不同甘薯品種（系）田間耐鹽性比較研究

段文學(xué) 張海燕 解備濤 汪寶卿　張立明

摘要：選取10027、13047、15001、15024、紫羅蘭、濟(jì)薯21、濟(jì)徐23和濟(jì)薯26共8個(gè)甘薯品種（系），在東營市墾利縣匯邦農(nóng)場鹽堿地進(jìn)行了不同品種（系）的耐鹽篩選及耐鹽特性研究。結(jié)果表明：根據(jù)塊根產(chǎn)量進(jìn)行系統(tǒng)聚類分析，可將8個(gè)甘薯品種（系）劃分為四類，紫羅蘭為第一類，屬于鹽敏感型；13047和15024為第二類，屬于弱耐鹽類型；10027、15001和濟(jì)薯21為第三類，屬于中度耐鹽類型；濟(jì)徐23和濟(jì)薯26為第四類，屬于強(qiáng)耐鹽類型。在黃河三角洲鹽堿地條件下，強(qiáng)耐鹽型品種可保持較低的葉片Na+含量、較高的葉片K+含量和K+/Na+比值，有利于維持葉片正常的生理功能；同時(shí)也可保持較高的植株總干重和塊根干物質(zhì)分配比例，獲得較高的塊根干重。塊根產(chǎn)量和葉片K+/Na+比值可作為甘薯耐鹽性田間篩選的參考指標(biāo)。

關(guān)鍵詞：甘薯；塊根產(chǎn)量；耐鹽性；干物質(zhì)；K+/Na+比值

中圖分類號：S531.01 文獻(xiàn)標(biāo)識號：A 文章編號：1001-4942（2018）08-0042-05

Comparation on Salt Tolerance of Different Sweet

Potato Varieties （Lines） Under Field Condition

Duan Wenxue1，2， Zhang Haiyan1，2， Xie Beitao1，2， Wang Baoqing1，2， Zhang Liming2，3

（1. Crop Research Institute， Shandong Academy of Agricultural Sciences， Jinan 250100， China；

2. Scientific Observation and Experimental Station of Potato in Huang-Huai-Hai Region， Ministry of Agriculture，

Jinan 250100， China；3. Shandong Academy of Agricultural Sciences， Jinan 250100， China）

Abstract The salt tolerance screening and the salt tolerance characteristics of eight different sweet potato varieties （10027， 13047， 15001， 15024， Violet， Jishu 21， Jixu 23， and Jishu 26） were investigated in the saline-alkaline land of Huibang Farm in Kenli County， Dongying City. The results showed that the eight sweet potato varieties could be divided into four types based on root yield by hierarchical cluster analysis. Violet was in the first class， which was salt sensitive type； 13047 and 15024 were in the second class， belonging to the weak salt tolerance type； 10027， 15001， and Jishu 21 were in the third class， and belonged to moderate salt tolerant type； Jixu 23 and Jishu 26 were in the fourth class， which was highly salt tolerant type. In the saline-alkaline soil of the Yellow River Delta， the high-salt-tolerant varieties could retain low leaf Na+ content， high leaf K+ content and high K+/Na+ ratio to maintain the normal physiological functions of leaves. The total plant dry weight and the distribution proportion of root dry matter were kept higher to obtain a higher root yield. The root yield and leaf K+/Na+ ratio could be used as a reference for the screening of salt tolerance of sweet potato under field conditions.

Keywords Sweet potato； Root yield； Salt tolerance； Dry matter； K+/Na+ ratio

甘薯既是重要的糧食作物，又是良好的飼料作物及工業(yè)原料作物。中國是世界上最大的甘薯生產(chǎn)國，2016年甘薯總產(chǎn)7 057×104 t，種植面積328.1×104 hm2，均居世界首位[1]。山東黃河三角洲地區(qū)有近53.3×104 hm2未利用鹽堿地和73.3×104 hm2中低產(chǎn)田，土壤鹽漬化是限制該區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要因素[2]。培育和篩選耐鹽甘薯品種、實(shí)現(xiàn)鹽堿地甘薯規(guī)?；N植將產(chǎn)生較好的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益[3]。

