鹽水澆灌下六個(gè)三葉草的耐鹽性評(píng)價(jià)

王玉祥，汪 鵬，李 姣，李 倩，張 博

(西部干旱荒漠區(qū)草地資源與生態(tài)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，新疆草地資源與生態(tài)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830052)

隨著城市綠地面積逐漸擴(kuò)大，對(duì)草坪草的需求也在增加。由于草坪草對(duì)水的需求量較大，城市草坪綠化會(huì)消耗大量的淡水資源，而這些淡水在許多地區(qū)已經(jīng)不足，若用諸如微咸地下水、經(jīng)過(guò)處理的生活污水廢水(俗稱(chēng)再生水)等替代水可為綠化提供充足的水源[1-2]。這些替代水都含有一定的鹽分，通常含有1～7 g·L-1總?cè)芙恹}[3]。如果能夠利用鹽水和再生水澆灌植物，可以極大程度上緩解淡水資源的壓力。有關(guān)鹽水澆灌對(duì)植物生長(zhǎng)影響的研究在國(guó)外很多[4-8]，而國(guó)內(nèi)有關(guān)鹽水連續(xù)澆灌的相關(guān)研究較少，大多是一次性鹽處理對(duì)植物生長(zhǎng)的研究[9-11]。

鹽分降低水勢(shì)，給植物生長(zhǎng)造成缺水問(wèn)題，從而影響植物正常發(fā)育。鹽脅迫對(duì)植物的生長(zhǎng)[12-14]、葉綠素含量[15]、葉綠素?zé)晒鈪?shù)[16]、光合特性[17]等都會(huì)產(chǎn)生一定的影響。研究表明，隨著鹽濃度的增加，植物的株高、分枝數(shù)、葉面積、生物量、根干重等指標(biāo)均總體呈現(xiàn)逐漸降低趨勢(shì)[4,13]，葉綠素含量值呈下降的趨勢(shì)[14-15]，凈光合速率(Photosynthesis rate，Pn)、蒸騰速率(Transpiration rate，Tr)、氣孔導(dǎo)度(Stomatal conductance，Gs)和胞間CO2濃度(Internal CO2concentration，Ci)均先升高后下降[14]；最大光化學(xué)效率先上升后下降。也有研究表明，隨著鹽脅迫濃度的增加，葉片凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度隨NaCl濃度的增加均呈下降趨勢(shì)，胞間CO2濃度呈上升的趨勢(shì)[13]；葉綠素含量和熒光參數(shù)均呈先增加后降低的趨勢(shì)[16]，這是由于處理的鹽分類(lèi)型和濃度、植物耐鹽程度、處理時(shí)間等因素不同，鹽脅迫對(duì)植物影響的研究結(jié)果也不盡相同。多數(shù)研究表明，低濃度鹽處理能夠促進(jìn)植物生長(zhǎng)，高濃度則會(huì)抑制其生長(zhǎng)[4-5,10,16,18]。

三葉草(Trifolium)是豆科(Leguminosae)車(chē)軸草屬(Trifolium)的草本植物，由于其顏色綠、草姿美、綠色期長(zhǎng)、較耐鹽堿等特性，能在濱海鹽堿地種植[19]，常用作綴花草坪、觀賞草坪、公園草坪、廠區(qū)草坪、街道草坪、游樂(lè)場(chǎng)草坪的骨干草種。以往對(duì)三葉草屬植物抗逆性的研究主要集中在耐旱性[20-21]、種子耐鹽性[22]等，而有關(guān)鹽水澆灌對(duì)三葉草生長(zhǎng)影響的研究鮮有報(bào)道，因此，進(jìn)一步開(kāi)展鹽堿水澆灌對(duì)三葉草生長(zhǎng)的研究具有重要意義，可為鹽堿水在城市綠化中的應(yīng)用提供參考依據(jù)?；诖耍囼?yàn)以三葉草為材料，在鹽堿水連續(xù)澆灌條件下，通過(guò)觀測(cè)土壤滲出液、生長(zhǎng)指標(biāo)、葉面積、葉綠素?zé)晒獾戎笜?biāo)，對(duì)三葉草的耐鹽特性和觀賞性等進(jìn)行評(píng)價(jià)，研究連續(xù)鹽水澆灌對(duì)三葉草生長(zhǎng)的影響，以期為三葉草耐鹽性評(píng)價(jià)、耐鹽品種選育及其機(jī)理研究提供理論基礎(chǔ)，也深入利用鹽水或城市再生水進(jìn)行草坪綠化提供基礎(chǔ)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料Trifoliumhybridum‘Redhybrid’、TrifoliumfragiferumL.‘Salina’、TrifoliumrepensL.‘86PK1280-007’、TrifoliumrepensL.‘Ladino’、TrifoliumpratenseL.‘Orbit’，由美國(guó)農(nóng)業(yè)部國(guó)家種質(zhì)資源庫(kù)(USDA-NPGS)提供；以TrifoliumrepensL.‘08-2’作為對(duì)照，由新疆草地資源與生態(tài)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院提供，‘08-2’是由新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)選育的耐鹽新品系。其中，‘Ladino’、‘08-2’、‘86PK1280-007’屬于白三葉，‘Redhybrid’是雜三葉，‘Orbit’是紅三葉，‘Salina’是草莓三葉草。

