南方果園生草栽培常見草種幼苗期的耐鹽性評價

李細高，譚放軍，李星曦

（1.湖南省農(nóng)作物種質(zhì)資源保護與良種繁育中心，湖南 長沙 410219；2.湖南省蔬菜研究所，湖南 長沙 410125；3. 湖南隆科農(nóng)資連鎖有限公司，湖南 長沙 410007）

果園生草栽培是指選擇適宜的草種在果樹行間或全園種植草本植物作為覆蓋物的一種果園管理方法，具有能夠增加土壤有機質(zhì)含量、改善土壤理化性質(zhì)、提高土壤蓄水保肥能力、提高產(chǎn)量及果實品質(zhì)、改善果園生態(tài)環(huán)境的作用。近年來，果園生草栽培得到越來越廣泛的應(yīng)用。

土壤含鹽量是決定土壤理化性質(zhì)的主要影響因素之一[1]。土壤含鹽量過高時，果園中植物的生長受到抑制，往往容易導致植物枯萎甚至死亡，對草類的影響尤為顯著。當前，由于常年重施化肥、不施或少施有機肥以及種植技術(shù)不善等原因，導致土壤次生鹽堿化日益嚴重，嚴重影響果園生草栽培的效果[2]。高羊茅、黑麥草、白三葉和紫花苜蓿是南方果園生草栽培中常見的草種[3-6]。通過研究比較它們幼苗期的耐鹽性強弱，可以為含鹽量高的鹽堿地果園生草栽培提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試草種為高羊茅、一年生黑麥草、三葉草、紫花苜蓿，從湖南天泉草業(yè)發(fā)展有限公司采購，挑選顆粒飽滿、大小相近的種子做為供試材料。

1.2 試驗方法

1.2.1試驗設(shè)計根據(jù)培養(yǎng)液中NaCl的質(zhì)量體積濃度來考察種子的耐鹽性，分別設(shè)置0（純凈水）、0.3%、0.6%、0.9% 和1.2%這5個梯度，其中，純凈水培養(yǎng)作為對照，每個處理重復(fù)3次。

1.2.2種子萌發(fā)管理先用4%的次氯酸鈉溶液對種子進行消毒處理，然后用純凈水沖洗6～7次，去除浮于表面的癟種、劣種，于無菌紙上瀝干。取10 cm口徑培養(yǎng)皿鋪墊2層濾紙，每個培養(yǎng)皿中挑選150粒健康飽滿的種子。在各培養(yǎng)皿中加入10 mL相應(yīng)溶液，將培養(yǎng)皿置于培養(yǎng)室中培養(yǎng)，設(shè)定16 h光照、8 h暗處理，溫度設(shè)定為25℃。定期記錄各培養(yǎng)皿中種子的萌發(fā)情況。每次測量后調(diào)整各培養(yǎng)皿的空間位置，以減少光照不均對種子萌發(fā)及幼苗生長的影響。

1.2.3考察指標及方法記錄各培養(yǎng)皿中草種萌芽及幼苗的生長狀況，三葉草、紫花苜蓿2種草種以種子吸水膨脹、芽胚發(fā)育、胚根突破種皮即判定為開始萌發(fā)，黑麥草、高羊茅2種草種以胚芽長度生長到種子長度的一半時（便于觀察和記錄）判定為萌發(fā)，當種子萌發(fā)完畢后（種子萌發(fā)數(shù)不再變化或變化數(shù)小于3顆時認定為萌發(fā)完成），每隔2 d隨機選取20顆幼苗，用游標卡尺分別測量和記錄其根長和苗長。

1.3 數(shù)據(jù)計算及分析

對采集到的原始數(shù)據(jù)進行整理統(tǒng)計，并按公式（1）～（6）計算出相應(yīng)指標。

式中：Gt表示當供試種子為100粒時，第t天發(fā)芽的種子數(shù)；Dt為發(fā)芽的天數(shù)。

試驗得到的數(shù)據(jù)通過 Excel進行整理和分類，通過SPSS 2019進行數(shù)據(jù)分析，經(jīng)隸屬函數(shù)分析法處理各試驗指標，綜合評價4種草種的耐鹽能力，隸屬函數(shù)計算見公式（7）。