前人在耐鹽性甘薯品種篩選方面做了一定研究，如郭小丁等[4]在大田條件下篩選出魯薯1號、陜薯1號等14個(gè)耐鹽品種；董靜等[5]在蘇北沿海灘涂鹽堿地上進(jìn)行了不同類型甘薯品種耐鹽性比較；王靈燕等[6]在室內(nèi)條件下進(jìn)行了苗期耐鹽堿甘薯品種篩選研究。然而甘薯品種千差萬別、個(gè)體差異大，對其耐鹽性評價(jià)需要對多個(gè)生理指標(biāo)綜合考慮。本研究利用山東省黃河入?？谔巺R邦農(nóng)場鹽堿地，進(jìn)行不同基因型甘薯品種耐鹽堿田間試驗(yàn)，篩選耐鹽堿品種（系）并對其干物質(zhì)分配特性和葉片離子含量等做比較分析，以期為黃河三角洲地區(qū)鹽堿地提供適宜的甘薯品種，為耐鹽堿甘薯育種提供新種質(zhì)，為耐鹽機(jī)理研究提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2017年在山東省東營市墾利縣匯邦農(nóng)場進(jìn)行，其土壤為典型的黃河三角洲鹽堿地。試驗(yàn)選取10027、13047、15001、15024、紫羅蘭、濟(jì)薯21、濟(jì)徐23和濟(jì)薯26共8個(gè)甘薯品種（系）。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與田間管理

采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，重復(fù)3次。小區(qū)面積為4 m×6 m=24 m2。壟距0.8 m，株距0.25 m，栽植5行，密度5萬株/hm2。氮、磷、鉀肥分別為尿素（N 46%）、重過磷酸鈣（P2O5 46%）和硫酸鉀（K2O 50%），用量分別為N 75 kg/hm2、P2O5 75 kg/hm2和K2O 150 kg/hm2，全部肥料作為底肥一次性施入。5月23日栽植，10月5日收獲。其它管理措施同大田生產(chǎn)。

1.3 測定項(xiàng)目與方法

1.3.1 干物質(zhì)積累與分配 收獲前在每個(gè)小區(qū)選擇生長一致具有代表性的植株5株，剪掉地上部，挖出所有塊根。稱取地上部鮮重，并將地上部植株分為葉片、葉柄、莖，進(jìn)而連同塊根共四部分分別裝袋，105℃殺青30 min，70℃烘箱中烘干至恒重，然后稱重[7]。各部位干物質(zhì)分配比例（%）=各部位干物質(zhì)積累量/植株干物質(zhì)積累量×100。

1.3.2 葉片離子含量 收獲前在每個(gè)小區(qū)選擇生長一致具有代表性的植株5株，選取主莖第4～5片展開葉，105℃ 殺青30 min，70℃烘干至恒重。Na+和K+含量測定：取葉片干樣0.5 g，馬弗爐灰化后用1.0 mol/L鹽酸溶解并定容到50 mL容量瓶中，再利用原子吸收分光光度計(jì)分別測定相應(yīng)的離子含量[8]。

1.3.3 產(chǎn)量 收獲時(shí)將測產(chǎn)區(qū)內(nèi)的塊根全部挖出，數(shù)出每個(gè)小區(qū)的塊根總數(shù)，以小區(qū)為單位稱塊根鮮重，記錄并計(jì)算平均單株結(jié)薯數(shù)、單薯重和鮮薯產(chǎn)量。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

用Microsoft Excel 2007 處理數(shù)據(jù)和繪制圖表，用SPSS 13.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，用新復(fù)極差法進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同品種（系）塊根產(chǎn)量和T/R值

由表1可見，10027和濟(jì)薯21單株結(jié)薯數(shù)顯著高于其它品種（系），紫羅蘭單株結(jié)薯數(shù)最低；濟(jì)徐23和濟(jì)薯26單株薯重和塊根產(chǎn)量顯著高于其它品種（系），其次為10027、15001和濟(jì)薯21，13047、15024較低，以紫羅蘭單株薯重和塊根產(chǎn)量最低。濟(jì)薯26的T/R值顯著低于其它品種（系），其次為10027和濟(jì)徐23，紫羅蘭T/R值最高。表明不同甘薯品種在鹽堿地條件下單株薯重和塊根產(chǎn)量差異顯著，表現(xiàn)出不同的耐鹽性。