1.2 鹽溶液配制

將0.8 g·L-1的15 N-2.2 P-12.5K水溶性肥料添加到自來(lái)水中制備營(yíng)養(yǎng)液，并用作對(duì)照(CK)；以2:1的摩爾比在營(yíng)養(yǎng)液中添加氯化鈉和氯化鈣制備不同EC值的鹽水處理液，使用EC計(jì)(LAQUA Twin；Horiba，日本京都)測(cè)試處理液分別為1.2(CK，營(yíng)養(yǎng)液)，2.5(EC2.5)，5.0(EC5.0)和7.5 dS·m-1(EC7.5)；使用1 M硝酸將各處理液的pH值調(diào)為6.7。

選籽粒飽滿(mǎn)種子種植在裝有2/3體積花土的塑料花盆中(上口徑*下口徑*高∶14.5 cm×10.3 cm×12.8 cm)，每個(gè)材料育苗60盆，每盆3粒種子，放置在陽(yáng)光溫室育苗，出苗2周后間苗，每盆保留一株健壯植株；間苗2周后選擇長(zhǎng)勢(shì)一致的材料進(jìn)行鹽水澆灌；每3 d處理一次，每次每盆澆灌500 ml處理液(花盆底部無(wú)托盤(pán)，多余的處理液會(huì)從花盆底部滲出%)，對(duì)照用500 ml營(yíng)養(yǎng)液進(jìn)行澆灌處理。鹽水處理15次后試驗(yàn)結(jié)束，觀測(cè)相應(yīng)指標(biāo)。

試驗(yàn)期間陽(yáng)光溫室平均氣溫(25.5±1.5)℃(白天，14 h)/(18.0±2.5)℃(夜間，10 h)，平均日光強(qiáng)度為(24.8±12.5)mol·m-2·d-1；當(dāng)溫室內(nèi)的光照強(qiáng)度小于544 mmol·m-2·d-1時(shí)，使用1 000-W高壓鈉燈自動(dòng)提供160.4 mmol·m-2·s-1的補(bǔ)充光。

1.3 測(cè)試指標(biāo)與方法

(1)滲濾液電導(dǎo)率值(Electrical conductivity，EC)采用澆注法測(cè)量。澆灌處理溶液30 min后，將一個(gè)托盤(pán)放在花盆底部，然后將100 ml蒸餾水倒入花盆基質(zhì)表面，靜置10 min，測(cè)量托盤(pán)中滲濾液的EC值。從第一次處理開(kāi)始，每個(gè)處理固定選擇5盆進(jìn)行測(cè)量，取平均值。

(2)植物生長(zhǎng)指標(biāo)最后一次處理結(jié)束后第3 d，測(cè)量從盆緣到植株頂部的高度(Plant height，PH)和兩個(gè)垂直寬度、單株分枝數(shù)(Number of branch，NB)，同時(shí)統(tǒng)計(jì)開(kāi)花率和總花序數(shù)；同時(shí)，齊地剪去地上部分，稱(chēng)量單株地上鮮重(Fresh weight，F(xiàn)W)，然后再用葉面積儀(LI-3100；LI-COR?Biosciences，Lincoln，NE)測(cè)量單株總?cè)~面積(Leaf area，LA)，隨后把地上部分和根在70℃的烘箱中干燥3 d，測(cè)定地上干重(Dry weight，DW)和根干重(Dry of root，DR)。

生長(zhǎng)指數(shù)(Growth index，GI)參照Wang等[4]的方法測(cè)量，GI=(株高+幅寬+幅長(zhǎng))/3。

(3)葉片葉綠素?zé)晒夂拖鄬?duì)葉綠素含量最后一次處理結(jié)束后第3 d，從植株頂部向下選擇第三、第四、第五片健康的葉片，使用手持式葉綠素?zé)晒鈨x(Hansatech Instruments Ltd.,Norfolk,英國(guó))和葉綠素計(jì)(SPAD-502 Plus；Minolta Camera Co.，日本大阪)進(jìn)行測(cè)量。每株測(cè)量5次，取平均值。

(4)光合參數(shù)最后一次處理結(jié)束后第3 d，從植株頂部向下選擇第三、第四或第五片健康且完全展開(kāi)的葉片，利用便攜式光合作用系統(tǒng)(CIRAS-3；PP Systems，Amesbury，MA)測(cè)定植物的葉片凈光合速率(Pn)、氣孔導(dǎo)度(Gs)、蒸騰速率(Tr)、水分利用效率(Water use efficiency，WUE)、胞間CO2濃度(Ci)和水蒸汽壓差(Vapour pressure deficit，VPD)等指標(biāo)。數(shù)據(jù)測(cè)量是在上午10時(shí)至14時(shí)的晴天進(jìn)行。

