理設(shè)備3次重復(fù)。

取非鹽堿地土壤過篩，均勻混入適量蛭石后裝入育苗盒，將種子精選后均勻撒播，3葉時(shí)取生長(zhǎng)一致的10株苗移栽到黑色塑料盒（不透光）中，用Hoagland營(yíng)養(yǎng)液（2 mmol/L KNO3，0.5 mmol/L NH4H2PO4，0.25 mmol/L MgSO4·7H2O，0.1 mmol/L Ca（NO3）2·4H2O，0.3 mmol/L Fe-citrate，46 μmol/L H3BO3，9 μmol/L MnCl2·4H2O，0.8 μmol/L ZnSO4·7H2O，0.3 μmol/L CuSO4·5H2O，0.35 μmol/L （NH4）6Mo7O24·4H2O）進(jìn)行水培。待苗生長(zhǎng)3周后，分別用不同濃度梯度的NaCl溶液進(jìn)行鹽處理。然后觀察并及時(shí)補(bǔ)充所蒸發(fā)的水分，使基質(zhì)的含水量維持不變，并記錄幼苗的生長(zhǎng)變化、鹽害表現(xiàn)等情況。

1.3 測(cè)定指標(biāo)及測(cè)定方法

1.3.1 株高、分蘗。鹽脅迫14 d后測(cè)定每盆中每株苗從土壤到最長(zhǎng)葉葉尖的長(zhǎng)度、分蘗數(shù)，分別以每盆中10 株苗的平均值作為標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算公式如下：

相對(duì)株高（%）=鹽處理植株的株高/對(duì)照植株的株高×100

相對(duì)分蘗數(shù)（%）=鹽處理植株的分蘗數(shù)/對(duì)照植株的分蘗 數(shù)×100

1.3.2 存活苗數(shù)。鹽脅迫20 d后觀察每盆中存活植株的數(shù)

目，根據(jù)葉心枯黃確定死亡。存活率計(jì)算公式如下：

存活率（%）=鹽處理后存活苗數(shù)/原幼苗總數(shù)×100

1.3.3 生物量。鹽脅迫20 d后取植物地上部和地下部生物量，冷卻到室溫后稱重，作為材料的地上生物量和地下生物量。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

數(shù)據(jù)采用Excel應(yīng)用軟件、DPS分析軟件進(jìn)行處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 鹽脅迫對(duì)20個(gè)苜蓿品種生長(zhǎng)發(fā)育的影響

2.1.1 苗期鹽害癥狀和死苗情況。鹽脅迫處理5 d時(shí)，鹽害反應(yīng)不明顯，處理的品種生長(zhǎng)受到抑制，生長(zhǎng)速度減慢，0.4%以上鹽處理中出現(xiàn)失水及不同程度的萎蔫現(xiàn)象。鹽脅迫處理10 d時(shí)，0.6%～0.8%鹽處理中基部老葉有少數(shù)枯黃、萎蔫，新生葉有極少數(shù)的青枯，1.0%鹽處理中葉片枯黃嚴(yán)重，1.2%鹽處理中葉片出現(xiàn)枯死，對(duì)照與處理間的株高差異更加顯著。鹽脅迫處理20 d時(shí)，總體表現(xiàn)為鹽害癥狀加重，枯葉增多，葉子枯黃程度加重。有個(gè)別品種在0.8%～1.0%鹽處理死苗嚴(yán)重，1.2%鹽處理中有的品種已整盆死苗，它們是甘肅潤(rùn)布勒苜蓿、三得利苜蓿、新疆大葉苜蓿、奇臺(tái)苜蓿、北疆苜蓿、多變苜蓿、伊犁苜蓿、苜蓿王、布爾津苜蓿、沙灣苜蓿、北疆紫花苜蓿、阿爾泰雜花苜蓿、阜康紅桿苜蓿、阿爾泰黃花苜蓿、南疆苜蓿、巴州苜蓿、敖漢苜蓿和甘農(nóng)3號(hào)苜蓿。鹽脅迫30 d時(shí)，鹽害癥狀繼續(xù)加重，處理的死苗進(jìn)一步增多，而存活下來的幼苗則生長(zhǎng)緩慢，植株較矮，葉片小而厚，表現(xiàn)出鹽害癥狀。只有新牧一號(hào)苜蓿和紫花苜蓿能夠存活下來，說明新牧一號(hào)苜蓿和紫花苜蓿在鹽脅迫下存活率相對(duì)較高，耐鹽性較強(qiáng)。