式中：X表示某一指標下材料的測定值；Xmax表示這一指標下所有供試材料中的最大值；Xmin表示這一指標下所有供試材料中的最小值。獲取每個鹽濃度下每份供試材料的RGR、RRL、RGL、VI等各指標的隸屬函數(shù)值后，加和同一草種在不同指標下的隸屬函數(shù)值，得到綜合評價值，通過綜合評價值來比較4種草種的耐鹽性。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度NaCl溶液對4種草種子萌發(fā)的影響

由表1和表2可知，在萌發(fā)過程中，4種草的發(fā)芽率均表現(xiàn)出隨著鹽濃度的提高而降低的趨勢，相對發(fā)芽率也有同樣的趨向。在萌發(fā)的第1天，當NaCl溶液濃度為0.3%時，4種草的發(fā)芽率均顯著低于對照，但隨著時間的推移，該濃度下4種草種子的發(fā)芽率均與對照處于同等水平，有些發(fā)芽率甚至高于對照，表明低濃度鹽環(huán)境能明顯延遲種子萌發(fā)，但不會顯著降低種子的萌發(fā)率。隨著鹽處理濃度的增加，4種草種子的萌發(fā)率均有所降低；在萌發(fā)第6天，高羊茅和黑麥草種子僅在1.2%的NaCl溶液處理下萌發(fā)率顯著低于對照，而三葉草種子在0.9%和1.2%的NaCl溶液處理下萌發(fā)率顯著低于對照，紫花苜蓿種子在0.6%、0.9%和1.2%的NaCl溶液處理下萌發(fā)率顯著低于對照，表明4種草中紫花苜蓿的耐鹽性最差，其次是三葉草，而高羊茅和黑麥草的耐鹽性較好。在1.2%的NaCl溶液處理下，三葉草的最終發(fā)芽率為80.44 %，比對照降低了15.56個百分點，而紫花苜蓿種子的最終發(fā)芽率僅4.67 %，比對照降低了51.00 個百分點。隨著鹽脅迫濃度的升高，4種草種相對發(fā)芽率隨時間的推移呈現(xiàn)出愈發(fā)減緩的趨向，表明鹽脅迫會延緩草種的發(fā)芽速度，延長部分種子完成萌發(fā)所需要的時間，草種萌發(fā)的整齊性差。

表1 不同濃度NaCl溶液處理下4種草種子的發(fā)芽率 （%）

表2 不同濃度NaCl溶液處理下4種草種子的相對發(fā)芽率 （%）

2.2 不同濃度NaCl溶液對4種草幼苗生長的影響

從表3來看，4種草的苗長和根長都隨鹽脅迫濃度的增大而有所縮短。相對來說，鹽脅迫對根長的影響比其對苗長的影響更為顯著，且不同草種對鹽脅迫的敏感度有所差別，其中對鹽脅迫最敏感的是紫花苜蓿，在0.3%的NaCl溶液處理下其苗長和根長即表現(xiàn)出明顯的縮短，根長僅為對照組的49.24%，苗長僅為對照組的82.77%。

表3 不同濃度NaCl溶液處理下4種草幼苗的相對苗長和相對根長 （%）

從苗長的變化可以看出，當NaCl溶液濃度為0.3%時，僅紫花苜蓿的苗長較對照組明顯降低，僅為對照苗長的82.77 %。其他3種草的苗長均略高于對照組，黑麥草為100.50%、三葉草為103.39%、高羊茅為102.60%。隨著鹽脅迫濃度的增加，4種草的苗長均變短，其中紫花苜蓿的變化量最大，而黑麥草的變化量最小。

