不同甘薯品種苗期耐鹽性試驗

崔紀超，中 奕，鐘玉揚，余金姜，武小霞

（莆田市農(nóng)業(yè)科學研究所，福建 莆田 351144）

【研究意義】土地鹽堿化是制約生態(tài)建設和經(jīng)濟發(fā)展的世界性問題，據(jù)不完全統(tǒng)計，目前全世界約有9.6億公頃鹽堿地，在灌溉區(qū)還有33%的次生鹽漬化土地［1］，使農(nóng)林業(yè)可持續(xù)發(fā)展面臨嚴峻挑戰(zhàn)。鹽堿地土壤由于鹽漬化程度高、養(yǎng)分含量匱乏、土壤物理結構差，過多的鹽分對植物造成滲透脅迫［2］、離子毒害［3］和干擾營養(yǎng)離子平衡［4］以及引起氧化傷害［5］等，導致植物不能正常生長發(fā)育，因此不能直接開發(fā)為耕地資源［6-7］。在耕地面積逐漸減少的今天，如何利用好沿海灘涂資源已成為我國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展急需解決的重要問題［8］。在鹽堿地的開發(fā)利用中，篩選種植耐鹽基因型或基因系作物是最經(jīng)濟可行及有效的措施［9］。甘薯營養(yǎng)豐富、用途廣，是世界公認的新型能源作物［10］，耐旱耐瘠薄，尤其耐鹽堿能力較強，在灘涂地種植甘薯不僅“不與糧爭地”，還能很好地利用存在土壤障礙的沿海灘涂資源，獲得經(jīng)濟效益［11-12］。因此，篩選耐鹽甘薯新品種對于合理利用鹽堿地土壤和甘薯的推廣種植具有重要意義?！厩叭搜芯窟M展】目前對于植物耐鹽評價的指標主要分為基于植物耐鹽機理機制的生理生化指標和基于表現(xiàn)型的生長和綜合評價指標［13］。但相對于生理指標，表型指標更具綜合性和直觀性。有關研究表明，作物在不同生長發(fā)育階段耐鹽性不同，芽期耐鹽性較低，苗期耐鹽性最弱，苗期生長好的品種其產(chǎn)量也更高［14-16］。有關耐鹽堿甘薯品種鑒定篩選主要在北方地區(qū)。劉桂玲等［17］在黃河三角洲鹽堿地區(qū)對北方薯區(qū)生產(chǎn)上廣泛種植的甘薯品種進行了田間耐鹽比較鑒定；段文學等［18］在黃河三角洲地區(qū)對8個品種（系）開展了耐鹽篩選及耐鹽特性研究；郭小丁等［14］在大田條件下篩選出魯薯1號、陜薯4號等14個耐鹽品種；董靜等［19］在蘇北沿海灘涂地上進行了不同類型甘薯品種耐鹽性比較；王靈燕等［20］通過盆栽在室內(nèi)條件下進行了不同甘薯品種苗期耐鹽堿性鑒定?！颈狙芯壳腥朦c】福建省地處東南沿海，擁有24.56萬 hm2海涂土壤，其中濱海鹽漬旱地5 240 hm2［21］。甘薯是福建省第二大作物，在福建省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中起著十分重要的作用，因此篩選耐鹽堿性較強的甘薯品種在鹽堿地進行種植對于充分利用現(xiàn)有的土壤資源、增加糧食供給具有重要意義?！緮M解決的關鍵問題】本研究選取福建種植表現(xiàn)較好的福薯604、龍薯24、普薯32、龍薯9號、福寧紫3號、濟薯26和廣薯87等7個甘薯品種進行幼苗期耐鹽性篩選試驗，通過分析生長量、相對生長量、植株干鮮重、植株死亡率、鹽害率和鹽害指數(shù)等表型指標對不同品種幼苗耐鹽性進行鑒定，旨在篩選耐鹽性強的甘薯品種。