2.1.2 鹽脅迫對(duì)植株高度的影響。對(duì)不同濃度NaCl溶液脅迫下苜蓿品種株高分析可知，在不同處理中0.4% NaCl溶液對(duì)苜蓿株高影響較小，由表1可知，在0.6%、0.8%、1.0%和1.2%NaCl溶液處理下，20份苜蓿品種相對(duì)平均株高分別為52.57%、36.94%、21.32%和3.91%，隨著鹽脅迫加大，植株高度呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。說明在0.6%、0.8%、1.0%和1.2%鹽脅迫下，各品種耐鹽性差異增大，相對(duì)株高高的品種其幼苗耐鹽性較強(qiáng)。本研究結(jié)果表明，新牧一號(hào)苜蓿、紫花苜蓿、阿爾泰雜花苜蓿、阿爾泰黃花苜蓿等幾個(gè)品種相對(duì)株高都在50%以上，分別為58.58%、73.94%、50.42%、63.32%，表現(xiàn)出耐鹽性較強(qiáng)；伊犁苜蓿、布爾津苜蓿、苜蓿王、北疆紫花苜蓿、沙灣苜蓿、阜康紅桿苜蓿、巴州苜蓿、敖漢苜蓿和甘農(nóng)3號(hào)苜蓿這幾個(gè)苜蓿品種相對(duì)株高分別為43.64%、47.92%、41.16%、41.80%、30.00%、39.04%、35.84%、31.28%、39.40%都在30%以上，耐鹽性次之；而甘肅潤(rùn)布勒苜蓿、三得利苜蓿、新疆大葉苜蓿、奇臺(tái)苜蓿、北疆苜蓿、多變苜蓿和南疆苜蓿等品種相對(duì)株高30%以下，表現(xiàn)最差。

2.1.3 鹽脅迫對(duì)分枝數(shù)的影響。由表2可知，各苜蓿品種的分枝數(shù)在一定范圍內(nèi)均隨NaCl含量升高而降低。在0.4%、0.6%、0.8%、1.0%、1.2% 5個(gè)不同處理NaCl溶液中，20個(gè)苜蓿品種的相對(duì)平均分枝數(shù)分別為74.26%、62.04%、47.84%、21.01%、5.00%，說明0.8%、1.0%和1.2% 3個(gè)濃度可明顯抑制幼苗生長(zhǎng)。新牧一號(hào)苜蓿、紫花苜蓿、伊犁苜蓿、北疆紫花苜蓿、布爾津苜蓿和甘農(nóng)3號(hào)苜蓿等品種相對(duì)分枝數(shù)均高于50%，表現(xiàn)出耐鹽性較強(qiáng)；而奇臺(tái)苜蓿、新疆大葉苜蓿、北疆苜蓿、苜蓿王、阿爾泰雜花苜蓿、阜康紅桿苜蓿、阿爾泰黃花苜蓿、沙灣苜蓿和巴州苜蓿等品種的相對(duì)分枝數(shù)都高于30%，耐鹽性次之；其余的甘肅潤(rùn)布勒苜蓿、三得利苜蓿、多變苜蓿、南疆苜蓿和敖漢苜蓿等相對(duì)分枝數(shù)均低于30%，說明其耐鹽性較差。

2.1.4 鹽脅迫對(duì)存活苗數(shù)的影響。存活率是衡量種質(zhì)材料耐鹽性的最直觀的指標(biāo)，在鹽脅迫下20個(gè)苜蓿品種存活率隨鹽濃度增加而降低，由表3可知，不同苜蓿品種在0.4%、0.6%、0.8%、1.0%和1.2% NaCl鹽脅迫下相對(duì)平均存活率分別為64.22%、52.89%、37.93%、20.97%和2.27%；不同鹽脅迫處理中，0.4%以上鹽處理中出現(xiàn)失水及不同程度的萎蔫現(xiàn)象。在20個(gè)苜蓿品種中，多變苜蓿從0.6%鹽處理開始已整盆死苗，而三得利苜蓿和南疆苜蓿從0.8%開始已整盆死苗，這種現(xiàn)象說明，這3種苜蓿耐鹽性最差；1.0%鹽處理中，鹽害癥狀繼續(xù)加重，處理的死苗進(jìn)一步增多，而存活下來的幼苗則生長(zhǎng)緩慢，植株較矮，葉片小而厚，表現(xiàn)出鹽害癥狀。1.2%鹽處理中除新牧一號(hào)苜蓿和紫花苜蓿外其余品種已整盆死苗。不同鹽處理中存活率達(dá)到60%以上的有新牧一號(hào)苜蓿、紫花苜蓿和北疆紫花苜蓿；存活率達(dá)到50%以上的有苜蓿王、布爾津苜蓿和甘農(nóng)3號(hào)苜蓿；存活率達(dá)到30%以上的有新疆大葉苜蓿、伊犁苜蓿、沙灣苜蓿、阿爾泰雜花苜蓿、阜康紅桿苜蓿和阿爾泰黃花苜蓿；其余的甘肅潤(rùn)布勒苜蓿、三得利苜蓿、奇臺(tái)苜蓿、北疆苜蓿、多變苜蓿、南疆苜蓿、巴州苜蓿和敖漢苜蓿存活率均在30%以下。