2.2 不同品種（系）耐鹽類型劃分

將表1中塊根產(chǎn)量數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理，采用最小距離法進(jìn)行系統(tǒng)聚類分析，可將8個(gè)甘薯品種（系）劃分為四類：紫羅蘭為第一類，屬于鹽敏感型；13047和15024為第二類，屬于弱耐鹽類型；10027、15001和濟(jì)薯21為第三類，屬于中度耐鹽類型；濟(jì)徐23和濟(jì)薯26為第四類，屬于強(qiáng)耐鹽類型（圖1）。

2.3 不同品種（系）地上部干重、塊根干重和總干重

由圖2可見，15001植株地上部干物質(zhì)積累量顯著高于其它品種（系），其次為濟(jì)徐23、濟(jì)薯21、紫羅蘭、13047和10027，再次為15024，濟(jì)薯26最低；濟(jì)徐23塊根干重顯著高

于其它品種（系），其次為濟(jì)薯26、15001，再次為10027、13047和濟(jì)薯21，15024和紫羅蘭塊根干重最低；濟(jì)徐23植株總干重顯著高于其它品種（系），其次為15001，再次為濟(jì)薯21、10027、13047和濟(jì)薯26，15024和紫羅蘭植株總干重最低。表明耐鹽性強(qiáng)的品種塊根干重顯著提高，鹽敏感品種塊根干重和植株總干重顯著降低，不利于干物質(zhì)積累和塊根產(chǎn)量的提高。

2.4 不同品種（系）各器官干物質(zhì)分配比例

由表2可見，干物質(zhì)主要分配于葉片、莖和塊根中。強(qiáng)耐鹽型品種濟(jì)徐23和濟(jì)薯26葉片的干物質(zhì)分配比例與13047無顯著差異，均顯著低于其它品種（系），莖的干物質(zhì)分配比例顯著低于其它品種（系），濟(jì)徐23塊根干物質(zhì)分配比例與濟(jì)薯26無顯著差異，但顯著高于其它品種（系）；鹽敏感型品種紫羅蘭葉片干物質(zhì)分配比例與濟(jì)薯21無顯著差異，但顯著高于其它品種（系），莖干物質(zhì)分配比例與13047、15024無顯著差異，也顯著高于其它品種（系），塊根干物質(zhì)分配比例與15024、13047無顯著差異，顯著低于其它品種（系）。表明耐鹽性強(qiáng)的品種塊根干物質(zhì)分配比例提高，葉片和莖中干物質(zhì)分配比例降低；鹽敏感品種干物質(zhì)主要向地上部莖葉分配，塊根中干物質(zhì)分配減少，不利于塊根產(chǎn)量的提高。

2.5 不同品種（系）葉片Na+、K+含量和K+/Na+比值

由表3可見，除10027外，強(qiáng)耐鹽型品種濟(jì)徐23和濟(jì)薯26葉片Na+含量顯著低于其它品種（系），中度耐鹽型品種（系）10027、15001和濟(jì)薯21的Na+含量較低，再次為弱耐鹽型的13047和15024，鹽敏感型紫羅蘭葉片Na+離子含量最高。濟(jì)薯21葉片K+含量最高，其次為15001、濟(jì)徐23、濟(jì)薯26，紫羅蘭最低。各品種（系）葉片K+/Na+比值變化趨勢與Na+含量呈相反趨勢。表明耐鹽性強(qiáng)的品種可保持較低的葉片Na+含量和較高的葉片K+/Na+比值，而鹽敏感型品種葉片Na+含量顯著提高、K+含量顯著降低，不利于維持離子間的動態(tài)平衡。

