鹽脅迫下油莎豆不同浸種劑田間出苗效果綜合評(píng)價(jià)

摘要 研究不同浸種劑處理下油莎豆鹽堿地萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)的差異，篩選適宜浸種劑，為鹽堿地油莎豆栽培種植提供實(shí)際理論依據(jù)。在田間鹽脅迫條件下，選用氯化鈣、水楊酸、S-誘抗素、赤-吲乙蕓苔、復(fù)硝酚鈉、蕓苔素內(nèi)酯6種不同浸種劑處理油莎豆塊莖，通過(guò)統(tǒng)計(jì)田間出苗情況并調(diào)查苗期農(nóng)藝性狀，分析不同浸種劑處理后鹽堿地油莎豆萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的差異，進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。結(jié)果顯示，蕓苔素內(nèi)酯處理出苗勢(shì)最大，為69.33%；其次是水楊酸處理，為64.67%，比CK （清水）處理分別提高了70.47%和59.01%；各處理出苗率較CK均有提高。多重比較結(jié)果顯示，水楊酸處理苗高、葉片數(shù)、SPAD值、葉片干重4個(gè)指標(biāo)均為最大且顯著高于對(duì)照；計(jì)算不同處理各指標(biāo)隸屬函數(shù)值及平均隸屬函數(shù)值并進(jìn)行排名，由高到低排序?yàn)樗畻钏?、蕓苔素內(nèi)酯、氯化鈣、S誘抗素、赤-吲乙蕓苔、復(fù)硝酚鈉、清水。藥劑浸種可不同程度緩解鹽害，促進(jìn)油莎豆鹽堿地出苗和生長(zhǎng)，其中以0.5 mmol/L水楊酸浸種處理效果最佳。

關(guān)鍵詞 油莎豆；浸種劑；鹽堿地；苗期；綜合評(píng)價(jià)

中圖分類(lèi)號(hào) Q945.78 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A

文章編號(hào) 0517-6611（2024）18-0025-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.18.006

開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

Comprehensive Evaluation of Field Emergence of Cyperus esculentus in Different Seed Soaking Agents Under Salt Stress

WEI Hai-feng 1，2，SHI Xue-shuang3， Mimadunzhu4 et al

（1.College of Agronomy，Xinjiang Agricultural University，Uruml2SCkzfKHUaO7sCWbeykPGVpbipg60KWRiOdwan6IH4=qi，Xinjiang 830000;2.Institute of Crop Germplasm Resources，Shandong Academy of Agricultural Sciences，Ji’nan，Shandong 250100; 3.Xigaze Agriculture and Animal Husbandry Science Research and Extension Center，Xigaze，Xizang 857012;4.Xigaze City Nanmulin County Agriculture and Rural Bureau，Xigaze，Xizang 857100）

Abstract We studied the differences in germination and seedling growth of Cyperus esculentus under different soaking agent treatments in saline alkali soil， selected suitable soaking agents，so as to provide practical theoretical basis for the cultivation and planting of Cyperus esculentus in saline alkali soil.Under salt stress conditions in the field，six different soaking agents of calcium chloride，salicylic acid，S-inducer，indole-3-acetic acid，sodium nitrate and brassinolide were used to treat the tubers of Cyperus esculentus.Through statistical analysis of field emergence and investigation of agronomic traits during the seedling stage，the differences in germination and seedling growth of Cyperus esculentus in saline alkali soil after different soaking agents treatment were analyzed，and a comprehensive evaluation was conducted.Results showed that the treatment with brassinolide had the highest emergence rate，which was 69.33%，followed with salicylic acid treatment，which was 64.67%，they were 70.47% and 59.01% higher than CK （clean water treatment），respectively.The emergence rate of each treatment has increased compared to CK.Multiple comparison results showed that the four indicators of seedling height，number of leaves，SPAD value and dry weight of leaves treated with salicylic acid were the highest and were significantly higher than those of CK.We calculated the membership function values and average membership function values of different indicators for different treatments，and ranked them in a descending order of salicylic acid，brassinolide，calcium chloride，S-inducer，indole-3-acetic acid，sodium nitrite and water.Soaking seeds with pesticides could alleviate salt damage to varying degrees and promote the emergence and growth of Cyperus esculentus in saline alkali soil.Among them，soaking seeds with 0.5 mmol/L salicylic acid had the best effect.