2.1.5 鹽脅迫對(duì)生物量的影響。由表4可知，隨著溶液中 NaCl含量的升高，各品種幼苗地上生物量和地下生物量均呈下降趨勢(shì)。植株的高低、分枝和存活苗數(shù)的多少直接影響生物量，低濃度對(duì)照，0.4%、0.6% NaCl溶液處理下植株有較好的生長(zhǎng)發(fā)育，因此該鹽脅迫處理下，生物量較高，而0.8%、1.0% 和1.2%NaCl鹽脅迫下植株生長(zhǎng)發(fā)育不好，生物量很低。本研究結(jié)果表明，新牧一號(hào)苜蓿、紫花苜蓿和北疆紫花苜蓿等幾個(gè)品種生物量較高，表現(xiàn)出耐鹽性較強(qiáng)；苜蓿王、布爾津苜蓿、甘農(nóng)3號(hào)苜蓿、新疆大葉苜蓿、伊犁苜蓿、沙灣苜蓿、阿爾泰雜花苜蓿、阜康紅桿苜蓿和阿爾泰黃花苜蓿品種耐鹽性次之；而甘肅潤(rùn)布勒苜蓿、三得利苜蓿、奇臺(tái)苜蓿、北疆苜蓿、多變苜蓿、南疆苜蓿、巴州苜蓿和敖漢苜蓿等品種生物量表現(xiàn)最差。

2.1.6 聚類分析不同苜蓿的耐鹽性。植物遇到鹽脅迫時(shí)，單一指標(biāo)難以進(jìn)行復(fù)雜的耐鹽性鑒定，必須采用多項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià) [12]。由圖1可知，20份苜蓿的耐鹽性大致可以劃分為3類，即強(qiáng)耐鹽性苜蓿有紫花苜蓿；中耐鹽性苜蓿有伊犁苜蓿，苜蓿王，北疆紫花苜蓿，甘農(nóng)3號(hào)苜蓿，布爾津苜蓿，新牧一號(hào)苜蓿，阿爾泰雜花苜蓿，阿爾泰黃花苜蓿，新疆大葉苜蓿，北疆苜蓿，奇臺(tái)苜蓿，阜康苜蓿，巴州苜蓿和沙灣苜蓿；弱耐鹽性苜蓿有甘肅潤(rùn)布勒苜蓿，三得利苜蓿，南疆苜蓿，多變苜蓿和敖漢苜蓿。

3 結(jié)論與討論

3.1 討論

AI-Khatib[5]等認(rèn)為，在苗期進(jìn)行耐鹽選擇經(jīng)濟(jì)易行，這與本試驗(yàn)結(jié)論一致。本研究結(jié)果表明，0.4%鹽濃度處理偏低，不足以反映品種間耐鹽性差異。0.6%～0.8%鹽處理中基部老葉有少數(shù)枯黃、萎蔫，新生葉有極少數(shù)的青枯，1.0%鹽處理中葉片枯黃嚴(yán)重，1.2%鹽處理中大部分材料出現(xiàn)枯黃，甚至死亡，在鹽脅迫下，株高、分蘗數(shù)、存活率、生物量等4項(xiàng)指標(biāo)都有不同程度的遞減。且濃度越高，降低程度越低。在鹽濃度為0.6%和0.8%處理中，以上4個(gè)指標(biāo)能較好地反映出苜蓿品種間的耐鹽性差異，是進(jìn)行苜蓿品種耐鹽性鑒定和篩選的較適宜濃度。

張惠霞等[13]、彭明俊等[14]研究顯示，用單個(gè)指標(biāo)評(píng)價(jià)和多個(gè)指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)得出的結(jié)果不完全一致，這表明單一指標(biāo)具有一定的局限性和片面性，故采用歐式距離一離差平方和法一聚類分析對(duì)多項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，結(jié)果將20份苜蓿種質(zhì)材料的耐鹽性大致可以分為3大類。

3.2 結(jié)論

（1）進(jìn)行苜蓿幼苗耐鹽性鑒定時(shí)，NaCl溶液以0.6%和0.8%為宜。

（2）通過對(duì)株高、分枝數(shù)、存活苗數(shù)和生物量4個(gè)指標(biāo)的綜合聚類分析，將20份苜蓿種質(zhì)材料的耐鹽性大致可以劃分為3類，即強(qiáng)耐鹽性苜蓿有紫花苜蓿；中耐鹽性苜蓿有伊犁苜蓿、苜蓿王、北疆紫花苜蓿、甘農(nóng)3號(hào)苜蓿、布爾津苜蓿、新牧一號(hào)苜蓿、阿爾泰雜花苜蓿、阿爾泰黃花苜蓿、新疆大葉苜蓿、北疆苜蓿、奇臺(tái)苜蓿、阜康苜蓿、巴州苜蓿和沙灣苜蓿；弱耐鹽性苜蓿有甘肅潤(rùn)布勒苜蓿、三得利苜蓿、南疆苜蓿、多變苜蓿和敖漢苜蓿。

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