鹽脅迫對不同西瓜品種幼苗生長和生理指標的影響

劉鑫+史慶華+王碩碩+荊鑫+高榮廣

摘要：本試驗采用澆灌NaCl溶液方式，比較研究21個西瓜品種幼苗的耐鹽性。結(jié)果表明：鹽脅迫不同程度地抑制供試西瓜品種幼苗的株高、莖粗和地上部干重；通過多項生長和生理指標的綜合隸屬函數(shù)法分析，可將21個西瓜品種分為3類，其中豐收567、新三號、中原綠巨豐、豫農(nóng)3號、超越者為耐鹽性較強品種，山農(nóng)1號、高抗八、祥研極品、超甜贊美、麗都皇妃、特早新星、翔發(fā)二號、西瓜4、西瓜9、中原黑巨豐、山農(nóng)2號為耐鹽性一般品種，抗豐三、春紀2號、先行者、雙星世佳、超純特大京欣為耐鹽性較弱品種。

關(guān)鍵詞：西瓜；幼苗；耐鹽性

中圖分類號：S651文獻標識號：A文章編號：1001-4942（2018）01-0055-05

Abstract With the irrigation method of NaCl solution， the salt tolerance of 21 watermelon varieties were compared and researched in this experiment. The results indicated that the salt stress inhibited the seedlings plant height， stem diameter and shoot dry weight at different degrees. Using comprehensive membership function method， we classified 21 watermelon varieties into three types， including the high-salt-tolerance varieties Fengshou 567， Xin 3， Zhongyuan Lüjufeng， Yunong 3 and Chaoyuezhe， the medium-salt-tolerance varieties Shannong 1， Gaokang 8， Xiangyanjipin， Chaotianzanmei， Liduhuangfei， Tezao Xinxing， Xiangfa 2， Xigua 4， Xigua 9， Zhongyuan Heijufeng and Shannong 2， and the salt-sensitive varieties Kangfeng 3， Chunji 2， Xianxingzhe， Shuangxingshijia and Chaochun Teda Jingxin.

Keywords Watermelon； Seedling； Salt tolerance

鹽漬化土壤廣泛分布于全世界100多個國家和地區(qū)，面積達10億余公頃，占陸地總面積的30%左右，分布在世界各大洲干旱地區(qū)，我國約有鹽漬土2 600萬公頃[1]。由于人們不合理利用土地及環(huán)境的進一步惡化，使得我國鹽漬土面積不斷擴大，土壤次生鹽漬化成為我國蔬菜栽培中面臨的難以解決的問題，因此，蔬菜耐鹽機理和耐鹽品種的培育已成為當前的研究熱點之一[2]。

西瓜是享譽世界的“消暑皇后”、“瓜中之王”。西瓜不僅水分多，還含有多種維生素、礦物質(zhì)，是夏季主要的水果蔬菜，可清熱解暑，還對高血壓、腎病具有一定輔助療效[3]。西瓜在土壤含鹽量0.2%以下時可以正常生長，但含鹽量過高將阻礙根系生長[4]。閻志紅等[5]曾采用鹽水浸種法比較了同一基因型不同染色體倍性西瓜種子的耐鹽性。孫敏紅等[6]利用NaCl脅迫對不同西瓜品種種子發(fā)芽情況進行了比較。本試驗以山東、河北、河南、天津等地21個主栽品種為試材，對其進行耐鹽性鑒定和分析，以期篩選出較為耐鹽的西瓜品種，為鹽堿地西瓜生產(chǎn)提供品種支持。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗于2016年9—10月在山東農(nóng)業(yè)大學實驗基地大棚中進行。21個供試西瓜品種見表1。