1 材料與方法

1.1 試驗方法

供試品種為福寧紫3號、福薯604、廣薯87、濟薯26、龍薯24、龍薯9號和普薯32，采用薯塊育苗，經(jīng)田間假植后，剪取頂端4～5個莖節(jié)、長勢基本一致的健壯薯苗進行沙培盆栽，每盆3株，3次重復。用1/2 Hoagland營養(yǎng)液連續(xù)澆灌5 d，之后選取長勢一致的幼苗進行NaCl處理，每天遞增50 mmol/L至終濃度150 mmol/L，達到終濃度15 d后測定指標。以清水作對照。

1.2 測定項目及方法

1.2.1 幼苗干重鮮重測定［20］幼苗取出后用蒸餾水快速洗凈后用吸水紙吸干，測其地上部和根部鮮重，之后置于105 ℃烘箱中殺青15 min，80℃烘干至恒重，測定干重。

1.2.2 生長量的測定 NaCl處理前和試驗結束時分別測量幼苗主蔓長度，計算生長量和相對生長量：

生長量（cm）=處理后主蔓平均長度－處理前主蔓平均長度

相對生長量（%）=生長量／對照生長量×100

1.2.3 葉面積測定 用葉面積測定儀（YMJ-B）測定頂端第3葉位葉片面積。

1.2.4 鹽害指數(shù)及鹽害率測定 參照王靈燕等［20］、郝峰鴿等［22］和駱建霞等［23］的方法對全部植株進行調(diào)查統(tǒng)計，計算不同處理植株的鹽害指數(shù)和鹽害率。

鹽害分級標準：0級，無鹽害癥狀；1級，輕度鹽害，有少部分（約1/5）葉片的葉尖葉緣變黃；2級，中度鹽害，有約1/2葉片的葉尖、葉緣變黃；3級，重度鹽害，大部分葉片的葉緣、葉尖焦黃；4級，極重度鹽害，葉片焦枯脫落、枝枯，最終死亡。

鹽害指數(shù)（%）=（Σ鹽害級值×相應鹽害級值株數(shù)）／（總株數(shù)×鹽害最高級數(shù)值）×100

鹽害率（%）=出現(xiàn)鹽害癥狀株數(shù)／總株數(shù)×100。

根據(jù)鹽害指數(shù)將抗鹽性分為5級［24］：極強，0＜鹽害指數(shù)≤20；強，20＜鹽害指數(shù)≤40；中等，40＜鹽害指數(shù)≤60；弱，60＜鹽害指數(shù)≤80；極弱，80＜鹽害指數(shù)≤100。

試驗數(shù)據(jù)用Excel軟件和DPS7.05軟件進行處理。

2 結果與分析

2.1 NaCl脅迫對不同甘薯品種生長量的影響

從圖1可以看出，不同甘薯品種幼苗生長量不同，對鹽脅迫的反應也不同。正常沙土栽培條件下，不同品種生長量大小依次為龍薯9號＞福寧紫3號＞濟薯26＞普薯32＞福薯604＞龍薯24＞廣薯87，以龍薯9號生長量最大、為13.30 cm，廣薯87生長量最小、為8.00 cm，除廣薯87外其余品種生長量差異不顯著。150 mmol/LNaCl鹽脅15 d后7個甘薯品種的植株生長量均極顯著低于對照，其大小依次為濟薯26＞福薯604＞龍薯9號＞普薯32＞廣薯87＞龍薯24＞福寧紫3號，以濟薯26生長量最大、為4.32 cm，福寧紫3號最小、為2.34 cm。不同品種間，濟薯26生長量與福薯604差異不顯著，龍薯24與廣薯87和福寧紫3號差異不顯著，其余品種間差異均顯著。

為消除不同品種對生長量差異的影響，計算不同品種的相對生長量（表1），相對生長量越大的品種，耐鹽性越強。從表1可以看出，7個甘薯品種相對生長量以濟薯26最大、為36.02%，福寧紫3號最小、為18.08%，其余品種相對生長量大小為福薯604＞廣薯87＞龍薯9號＞普薯32＞龍薯24。不同品種間，福薯604相對生長量與濟薯26差異不顯著、普薯32和龍薯24差異不顯著，其余品種間均差異顯著。這說明不同品種對鹽害反應不同，濟薯26耐鹽性最強，福寧紫3號最差。