(5)感官評(píng)價(jià)：每次試驗(yàn)處理前和最后一次處理結(jié)束第3 d，対供試材料進(jìn)行打分評(píng)價(jià)。其中，0分表示整株死亡；1分表示整株超過(guò)90%的葉損傷(鹽損傷)，2分表示整株50%到90%的葉損傷，3分表示整株葉損傷小于50%，4分表示整株葉損傷小于20%，5分表示整株沒(méi)有葉損傷[7]。

1.4 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS 21.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理，利用One-way ANOVA方法進(jìn)行單因素方差分析，通過(guò)隸屬函數(shù)法進(jìn)行耐鹽性綜合評(píng)價(jià)，Graphpad Prism 8軟件制圖。

為減少材料間指標(biāo)性狀固有性差異，試驗(yàn)各指標(biāo)均使用相對(duì)值來(lái)進(jìn)行分析。相對(duì)值計(jì)算公式為：指標(biāo)相對(duì)值=指標(biāo)脅迫處理值/指標(biāo)對(duì)照處理值

(1)隸屬函數(shù)計(jì)算公式為：

正向隸屬函數(shù)計(jì)算公式：R(Xi)=(Xi-Xmin)/(Xmax-Xmin)

反向隸屬函數(shù)計(jì)算公式：R(Xi)=1-(Xi-Xmin)/(Xmax-Xmin)

公式中R(Xi)為各指標(biāo)隸屬函數(shù)值，Xi為指標(biāo)測(cè)定值，Xmin、Xmax為所有參試材料某一指標(biāo)的最小值和最大值。

(2)變異系數(shù)賦權(quán)計(jì)算公式為：Vj=∑(Xij-Xj)2/XjWj=Vj/∑Vj

公式中Xj表示各材料第j個(gè)指標(biāo)的平均值；Xij表示i材料j性狀的隸屬函數(shù)值；Vj表示第j個(gè)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)；Wj表示第j個(gè)指標(biāo)的權(quán)重。

(3)綜合隸屬函數(shù)值的計(jì)算公式為：綜合評(píng)價(jià)值：D =∑[R(Xj)·Wj]

式中Wj表示第j個(gè)指標(biāo)的權(quán)重，D表示各材料的抗逆性綜合評(píng)價(jià)值，D值越大，表明材料抗逆性越強(qiáng)。

2 結(jié)果與分析

2.1 鹽水澆灌對(duì)土壤滲透液EC值的影響

同一濃度下所有材料土壤滲出液EC值取平均值制圖(圖1)，隨著處理時(shí)間和澆灌次數(shù)的增加，土壤滲出液EC值總體呈現(xiàn)升高的趨勢(shì)；與第一次處理后(11月1日)EC值相比，對(duì)照，EC2.5，EC5.0和EC7.5在11月29日處理后滲出液的EC值分別增加了5.36，3.69，6.27，4.89倍。其中，EC5，EC7.5組的總體變化趨勢(shì)較大，CK，EC2.5組變化相對(duì)較為平穩(wěn)。

圖1 處理期間土壤滲出液EC變化趨勢(shì)

各個(gè)濃度下土壤滲出液EC值的變化幅度及變化關(guān)鍵點(diǎn)因濃度不同而有所差異。如，CK組平均土壤滲出液的EC值在11月19日最低，且低于11月1日，隨后逐漸升高；EC2.5組第一次峰值出現(xiàn)在11月11日，隨后下降；EC5組的第一次峰值是11月9日，在11月11日降到谷底，之后逐漸升高；EC7.5組從11月7日到11月11日的EC值變化相對(duì)平穩(wěn)，在11月13日急劇升高、11月15日又急速下降，隨后逐漸升高。這些變化與植物的需肥規(guī)律有關(guān)，苗期植株相對(duì)較小，需要的礦物質(zhì)離子較少，因而土壤中滲出液的EC值逐漸積累并達(dá)到峰值；當(dāng)生長(zhǎng)到需肥關(guān)鍵期需要從土壤中大量吸收礦物質(zhì)離子滿(mǎn)足其生長(zhǎng)，以至于土壤滲出液的EC值急劇降低；當(dāng)植物吸收的礦物離子達(dá)到飽和后，土壤中礦物質(zhì)離子又開(kāi)始增加，以至于滲出液EC值又開(kāi)始逐漸增大。土壤滲出液EC值的變化趨勢(shì)也進(jìn)一步說(shuō)明，植物在生長(zhǎng)過(guò)程中需要從土壤中吸收一定的礦物質(zhì)離子以滿(mǎn)足自身的生長(zhǎng)需要，即土壤中適宜濃度的礦物質(zhì)離子能夠促進(jìn)植物生長(zhǎng)，當(dāng)離子濃度過(guò)高就會(huì)對(duì)植物造成傷害。