Key words Cyperus esculentus;Seed-soaking agent;Saline land;Seedling stage;Comprehensive evaluation

基金項(xiàng)目 國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目“重要耐鹽堿作物規(guī)?；N植豐產(chǎn)增效技術(shù)集成與示范” （2019YFD1002703）；國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目“黃河三角洲耐鹽堿作物良種選育關(guān)鍵技術(shù)與規(guī)?；品N” （2019YFD1002701）；山東省“渤海糧倉(cāng)”科技示范工程“鹽堿地區(qū)域重要經(jīng)濟(jì)作物提質(zhì)增效技術(shù)集成研究與示范” （2019BHLC002）；2003年 日喀則市人才資源開(kāi)發(fā)專(zhuān)項(xiàng)資金項(xiàng)目“日喀則市油莎豆新品種引種篩選及配套關(guān)鍵栽培技術(shù)研究與示范”。

作者簡(jiǎn)介 魏海峰（1997—），男，寧夏海原人，碩士，從事作物遺傳育種研究。*通信作者：張斌，研究員，碩士，從事作物遺傳育種及鹽堿地開(kāi)發(fā)利用等研究；黨錫強(qiáng)，農(nóng)藝師，從事特色作物種質(zhì)創(chuàng)新與利用研究。

收稿日期 2023-11-14

我國(guó)濱海鹽堿地面積廣闊且土壤鹽漬化日益嚴(yán)重，鹽堿地的開(kāi)發(fā)利用成為一個(gè)重要課題。僅山東省就有5 809.26 km2的鹽堿耕地和鹽堿荒地需要持續(xù)進(jìn)行改良治理和利用［1］，而黃三角地區(qū)有超過(guò)3/4土壤受到不同程度鹽漬化影響［2］。因此，對(duì)耐鹽作物開(kāi)發(fā)利用及配套栽培措施研究顯得尤為必要，油莎豆作為一種新型油料作物［3］，在耐鹽性相關(guān)研究較少，限制了油莎豆在黃三角鹽堿地的推廣種植。研究油莎豆鹽堿地栽培種植技術(shù)對(duì)提高我國(guó)食用油自給自足率也起著重要作用。

油莎豆（Cyperus esculentus）是沙草科沙草屬多年生植物，原產(chǎn)于北非及地中海沿岸，耐旱、耐鹽堿、耐瘠薄，適應(yīng)性廣［4］，油莎豆播種時(shí)使用其塊莖作為種子，干種子直接用于播種時(shí)因其表皮堅(jiān)硬、吸水緩慢［5］導(dǎo)致發(fā)芽率較低，發(fā)芽持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，幼苗素質(zhì)很大程度上影響著植物的后續(xù)生長(zhǎng)發(fā)育以及最終產(chǎn)量的形成。因此，在油莎豆播種前，尤其是在鹽堿地種植的情況下進(jìn)行浸種處理，可以有效提高油莎豆出苗率和出苗速度，使出苗整齊一致［6］。一些浸種劑可以有效打破種子休眠［7-9］，還可以增強(qiáng)種子對(duì)抗干旱、鹽堿、冷害等環(huán)境脅迫的能力［10-11］。研究表明，植物激素、離子平衡、膜系統(tǒng)穩(wěn)定性等影響植物耐受鹽堿等脅迫的能力，張紅［12］研究表明，適宜濃度油菜素內(nèi)酯、水楊酸、脫落酸等植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑浸種能顯著緩解鹽害，提高鹽脅迫下植物萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)情況［13-16］。王廣印等［17-18］研究指出，外源Ca2+能提高鹽脅迫下膜穩(wěn)定性，減輕鹽害對(duì)幼苗的影響。目前關(guān)于油莎豆鹽堿地種植的栽培技術(shù)措施還不完善，對(duì)大田復(fù)合鹽脅迫下油莎豆浸種處理的研究鮮有報(bào)道。鑒于此，筆者選用了4種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑水楊酸（SA）、S-誘抗素（ABA）、赤-吲乙-蕓苔（碧護(hù)）、蕓苔素內(nèi)酯（BR）和2種化學(xué)浸種劑氯化鈣（CaCl2）、復(fù)硝酚鈉（CSN），以清水作對(duì)照，共計(jì)7種處理方式，通過(guò)研究不同浸種處理下油莎豆萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的差異，綜合分析各浸種劑實(shí)際生產(chǎn)中的效果，以期為油莎豆鹽堿地種植提質(zhì)增效提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

選取2021年收獲并低溫保存的完整、無(wú)缺損、無(wú)蟲(chóng)眼的圓粒油莎豆品種作為種子備用，供試油莎豆品種為油莎豆新品種魯油莎1號(hào)。

化學(xué)試劑有氯化鈣、水楊酸、0.1%S-誘抗素水劑，由孟州云大高科生物科技有限公司提供；0.136%赤-吲乙-蕓苔可濕性粉劑（碧護(hù)）由德國(guó)阿格福萊農(nóng)林環(huán)境生物技術(shù)股份有限公司提供；1.8%復(fù)硝酚鈉水劑由旭化學(xué)工業(yè)（贛州）有限公司提供；0.1%蕓苔素內(nèi)酯可溶性粉劑由成都新朝陽(yáng)生物化學(xué)有限公司提供。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2022年5月在山東省東營(yíng)黃河三角洲農(nóng)高區(qū)溫室大棚進(jìn)行種植，土壤含鹽量為0.3%，pH 7.4。試驗(yàn)采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，播種方式為起壟種植，一壟二行，進(jìn)行人工點(diǎn)播，每個(gè)處理播種2壟，小區(qū)行長(zhǎng)5 m，單粒點(diǎn)播，行距35 cm，株距20 cm，每個(gè)處理3次重復(fù)。調(diào)查各處理出苗勢(shì)和出苗率并于播種后第25天測(cè)定苗期表型指標(biāo)及葉片SPAD值，同時(shí)收獲地上部分烘干稱(chēng)重。浸種劑濃度根據(jù)藥劑使用指導(dǎo)說(shuō)明確定。播種前，按照各藥劑設(shè)定的處理濃度配制浸種液。每個(gè)處理分別浸泡油莎豆塊莖2 kg左右，室溫浸種24 h。浸種時(shí)，試劑溶液需漫過(guò)種子，浸種完成后及時(shí)播種。試驗(yàn)共設(shè)7個(gè)處理，具體見(jiàn)表1。