3 討論

甘薯品種繁多，個(gè)體差異大，對其耐鹽性評價(jià)需要綜合考慮多個(gè)生理指標(biāo)。前人研究認(rèn)為，田間條件下，鮮薯和薯干產(chǎn)量是其合理的評價(jià)指標(biāo)[8]，鮮薯、薯干產(chǎn)量較高且地上部分薯秧生長旺盛，則可認(rèn)為是耐鹽堿品種[5]。本研究根據(jù)塊根產(chǎn)量對8個(gè)甘薯品種（系）進(jìn)行系統(tǒng)聚類分析，將其劃分為四種類型，其中紫羅蘭為第一類，屬于鹽敏感型；13047和15024為第二類，屬于弱耐鹽類型；10027、15001和濟(jì)薯21為第三類，屬于中度耐鹽類型；濟(jì)徐23和濟(jì)薯26為第四類，屬于強(qiáng)耐鹽類型。隨著耐鹽性的增加，品種的塊根產(chǎn)量顯著提高，濟(jì)薯26和濟(jì)徐23產(chǎn)量分別達(dá)到32 738.26、34 523.98 kg/hm2，可獲得較高的種植效益。

鹽脅迫可引發(fā)甘薯植株體內(nèi)一系列的生理響應(yīng)機(jī)制，對甘薯具有抑制生長效應(yīng)，可降低植株鮮重、干重、葉綠素含量等指標(biāo)，且不同品種間存在著明顯差異[9]。如鹽脅迫下，各基因型紫甘薯薯塊干重降幅不同，耐鹽性較強(qiáng)的泰中11號降幅較小，耐鹽性較弱的品系商077-1和煙薯0747則降幅較大[10]。本研究分析了在鹽堿地種植的不同甘薯品種（系）干物質(zhì)積累與分配情況，表明：耐鹽性強(qiáng)的品種塊根干重顯著提高，但地上部植株干重并非完全提高，如濟(jì)薯26則有所降低，而鹽敏感品種的塊根干重和植株總干重均顯著降低；耐鹽性強(qiáng)的品種塊根干物質(zhì)分配比例提高，葉片和莖中干物質(zhì)分配比例降低，有利于獲得較高的塊根干重，從而提高塊根產(chǎn)量，鹽敏感品種則呈相反趨勢，加之其總干重顯著降低，導(dǎo)致塊根產(chǎn)量顯著降低。

鹽脅迫能影響離子在細(xì)胞內(nèi)外的分布，對植物產(chǎn)生離子脅迫，同時(shí)還會對植物造成滲透效應(yīng)，導(dǎo)致植物水分大量流失[11]。K+/Na+比值是衡量植物耐鹽性的重要指標(biāo)，有研究認(rèn)為，耐鹽品種和鹽敏感品種植株葉片的Na+含量存在顯著差異，可用于鑒定大豆苗期耐鹽性[12]。黍稷鹽敏感材料的莖Na+/K+比值顯著大于耐鹽材料[13]。隨NaCl濃度增加，甘薯幼苗葉片Na+含量逐漸增加，K+及K+/Na+比值逐漸降低[14]。田間條件下，與不耐鹽甘薯品種相比，耐鹽品種地上部可維系較高的K+/Na+比值[8]。在蘇北沿海灘涂鹽堿地，耐鹽甘薯葉片與根系中的K+含量較高，根部積累Na+較多，葉片Na+較少，從而減輕Na+對葉片等器官的傷害[5]。本研究表明，在黃河三角洲鹽堿地條件下，耐鹽性強(qiáng)的甘薯品種葉片可保持較低的Na+含量和較高的K+/Na+比值，而鹽敏感型品種葉片Na+含量顯著提高、K+含量顯著降低，K+/Na+比值顯著降低，這不利于維持離子間的動態(tài)平衡。Na+與K+在體內(nèi)的吸收與分布差異可能是導(dǎo)致甘薯耐鹽性相對強(qiáng)弱的重要原因，葉片K+/Na+比值可作為甘薯耐鹽性篩選的生理指標(biāo)。

4 結(jié)論

根據(jù)塊根產(chǎn)量將8個(gè)甘薯品種（系）劃分為四類，篩選出鹽敏感型品種（系）1個(gè)，弱耐鹽型2個(gè)，中度耐鹽型3個(gè)和高度耐鹽型2個(gè)。在黃河三角洲鹽堿地條件下，高耐鹽型品種葉片可保持較低的Na+含量、較高的K+含量及K+/Na+比值，有利于維持葉片正常的生理功能；同時(shí)保持較高的植株總干重和塊根干物質(zhì)分配比例，有利于提高塊根干重。塊根產(chǎn)量和葉片K+/Na+比值可作為甘薯耐鹽性篩選的參考指標(biāo)。

參 考 文 獻(xiàn)：

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