2.2 鹽水澆灌對(duì)三葉草生長(zhǎng)的影響

鹽水澆灌對(duì)三葉草的株高、生長(zhǎng)指數(shù)、葉面積、生物量等指標(biāo)產(chǎn)生一定的影響，各指標(biāo)的變化幅度因材料而異(表1)。其中，隨著EC值增加，各個(gè)材料的株高有升有降，但總體均呈降低趨勢(shì)；‘Ladino’、‘Orbit’、‘007’、‘08-2’在EC2.5時(shí)的株高均高于對(duì)照，其中‘Ladino’和‘Salina’對(duì)照組的株高均與其EC2.5的差異顯著(P<0.05)，而其他材料的對(duì)照組與EC2.5組的株高差異不顯著；與對(duì)照組相比，‘Ladino’、‘Orbit’、‘007’、‘Salina’、‘08-2’等材料在EC7.5時(shí)的株高分別降低了81 %，30 %，85 %，77 %和98 %，且均與對(duì)照組差異顯著(P<0.05)。EC7.5時(shí)，材料‘Redhybrid’在最后一次處理前全部死亡，這說(shuō)明材料‘Redhybrid’相對(duì)其他5個(gè)材料不耐鹽，不宜在鹽堿脅迫的區(qū)域種植。

表1 鹽水澆灌對(duì)三葉草生長(zhǎng)的影響

隨著EC值的增加，材料‘007’、‘Salina’的單株總?cè)~面積、地上鮮重、地上干重和根干重等呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢(shì)，而材料‘Ladino’、‘Orbit’的株高、生長(zhǎng)指標(biāo)、地上鮮重和地上干重等則是先升后降趨勢(shì)，這說(shuō)明材料不同，相同指標(biāo)的變化趨勢(shì)和幅度不同。材料‘Redhybrid’的生長(zhǎng)指標(biāo)、單株分枝數(shù)、單株總?cè)~面積、地上干鮮重以及地下根的干重均是先升后降，在EC2.5時(shí)最高，隨后下降；除生長(zhǎng)指標(biāo)外，其他各指標(biāo)在處理間差異不顯著。

隨著EC值的增加，材料08-2的生長(zhǎng)指標(biāo)、分枝數(shù)、地上干重等逐漸降低，株高、葉面積、根干重等則是先升后降，在EC2.5時(shí)值最大；與對(duì)照相比，EC7.5時(shí)地上鮮重和根干重差異不顯著，其他指標(biāo)差異顯著(P<0.05)。各處理的根干重隨著EC值增加總體呈現(xiàn)降低趨勢(shì)，EC7.5時(shí)最小，除08-2外，其余材料根干重均與對(duì)照差異顯著(P<0.05)；‘Redhybrid’、‘08-2’和‘Orbit’的根干重在EC2.5時(shí)，與對(duì)照差異不顯著。

鹽脅迫對(duì)三葉草的花期和花序數(shù)也產(chǎn)生了一定的影響。其中，材料‘Redhybrid’、‘007’的開(kāi)花率隨著鹽濃度的增加總體呈降低的趨勢(shì)，即鹽脅迫推遲了其生育期；‘Ladino’、‘Orbit’在EC2.5、EC5.0的開(kāi)花率均高于對(duì)照，而08-2在EC2.5的開(kāi)花率是對(duì)照的2倍；材料‘Redhybrid’、‘Ladino’和‘Orbit’在EC2.5的總花序數(shù)均高于對(duì)照。低濃度(EC2.5)的鹽脅迫能夠加速植物生長(zhǎng)，表現(xiàn)為提高開(kāi)花率和增加花序數(shù)(‘Ladino’、‘Orbit’)；高濃度(EC5.0)的鹽抑制植物生長(zhǎng)，表現(xiàn)為開(kāi)花率、花序數(shù)降低(‘Redhybrid’、‘007’)。

2.3 鹽水澆灌對(duì)葉片葉綠素?zé)晒饧癝PAD值的影響

鹽水澆灌對(duì)三葉草葉片的潛在光系統(tǒng)Ⅱ活性(Fv/Fo)、潛在最大光能轉(zhuǎn)換效率(Fv/Fm)、光合性能指標(biāo)(PI)、Fo/Fm、相對(duì)葉綠素含量(SPAD)的影響如表2所示，鹽脅迫對(duì)Fo/Fm,Fv/Fm,Fv/Fo的影響相對(duì)較小，對(duì)PI、SPAD的影響較大；各個(gè)指標(biāo)的具體變化趨勢(shì)及幅度與EC值及材料密切相關(guān)。

表2 鹽水澆灌對(duì)三葉草葉綠素?zé)晒饧癝PAD值的影響

隨著EC值的增加，材料‘Redhybrid’、‘Ladino’、‘007’、‘08-2’的Fo/Fm、Fv/Fm在各自處理間差異不顯著；EC7.5時(shí)，‘Orbit’的Fo/Fm最大，F(xiàn)v/Fm最小，分別是對(duì)照的2.69和0.68倍，不僅與對(duì)照、EC2.5、EC5.0的差異顯著(P<0.05)，且與相同EC值下其他材料的差異也達(dá)到顯著水平(P<0.05)。隨著EC值的增加，材料‘Ladino’、‘Orbit’、‘Salina’、‘08-2’的PI則是呈現(xiàn)先升后降的趨勢(shì)，而‘007’的則是升降升的趨勢(shì)；材料‘Redhybrid’、‘Orbit’、‘Ladino’、‘007’、‘Salina’、‘08-2’在EC7.5時(shí)的PI是分別是各自對(duì)照的1.07，0.08，0.92，1.84，2.24，2.72倍；材料‘Orbit’的PI在EC2.5時(shí)最大、EC7.5是最小，材料‘Redhybrid’、‘Ladino’、‘Salina’、‘08-2’的PI均是在EC5.0時(shí)最大，而‘007’則是在EC7.5時(shí)最大、EC5.0時(shí)最小。