1.2 試驗方法

供試西瓜種子經(jīng)催芽后播于裝有基質(zhì)（草炭∶蛭石∶珍珠巖=3∶1∶1）的50孔穴盤中育苗，保持晝溫25～30℃，夜溫15～20℃，子葉展平后澆灌1/2劑量的Hoagland配方營養(yǎng)液。待幼苗長至3葉1心時，選生長整齊的幼苗定植于裝滿土的營養(yǎng)缽（內(nèi)口徑9 cm，深度10 cm）中，緩苗后將每個品種幼苗分為兩部分，一部分澆清水作對照，另一部分澆NaCl溶液處理。處理幼苗，第一天澆濃度為100 mmol/L NaCl溶液25 mL，之后濃度每天增加25 mmol/L，對照則澆25 mL清水，10天后測其生長與生理指標。

1.3 測定指標及方法

1.3.1 生長指標與地上部生物積累量的測定 處理10天時，每個處理隨機抽取15株幼苗，用卷尺測量子葉節(jié)處到生長點的長度為株高，用游標卡尺測量與子葉展開方向平行的子葉節(jié)間處的直徑為莖粗。從根莖結(jié)合處剪斷將地上部和地下部分開，用去離子水沖洗干凈，再用吸水紙吸干表面水分，在105℃殺青15 min，75℃下烘至恒重，稱得幼苗地上部干重。

1.3.2 生理指標的測定 Na+、K+含量用火焰分光光度計法[7]測定。脯氨酸含量采用磺基水楊酸法[8]測定。根據(jù)龍海濤等[9]的方法進行抗鹽性評價：為消除各品種間基礎(chǔ)性狀差異，采用相對值（相對值=鹽脅迫下性狀測定值/正常條件下性狀測定值）作為原始處理數(shù)據(jù)。采用模糊數(shù)學中隸屬函數(shù)法對各指標性狀進行間接的抗鹽性評價，具體參照張智猛等[10]的方法。隸屬函數(shù)值公式為：

式中，u（Xj）為各品種第j個性狀的隸屬函數(shù)值，Xj為各品種某一指標的相對值，Xmax和Xmin分別為所有試驗品種中第j個指標性狀相對值的最大值和最小值。若某指標性狀與抗鹽性為負相關(guān)，則用反隸屬函數(shù)進行計算。計算公式為：endprint

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel 2010進行數(shù)據(jù)處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 鹽脅迫對各品種西瓜幼苗生長的影響

由表2可以看出，NaCl溶液澆灌下的各品種西瓜幼苗株高、莖粗及地上部干重都呈現(xiàn)不同程度的下降，產(chǎn)生顯著抑制作用。與對照相比，NaCl處理對幼苗株高影響較小的品種有T21、T8、T20、T1、T6、T12、T7、T3，影響較大的有T10、T5、T18、T15、T19、T4、T14、T17；莖粗方面影響較小的品種有T6、T11、T7、T8、T1、T4、T10、T13，影響較大的有T18、T5、T19、T17、T9、T3、T2、T20；NaCl處理下，地上部干重較高的品種有T11、T8、T17、T7、T21、T16、T4、T15，較低的有T19、T14、T3、T18、T2、T1、T9、T10。

2.2 鹽脅迫對各品種西瓜幼苗生理指標的影響

2.2.1 對西瓜幼苗Na+和K+含量的影響 表3顯示，鹽脅迫使供試各品種西瓜幼苗的地上部Na+、K+含量均有不同程度的變化，尤其是Na+顯著增加，這表明不同西瓜品種在NaCl處理下對K+吸收和分配表現(xiàn)出不同的控制特性。鹽脅迫下K+/Na+較大的品種有T18、T5、T7、T8、T4、T3、T15、T10，K+/Na+較小的品種有T13、T19、T14、T9、T20、T16、T21、T1。

2.2.2 對西瓜幼苗脯氨酸含量的影響 表4顯示，鹽脅迫后，各品種西瓜幼苗地上部脯氨酸含量都有不同程度的增加，其中增幅較小的品種有T15、T14、T11、T18、T21、T8、T1、T10；增幅較大的有T2、T20、T4、T3、T13、T6、T19、T7。