從根長的變化可以看出，當NaCl溶液濃度為0.3%時，僅三葉草的根長較對照組略有增加，相對根長為103.01%，表明當鹽脅迫濃度較低時，可小幅度促進三葉草根的生長，這可能是由于適度的鹽脅迫激活了草的某些抗鹽機制；而在該濃度鹽脅迫下，高羊茅、黑麥草和三葉草的相對根長分別為93.72%、88.50%、49.24%。隨著NaCl溶液濃度的增大，4種草種的相對根長變化率也不盡相同，三葉草的變化率最大，與0.3%的NaCl溶液處理相比，1.2%的NaCl溶液處理下相對根長降低了58.82個百分點，而黑麥草只下降了14.38個百分點。

2.3 采用隸屬函數(shù)法綜合分析4種草的耐鹽性

進行隸屬函數(shù)分析時，將4個鹽脅迫濃度下某種草的4個指標數(shù)值分別取平均數(shù)后，與其他3種草的相應(yīng)指標進行隸屬度函數(shù)比較。從評定結(jié)果（表4）來看，黑麥草在這4種草中的耐鹽性最強；而紫花苜蓿的耐鹽性最差，各項指標的評測值都表現(xiàn)最差。從綜合評價值來看，黑麥草的耐鹽性最強，綜合評價值為3.794；高羊茅次之，綜合評價值為3.697；三葉草第三，綜合評價值為3.244；紫花苜蓿的耐鹽性最弱。

表4 各草種隸屬函數(shù)值及綜合評價值

3 結(jié)論與討論

植物種子正常萌發(fā)的一個決定性條件是足夠的水分吸收，NaCl的存在使種子周圍環(huán)境的滲透壓升高，植物種子不能正常從外界吸收足夠的水分，細胞的結(jié)構(gòu)和功能受到一定程度的破壞，種子萌發(fā)需要的基因表達以及各種相關(guān)蛋白質(zhì)、酶等生物活性物質(zhì)的合成受到抑制，進而導致種子的萌發(fā)和幼苗發(fā)育進程受到影響[7]。

從試驗結(jié)果來看，在試驗設(shè)置的鹽脅迫處理下，高羊茅的平均相對發(fā)芽率表現(xiàn)最佳，其平均相對發(fā)芽率為82.10%；黑麥草的平均相對苗長最長，為93.02%；三葉草平均相對根長最長，為79.20%；通過隸屬函數(shù)比較，該研究所用4種草的耐鹽性強弱表現(xiàn)為：黑麥草最強，高羊茅次之，三葉草第三，紫花苜蓿最弱。其中，高羊茅在相似鹽濃度下的相對發(fā)芽率與謝宇涵等[4]的研究結(jié)果基本吻合；與楊春桃等[8]所使用的黑麥草品種相比，筆者所用黑麥草的耐鹽性表現(xiàn)一般；而筆者所用三葉草的發(fā)芽情況較李陳建等[9]使用的白三葉品種表現(xiàn)更好，在0.3%的鹽脅迫下發(fā)芽率達到96.67 %；與王靜等[10]的研究結(jié)果相比，筆者所用紫花苜蓿的耐鹽性表現(xiàn)較差。

在較低的NaCl脅迫下，部分草種的根長、苗長表現(xiàn)出促進生長的現(xiàn)象，可能與種子內(nèi)部分抗逆基因和酶系統(tǒng)被激活有關(guān)。從此次試驗結(jié)果來看，鹽脅迫會延緩種子的萌芽進程，降低其發(fā)芽勢，導致出苗不齊，同時高濃度的鹽脅迫會導致部分種子休眠或失活，被抑制的種子極易感病死亡，從而導致整體發(fā)芽表現(xiàn)不佳。

植物耐鹽性評測是一個比較復(fù)雜的問題[11]，植株生長環(huán)境的水分、溫度、光照、微生物和酶的活動以及土壤中礦質(zhì)離子的種類和濃度等諸多因素都可能影響植株的耐鹽性表現(xiàn)。要比較草種耐鹽性還需要通過進一步田間試驗來驗證。