隨著EC值的增加，材料‘Redhybrid’的Fo/Fm、Fv/Fm、Fv/Fo和PI值在各個(gè)處理間差異不顯著，SPAD值先降后升，且在各處理間差異顯著(P<0.05)。不同處理下，各個(gè)材料的SPAD變化趨勢(shì)不盡相同，隨著EC值的增加，材料‘Orbit’、‘Ladino’、‘007’的SPAD值表現(xiàn)為先升后降，‘Redhybrid’和‘Salina’是先降后升，而08-2則是升降升的趨勢(shì)。各個(gè)濃度下的試驗(yàn)數(shù)據(jù)變化趨勢(shì)及幅度也進(jìn)一步說(shuō)明，6個(gè)三葉草的耐鹽性有一定差異。

2.4 鹽脅迫對(duì)葉片光合效率指標(biāo)的影響

鹽水澆灌條件下，各個(gè)材料的葉片凈光合速率(Pn)、氣孔導(dǎo)度(Gs)、蒸騰速率(Tr)和水分利用效率(WUE)、胞間CO2濃度(Ci)、水蒸汽壓差(VPD)等變化如圖2所示，隨著EC值的增加，材料‘Ladino’的氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率、胞間CO2濃度等是逐漸降低，但蒸汽壓差逐漸升高，對(duì)照組與EC7.5組差異均達(dá)到顯著水平(P<0.05)；其中，胞間CO2濃度變化相對(duì)平穩(wěn)，各處理間差異不顯著；氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率、蒸汽壓差值均在從EC5到EC7.5時(shí)變化顯著，差異達(dá)到顯著水平(P<0.05)。

圖2 鹽水澆灌對(duì)三葉草葉片光合指標(biāo)的影響

材料08-2的氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率均是先升后降，在EC2.5時(shí)最大、EC7.5時(shí)最小，且均與對(duì)照差異顯著(P<0.05)；胞間CO2濃度和蒸汽壓差則是表現(xiàn)為降升降的趨勢(shì)，且均是在EC5.0時(shí)值最大，但與對(duì)照差異均不顯著；水分利用效率和凈光合速率則是表現(xiàn)為升降升的趨勢(shì)，其中水分利用效率在EC7.5時(shí)最大、凈光合效率在EC2.5時(shí)最大，且均與對(duì)照差異顯著(P<0.05)。EC2.5時(shí)，08-2的葉片凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率、水分利用效率和蒸汽壓差值均與對(duì)照和EC5.0組差異顯著，且在EC2.5時(shí)第一次出現(xiàn)峰值或谷值。其他材料的一些指標(biāo)，如‘Redhybrid’和‘Salina’的凈光合速率、‘Orbit’和‘007’的蒸騰速率等，也在EC2.5時(shí)第一次出現(xiàn)峰值或谷值，這表明EC2.5可能是其第一個(gè)鹽敏感點(diǎn)。

2.5 鹽水澆灌條件下各指標(biāo)變化趨勢(shì)方程

為減少同一指標(biāo)不同材料本身固有的特性造成的差異，試驗(yàn)取所有材料的同一指標(biāo)在相同濃度的平均值的相對(duì)值進(jìn)行分析。相對(duì)值計(jì)算公式為：指標(biāo)相對(duì)值=平均值/對(duì)照值。通過(guò)對(duì)所有材料的指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理后得到各個(gè)指標(biāo)的變化趨勢(shì)及趨勢(shì)預(yù)測(cè)方程(圖3)，隨著EC值的增加，GI,PH,LA,FW,SPAD,PI,Fv/Fo,Pn,Tr,WUE均是先升后降的趨勢(shì)，且GI,PH,LA,FW,SPAD,Pn,Tr均是在EC2.5時(shí)最高，PI,Fv/Fo,WUE是在EC5.0時(shí)最高；NB,DW,DR,Ci,Gs是逐漸降低的趨勢(shì)；Fo/Fm是升降升的趨勢(shì)，VPD則是降升降的趨勢(shì)。同時(shí)，趨勢(shì)方程也進(jìn)一步說(shuō)明土壤中低(適宜)濃度的鹽離子能夠促進(jìn)三葉草生長(zhǎng)，但不同指標(biāo)對(duì)鹽的耐受閾值也不同；當(dāng)濃度超過(guò)其耐受范圍就會(huì)產(chǎn)生抑制作用，濃度越高抑制或傷害作用越明顯。

圖3 鹽水澆灌條件下各個(gè)指標(biāo)的變化規(guī)律及預(yù)測(cè)方程

2.6 三葉草耐鹽性綜合評(píng)價(jià)