2.3 鹽脅迫下不同西瓜品種地上部生理指標的隸屬函數(shù)值分析

由以上結(jié)果可知，采用不同指標評價西瓜耐鹽性可能會得出不同的結(jié)論，而采用隸屬函數(shù)法可以避免單一指標的片面性，能夠比較全面地評價各西瓜品種的耐鹽性。根據(jù)表5所列鹽脅迫下不同西瓜品種地上部生理指標的隸屬函數(shù)值，可以得出總值比較高的西瓜品種有T8、T14、T11、T21、T7、T1、T6，隸屬函數(shù)總值較小的有T2、T19、T13、T20、T17、T4 、T5。

3 討論與結(jié)論

國內(nèi)外對許多作物如小麥[11]、玉米[12]、南瓜[13]、番茄[14，15]等的耐鹽性都進行過篩選，然而目前看來對于許多重要的農(nóng)作物，可供育種者直接進行耐鹽性鑒定的綜合指標尚不明確[16]。脯氨酸是抗?jié)B透壓的小分子物質(zhì)，在發(fā)生脅迫后，植物體內(nèi)脯氨酸含量會增加，以此調(diào)節(jié)植物細胞滲透壓，從而起到抗脅迫能力。本試驗中植株體內(nèi)脯氨酸含量增加較大的品種有T2、T20、T4、T3、T13等。有人認為植物對鹽脅迫的耐性與脯氨酸積累有密切關(guān)系，但孫金月等[17]認為脯氨酸累積不能作為抗性生理指標，似乎更適宜作脅迫敏感性指標。本試驗中，脯氨酸的積累與鹽脅迫下植株生長的變化并不呈對應關(guān)系，因此，用脯氨酸作為耐鹽指標具有其局限性。

鹽脅迫對植物造成的傷害主要表現(xiàn)在離子毒害和滲透脅迫上，所以植物的耐鹽性與植物對Na+積累的限制力有關(guān)。細胞內(nèi)維持較高的K+/Na+比是植物耐鹽的重要機制之一，植物體內(nèi)積累的Na+越少，且能保持較高的K+/Na+值，則植物的耐鹽堿能力就會越高。本試驗中K+/Na+值較高的品種有T18、T5、T7、T8、T4等，說明這幾個品種對離子的吸收有較高選擇性，從而可提高植物自身的耐鹽堿能力，這與王寶山[18]、薛莉[19]、朱士農(nóng)[20]等的研究結(jié)果一致。

鹽脅迫對植物普遍和最顯著的表現(xiàn)就是抑制植物組織和器官的分化與生長，從而造成植物發(fā)育緩慢甚至死亡，所以可以用植物生長指標來判定植物耐鹽性。與對照相比，鹽脅迫下植物各項形態(tài)指標變化越小的品種，其耐鹽堿能力越強。楊秀玲等[21]發(fā)現(xiàn)隨著NaCl濃度的增加，黃瓜幼苗地上部和地下部鮮重以及根冠比均下降；魏國強等[22]用25、50 mmol/L NaCl溶液處理黃瓜幼苗，發(fā)現(xiàn)植株株高、鮮重和干重均降低。本試驗以隸屬函數(shù)總值為主，株高、K+/Na+及地上部干物質(zhì)含量為輔，進行西瓜耐鹽品種的篩選，結(jié)果全面可靠，共分為3類。其中T8（豐收567）、T11（新三號）、T21（中原綠巨豐）、T1（豫農(nóng)3號）、T6（超越者）為耐鹽性較強品種，T2（抗豐三）、T13（春紀2號）、T20（先行者）、T17（雙星世佳）、T4（超純特大京欣）為耐鹽性較弱品種，T3（山農(nóng)1號）、T5（高抗八）、T7（祥研極品）、T9（超甜贊美）、T10（麗都皇妃）、T12（特早新星）、T14（翔發(fā)二號）、T15（西瓜4）、T16（西瓜9）、T18（中原黑巨豐）、T19（山農(nóng)2號）為耐鹽性一般品種。

本試驗主要針對苗期進行鹽脅迫篩選，選出的耐鹽品種在整個生育期對鹽脅迫的適應性以及鹽堿環(huán)境下其產(chǎn)量品質(zhì)的表現(xiàn)還需要進一步深入研究。

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