表1 NaCl脅迫對不同甘薯品種相對生長量的影響Table 1 Effects of NaCl stress on relative growth of different sweet potato varieties

圖1 NaCl處理對不同甘薯品種生長量的影響Fig.1 Effects of NaCl stress on growth of different sweet potato varieties

2.2 NaCl脅迫對不同甘薯品種幼苗干鮮重的影響

植物生物量不僅可以直觀的反映幼苗生長期的狀況，更是篩選植物耐鹽品質(zhì)的一個重要指標［25］。從圖2可以看出，正常沙土栽培條件下，不同品種幼苗鮮重大小依次為龍薯9號＞福寧紫3號＞濟薯26＞普薯32＞福薯604＞龍薯24＞廣薯87，這與生長量大小表現(xiàn)一致。除廣薯87外，不同品種間的植株鮮重差異不顯著。150 mmol/L NaCl處理15 d后，7個品種甘薯幼苗的鮮重均極顯著降低，不同品種間大小依次為濟薯26＞福薯604＞龍薯9號＞普薯32＞廣薯87＞龍薯24＞福寧紫3號，與生長量大小表現(xiàn)一致。濟薯26、福薯604、龍薯9號、普薯32、廣薯87、龍薯24和福寧紫3號鮮重分別為正常沙土栽培條件下的75.07%、69.35%、64.93%、51.71%、63.65%、47.97%和43.10%，濟薯26變化量最小，福寧紫3號變化量最大。

圖2 NaCl處理對不同甘薯品種幼苗鮮重的影響Fig.2 Effects of NaCl stress on fresh weight of seedlings of different sweet potato varieties

由圖3可知，正常沙土栽培條件下，不同甘薯品種幼苗干重大小依次為龍薯9號＞普薯32＞福寧紫3號＞福薯604＞濟薯26＞龍薯24＞廣薯87，與鮮重大小不完全一致，龍薯9號單株鮮重最大，廣薯87單株鮮重最小。150 mmol/L NaCl處理15 d后，7個品種甘薯幼苗的干重均極顯著降低，不同品種間大小依次為福薯604＞濟薯26=龍薯9號＞普薯32＞廣薯87＞龍薯24＞福寧紫3號，福薯604干重最大，福寧紫3號最小。福薯604、濟薯26、龍薯9號、普薯32、廣薯87、龍薯24和福寧紫3號干重分別為正常沙土栽培條件下的70.90%、71.32%、64.16%、52.07%、81.34%、59.59%和46.42%，廣薯87變化量最小，福寧紫3號變化量最大。

圖3 NaCl處理對不同甘薯品種幼苗干重的影響Fig.3 Effects of NaCl stress on dry weight of seedlings of different sweet potato varieties

2.3 NaCl脅迫對不同甘薯品種葉面積的影響

圖4顯示，正常沙土栽培條件下，不同甘薯品種第三位葉面積大小依次為龍薯9號＞濟薯26＞福寧紫3號＞福薯604＞普薯32＞龍薯24＞廣薯87，龍薯9號葉面積最大，廣薯87最小。150 mmol/L NaCl處理15 d后各個品種葉面積大小依次為濟薯26＞龍薯9號＞福薯604＞普薯32＞福寧紫3號＞龍薯24＞廣薯87，濟薯26葉面積最大，廣薯87最小。不同品種葉面積受到的影響不同，濟薯26是正常沙土栽培條件下的77.37%，福薯604為75.67%，廣薯87為73.70%，龍薯9號為70.73%，普薯32為69.67%，龍薯24為67.74%，福寧紫3號為64.18%。說明NaCl處理顯著抑制了甘薯葉片生長，使葉面積減小，濟薯26葉面積影響最小，耐鹽性最強，福寧紫3號受影響最大，耐鹽性最弱。

圖4 NaCl處理對不同甘薯品種葉面積的影響Fig.4 Effects of NaCl stress on leaf area of different sweet potato varieties