結(jié)合在鹽脅迫下幼苗株高、生長(zhǎng)指數(shù)、分枝數(shù)、葉面積、干鮮重、葉片的熒光以及氣孔導(dǎo)度、水分利用效率、蒸騰速率、光合速率等18個(gè)指標(biāo)，利用隸屬函數(shù)法對(duì)各個(gè)材料的耐鹽性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)(表3)，六種三葉草的平均隸屬度在0.474～0.544之間，其中‘Ladino’的平均隸屬度最高，為0.544；‘Redhybrid’的平均隸屬度最低，為0.474。依據(jù)平均隸屬度大小評(píng)判這六個(gè)材料的耐鹽性由強(qiáng)到弱依次為：‘Ladino’、‘08-2’、‘86PK1280-007’、‘Redhybrid’、‘Orbit’、‘Salina’。由于‘Ladino’、‘08-2’和‘86PK1280-007’屬于白三葉，‘Redhybrid’是雜三葉，‘Orbit’是紅三葉，‘Salina’是草莓三葉草，這也說(shuō)明在供試材料中白三葉耐鹽性較強(qiáng)、草莓三葉草耐鹽性最弱。

表3 三葉草耐鹽性評(píng)價(jià)

對(duì)18個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的耐鹽指數(shù)進(jìn)行主成分分析，獲得因子載荷和貢獻(xiàn)率(表4)。前5個(gè)主成分累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)80.691 %，可有效反映供試材料18個(gè)指標(biāo)的絕大部分信息。在第1個(gè)主成分中(PC1)，干重具有較高的因子載荷，為0.705；在第2個(gè)主成分中(PC2)，葉面積具有較高的因子載荷，為0.696；在第3個(gè)主成分中(PC3)，SPAD具有較高的因子載荷，為0.607；在第4個(gè)主成分中(PC4)，WUE具有較高的因子載荷，為0.399；在第5個(gè)主成分中(PC5)，Ci具有較高的載荷因子，為0.517。因此，三葉草地上部分干重、葉面積、SPAD、WUE、Ci這五個(gè)參數(shù)可作為三葉草的耐鹽性鑒定的關(guān)鍵指標(biāo)。

表4 5個(gè)主成分的因子載荷、方差貢獻(xiàn)率和累計(jì)貢獻(xiàn)率

2.7 耐鹽性感官評(píng)價(jià)

鹽水連續(xù)澆灌對(duì)6種三葉草的葉片有一定的影響，隨著處理時(shí)間和濃度的增加，葉片灼傷程度越重(圖4)。鹽水連續(xù)澆灌1周后，對(duì)照、EC2.5、EC5.0組的材料均未出現(xiàn)鹽灼傷；材料‘Redhybrid’和‘Orbit’在EC7.5時(shí)開(kāi)始出現(xiàn)鹽灼傷，其中‘Redhybrid’的部分植株鹽灼傷面積超過(guò)50 %，材料‘Orbit’的個(gè)別植株葉灼傷面積低于20%。鹽水連續(xù)澆灌第2周后的EC7.5組中，‘Redhybrid’材料的部分植株已出現(xiàn)死亡，材料‘08-2’的個(gè)別單株鹽灼傷面積超過(guò)50 %。當(dāng)處理第3周時(shí)，EC5.0處理組的‘Redhybrid’、‘Orbit’和‘Ladino’的部分植株也開(kāi)始出現(xiàn)鹽灼傷，‘Redhybrid’的鹽灼傷植株最多；在EC7.5處理組，‘Redhybrid’的植株全部死亡，‘08-2’的個(gè)別植株開(kāi)始死亡，同時(shí)‘Salina’的部分植株也出現(xiàn)鹽灼傷。處理第4周，在EC5.0組只有‘Salina’和‘08-2’材料則未出現(xiàn)鹽灼傷；EC7.5時(shí)，6個(gè)材料不同程度都受到鹽灼傷，其中材料‘Orbi’，‘Ladino’和‘007’的鹽灼傷程度超過(guò)‘Salina’和‘08-2’。

圖4 三葉草視覺(jué)評(píng)價(jià)圖

通過(guò)賦分法對(duì)連續(xù)鹽水澆灌條件下三葉草視覺(jué)評(píng)價(jià)分析表明，鹽灼傷最先出現(xiàn)在老葉的葉緣，逐漸向內(nèi)灼傷，整株則是由下向上逐漸灼傷，直至整株死亡；低濃度對(duì)各個(gè)材料的視覺(jué)評(píng)價(jià)影響較小，高濃度影響較大。從視覺(jué)效果評(píng)價(jià)，鹽脅迫下六個(gè)三葉草的觀賞性由優(yōu)到差的順序依次是‘Salina’、‘007’、‘08-2’、‘Ladino’、‘Orbi’、‘Redhybrid’，即草莓三葉草的觀賞性最好，其次是白三葉，最差的是雜三葉。試驗(yàn)結(jié)果能夠?yàn)?個(gè)三葉草作為草坪草進(jìn)行進(jìn)一步的開(kāi)發(fā)利用和研究提供參考依據(jù)。

3 討論

3.1 鹽水澆灌對(duì)三葉草生長(zhǎng)的影響

鹽脅迫對(duì)植物最普遍、最顯著的影響是抑制生長(zhǎng)[4-5]，且鹽脅迫程度越高，受抑制現(xiàn)象越明顯[10,24]。時(shí)丕彪等[9]研究表明隨著鹽濃度的增加，植株高度、鮮重和干重均呈逐漸下降的趨勢(shì)，濃度越高抑制越明顯；同一指標(biāo)會(huì)在一定濃度范圍內(nèi)波動(dòng)，即既有促進(jìn)又有抑制[10,12]。李彪等[25]發(fā)現(xiàn)三葉草株高和生物量隨環(huán)境變化而存在差異性，隨著逆境脅迫壓力的增加呈現(xiàn)出明顯降低趨勢(shì)。本研究中，6個(gè)三葉草材料的株高、生長(zhǎng)指標(biāo)、生物量、葉面積等隨著鹽脅迫程度增加的變化趨勢(shì)及幅度因材料而異，但在EC7.5的值均低于對(duì)照，部分材料之間差異達(dá)到顯著水平。如隨著鹽濃度的增加，材料Salina的株高、生長(zhǎng)指標(biāo)、葉面積、地上生物量(干、鮮)以及干重等均是呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢(shì)，這與Wang[4-5]、趙霞等[14]研究結(jié)果一致；材料‘08-2’的株高、葉面積、根干重等是先升后降的趨勢(shì)，而其生長(zhǎng)指標(biāo)、分枝數(shù)、地上鮮重則是逐漸降低趨勢(shì)；材料‘Ladino’、‘Orbit’的株高、生長(zhǎng)指標(biāo)、葉面積、地上生物量(干、鮮重)重等則均是呈現(xiàn)先升后降的趨勢(shì)，即材料不同，鹽脅迫程度及幅度也不同，這與龐春花等[26-27]的研究結(jié)果基本一致，植物耐鹽性與材料自身的遺傳特性有關(guān)，低濃度鹽脅迫能夠促進(jìn)部分生長(zhǎng)指標(biāo)，高濃度抑制其生長(zhǎng)[10,12]。

3.2 鹽水澆灌對(duì)三葉草葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響

葉綠素含量的變化可直接或間接反映植物葉片光合能力的強(qiáng)弱，是評(píng)價(jià)植物耐鹽程度的重要生理指標(biāo)。隨著鹽濃度的增加，植物葉片SPAD的變化趨勢(shì)也有差異，如王文靜等[13]、孫文君等[15]的研究表明隨著鹽濃度的增加SPAD含量呈顯著下降趨勢(shì)，而時(shí)丕彪[9]、馬瓊芳等[16]研究結(jié)果則是呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)。本研究中，隨著鹽濃度的增加，‘Ladino’、‘Orbit’、‘86PK1280-007’的SPAD值呈現(xiàn)先升后降的趨勢(shì)，‘Salina’、‘Redhybrid’則是先降后升的趨勢(shì)，而‘08-2’則是升降升的趨勢(shì)。這與前人的研究結(jié)果雖然不盡相同，但也進(jìn)一步表明，葉綠素含量的變化因材料和鹽濃度不同，材料不同對(duì)鹽脅迫的耐受閾值不同，一般低(適宜)濃度鹽脅迫可以增加植物葉綠素的含量，隨著鹽濃度進(jìn)一步升高，葉綠素含量逐漸降低；當(dāng)鹽濃度超出植物耐受閾值就會(huì)導(dǎo)致葉綠體分裂，加速了葉綠素的降解。

葉綠素?zé)晒鈪?shù)對(duì)鹽脅迫的響應(yīng)非常敏感，在反映光合作用過(guò)程中光系統(tǒng)對(duì)光能的吸收、傳遞、分配、耗散和轉(zhuǎn)換方面具有獨(dú)特的作用，是評(píng)估逆境脅迫對(duì)植物光系統(tǒng)影響的重要指標(biāo)。葉綠素?zé)晒鈪?shù)中，F(xiàn)v/Fo和Fv/Fm分別反映了PSⅡ的潛在活性和PSⅡ原初光能轉(zhuǎn)化效率，F(xiàn)v/Fo、Fv/Fm越高，植物捕獲光能的效率越高，光合速率越強(qiáng)；一般逆境條件下Fv/Fo和Fv/Fm均會(huì)下降[11,28]。本研究中，‘08-2’的Fv/Fo和Fv/Fm、‘Redhybrid’和‘Ladino’的Fv/Fo以及Salina的Fv/Fm均隨鹽濃度升高呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)，這與馬瓊芳等[16]研究結(jié)果一致；‘Orbit’和‘Salina’的Fv/Fo則是隨著鹽濃度的增加呈現(xiàn)降升降的趨勢(shì)；而‘Ladino’、‘Orbit’的Fv/Fm隨鹽度升高而逐漸降低，這與孫文君等[15]研究結(jié)果一致。隨著鹽濃度的增加，六個(gè)材料的PI變化趨勢(shì)不盡相同，其中‘Ladino’、‘Orbit’、‘Salina’、‘08-2’的PI均呈現(xiàn)先升后降的趨勢(shì)，而‘Redhybrid’則是先降后升的趨勢(shì)，‘86PK1280-007’呈現(xiàn)升降升的趨勢(shì)。這也進(jìn)一步說(shuō)明Fv/Fo、Fv/Fm、PI等指標(biāo)的變化趨勢(shì)不僅與鹽濃度有關(guān)，與材料本身的遺傳特性也密切相關(guān)，即材料本身的耐鹽能力不同，鹽脅迫下同一指標(biāo)的變化規(guī)律和趨勢(shì)也不盡相同。