2.4 NaCl脅迫對不同甘薯品種鹽害率和鹽害指數(shù)的影響

鹽害率和鹽害指數(shù)是反映植株受害數(shù)量和受害程度的重要指標［23］。從表2可以看出，150 mmol/LNaCl處理15 d后，供試的7個甘薯品種植株死亡率、鹽害率和鹽害指數(shù)變化規(guī)律基本一致，但在不同品種間有較大差異。濟薯26幼苗植株死亡率、鹽害率和鹽害指數(shù)均為7個品種中最低，鹽害對其影響最??；福寧紫3號植株死亡率、鹽害率和鹽害指數(shù)均為7個品種中最高，鹽害對其影響最大。方差分析結果顯示，不同品種間植株死亡率為4.05%～28.95%，福寧紫3號和福薯604之間，濟薯26和福薯604之間差異不顯著，其余品種間差異均顯著。不同品種間植株鹽害率為47.30%～92.11%，除廣薯87和福薯604之間差異不顯著外，其余品種間均差異顯著。不同品種間鹽害指數(shù)為23.31%～65.13%，品種間均存在顯著差異。根據(jù)陳長蘭等［24］的分類，濟薯26、福薯604和廣薯87為強耐鹽品種，這與段文學等［18］報道的濟薯26是強耐鹽品種的結論一致，龍薯9號和普薯32為中等耐鹽品種，龍薯24和福寧紫3號為弱耐鹽品種。

表2 NaCl脅迫不同甘薯品種鹽害率和鹽害指數(shù)Table 2 Effects of NaCl stress on salt injury rate and salt injury index of different sweet potato varieties

3 討論

鹽分是植物生長過程中重要的影響因子，過量的鹽分會影響植物的新陳代謝和正常生長，使生物量、生長量、葉面積等受到明顯抑制［26-28］。甘薯抗逆性強，適應性廣，是一種重要的一種先鋒作物，但本研究中，經(jīng)150 mmol/LNaCl處理15 d后，其苗期生長量、單株干鮮重、葉面積均出現(xiàn)顯著的抑制作用，7個品種相對生長量為18.08%～36.02%，植株鮮重是正常沙土栽培條件下的43.10%～75.07%，干重為46.42%～81.34%，葉面積為64.18%～77.37%。這與王靈燕等［20］報道的鹽脅迫會導致幼苗期甘薯整株鮮重、整株干重、相對生長量和第三位葉面積顯著下降的結論一致。

不同品種幼苗對鹽脅迫表現(xiàn)出較大的差異［29］。正常生長條件下表現(xiàn)較好的品種，其幼苗耐鹽性不一定強。本研究選取的7個甘薯品種均為生產(chǎn)上表現(xiàn)較好的品種。龍薯24和福寧紫3號分別是福建省選育的優(yōu)質(zhì)淀粉型和食用型紫薯品種，但這兩個品種在本試驗中受鹽害影響較大，屬弱耐鹽品種。

受到鹽脅迫后，不同品種甘薯幼苗生長量、相對生長量、葉面積變化、植株干鮮重、植株死亡率、鹽害率和鹽害指數(shù)均發(fā)生變化。本研究中相對生長量、葉面積變化量、植株死亡率、鹽害率和鹽害指數(shù)變化規(guī)律一致，植株干重、鮮重變化與生長量變化規(guī)律一致。鹽害指標和生長指標都表明在苗期階段濟薯26耐鹽性最強，福寧紫3號耐鹽性最差，其余5個品種耐鹽性依次為福薯604＞廣薯87＞龍薯9號＞普薯32＞龍薯24。

本試驗主要研究盆栽條件下不同甘薯品種幼苗期的耐鹽性，可以避免氣候等外界條件個土壤條件的影響，客觀反映各品種幼苗的耐鹽強弱，但甘薯的經(jīng)濟產(chǎn)量主要是塊根，因此各個品種能否在鹽堿地上獲得高產(chǎn)還有待于大田栽培試驗驗證。

4 結論

本試驗根據(jù)幼苗生長量、相對生長量、葉面積變化、植株干鮮重、植株死亡率、鹽害率和鹽害指數(shù)等指標綜合分析，不同甘薯品種苗期耐鹽性強弱依次為濟薯26＞福薯604＞廣薯87＞龍薯9號＞普薯32＞龍薯24＞福寧紫3號。