植物無(wú)逆境脅迫情況下，葉片的Fv/Fm取決于植物品種，一般為0.80～0.85。比值越高，脅迫條件越低，健康狀況越好；比值越低，植物光合作用受到影響，強(qiáng)脅迫下健康狀況越差[29]。本研究中不僅所有對(duì)照的Fv/Fm值在此參考值范圍內(nèi)，且‘Ladino’、‘08-2’、‘Salina’、‘Redhybrid’等所有鹽處理的Fv/Fm值也在此范圍內(nèi)，這說(shuō)明供試的三葉草具有一定的耐鹽性。

3.3 鹽脅迫對(duì)三葉草光合特性的影響

鹽脅迫對(duì)植物光合特性的影響主要通過(guò)干擾光合作用參數(shù)，如光合速率、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率、胞間CO2濃度和水分利用效率等直接影響鹽脅迫下植物的生長(zhǎng)發(fā)育。有關(guān)鹽脅迫對(duì)光合特性的研究較多，但是研究的結(jié)果不盡一致，如時(shí)丕彪[9]研究表明隨著鹽濃度的增加，南瓜葉片的光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度呈先升高后下降的趨勢(shì)，水分利用效率呈先降低后升高再降低的趨勢(shì)；趙霞等[14]研究表明隨著鹽濃度的增加，紫花苜蓿的葉片凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度和胞間CO2濃度均呈現(xiàn)先升后降的趨勢(shì)；而趙躍鋒等[11]研究表明，隨著鹽脅迫程度的增加，光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度呈下降趨勢(shì)，胞間CO2濃度呈先下降后升高的趨勢(shì)；王文靜等[13]也認(rèn)為隨著鹽濃度的增加，苜蓿葉片的凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度均呈下降趨勢(shì)，水分利用效率呈先升后降的趨勢(shì)，胞間CO2濃度呈上升的趨勢(shì)。而本研究中，六個(gè)材料的總體平均葉片凈光合速率、蒸騰速率和水分利用效率隨著鹽濃度的升高呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)，總體平均氣孔導(dǎo)度和胞間CO2濃度隨著鹽濃度的增加呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢(shì)，而總體平均水蒸汽壓差則呈降升降的變化趨勢(shì)。但是部分材料的變化趨勢(shì)與總體的平均變化趨勢(shì)不盡相同，以蒸騰速率為例，隨著鹽脅迫濃度的增加，‘Ladino’的蒸騰速率是逐漸降低，‘Orbit’、‘007’和‘08-2’則是先升高后降低，而‘Salina’則是表現(xiàn)為降升降、‘Redhybrid’表現(xiàn)為升降升的趨勢(shì)。相同指標(biāo)的變化趨勢(shì)不僅在同一研究中有差異，也在不同的材料、不同的處理中有異同之處，這可能與鹽處理的方式、濃度、類(lèi)型以及材料自身遺傳特性有關(guān)，如形態(tài)結(jié)構(gòu)、同化方式、氣孔調(diào)控方式、適應(yīng)與保護(hù)機(jī)制、物質(zhì)同化積累與分配模式等，具體原因還有待于進(jìn)一步研究。

4 結(jié)論

鹽水連續(xù)澆灌對(duì)三葉草的生長(zhǎng)及生理生化指標(biāo)均產(chǎn)生一定的影響，其影響程度與三葉草本身的遺傳特性密不可分。相對(duì)值趨勢(shì)方程表明，隨著EC值的增加，GI,PH,LA,FW,SPAD,PI,Fv/Fo,Pn,Tr,WUE均是先升后降的趨勢(shì)，NB,DW,DR,Ci,Gs是逐漸降低的趨勢(shì)，F(xiàn)o/Fm是升降升的趨勢(shì)，VPD則是降升降的趨勢(shì)。綜合分析認(rèn)為，六個(gè)材料耐鹽性由強(qiáng)到弱的依次是：‘Ladino’、‘08-2’、‘86PK1280-007’、‘Redhybrid’、‘Orbit’、‘Salina’，即白三葉的耐鹽能力最好，而后依次是雜三葉、紅三葉、草莓三葉草；18個(gè)觀測(cè)指標(biāo)中的地上干重(DR)、葉面積、相對(duì)葉綠素含量(SPAD)、水分利用效率(WUE)、胞間CO2濃度(Ci)可作為三葉草的耐鹽性鑒定的關(guān)鍵指標(biāo)。