1.3 指標(biāo)測(cè)定及方法

田間出苗勢(shì)于播種后第10天進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，出苗率于播種后第25天進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選取連續(xù)的10株測(cè)定苗高，記錄每株分蘗數(shù)、葉片數(shù)。使用SPAD 502 型手持便攜式葉綠素儀測(cè)定葉片葉綠素含量，每株測(cè)定葉片上、中、下3個(gè)部位最終取平均值。測(cè)定結(jié)束后將地上部分收獲，在實(shí)驗(yàn)室使用干燥箱105 ℃殺青30 min后，80 ℃烘干至恒重，記錄連續(xù)10株的總干重。

1.4 試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理

使用 Microsoft Excel 2010 和SPSS 20.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理并計(jì)算不同浸種劑處理下各性狀指標(biāo)的平均值，采用模糊數(shù)學(xué)隸屬函數(shù)法對(duì)供試材料鹽脅迫下的不同浸種劑處理效果進(jìn)行分析排名。

隸屬函數(shù)值計(jì)算公式：

X（μ）=（X-Xmin）/（Xmax-Xmin）（1）

反隸屬函數(shù)值計(jì)算公式：

X（v）=1-X（μ）（2）

式中： X=某項(xiàng)指標(biāo)的測(cè)定值； Xmax=全部供試材料某項(xiàng)指標(biāo)的最大值；Xmin=全部供試材料某項(xiàng)指標(biāo)的最小值，若其中某項(xiàng)指標(biāo)與出苗質(zhì)量呈負(fù)相關(guān)性，則采用反隸屬函數(shù)值計(jì)算公式先將其轉(zhuǎn)換后再計(jì)算隸屬函數(shù)值，最后將每個(gè)處理各指標(biāo)的隸屬函數(shù)值相加，求出平均值后進(jìn)行排序。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同浸種處理對(duì)油莎豆田間出苗率的影響

由圖1可知，不同浸種處理后，油莎豆田間的發(fā)芽勢(shì)存在明顯差異，但發(fā)芽率間差異不明顯。T1、T2、T6處理發(fā)芽勢(shì)與對(duì)照間差異顯著，分別提高了50.80%、59.01%、70.47%，T3、T4、T5處理發(fā)芽勢(shì)與對(duì)照間差異不顯著，其中T4和T5處理發(fā)芽勢(shì)低于對(duì)照；不同浸種處理下，僅T2處理發(fā)芽率與對(duì)照間存在顯著差異，提高了17.28%，其他處理間差異均不顯著。

2.2 不同浸種處理對(duì)苗期生長(zhǎng)發(fā)育的影響

從表2可以看出，不同浸種處理下，油莎豆幼苗形態(tài)和農(nóng)藝性狀存在差異。其中T4處理的分蘗數(shù)達(dá)到最大，但與對(duì)照間差異不顯著，T2處理顯著小于對(duì)照和其他各處理（P＜0.05）；T2處理株高達(dá)到最大，且顯著大于除T1處理外的各處理及對(duì)照（P＜0.05）；T1、T2、T3、T6處理下的葉片數(shù)均顯著大于對(duì)照（P＜0.05），T4和T5處理與對(duì)照間差異不顯著； 不同浸種處理間SPAD值存在差異，其中T2處理葉片SPAD值顯著大于對(duì)照和T4、T5處理（P＜0.05）；在不同預(yù)浸種處理下，調(diào)查連續(xù)10株幼苗地上葉片部分干重的指標(biāo)，各處理間存在差異，其中T1、T2、T6處理下葉片干重顯著大于對(duì)照（P＜0.05），T2處理達(dá)到最大， T3、T4、T5處理與對(duì)照間差異均不顯著。

2.3 隸屬函數(shù)值綜合評(píng)價(jià)

使用模糊隸屬函數(shù)對(duì)不同處理下油莎豆苗期的出苗勢(shì)、出苗率、苗高、分蘗數(shù)、葉片數(shù)、SPAD、葉片干物質(zhì)量7個(gè)指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算分析，綜合評(píng)價(jià)鹽脅迫下不同浸種劑處理對(duì)油莎豆出苗和出苗質(zhì)量的影響。由表3可知，隸屬函數(shù)值越高表明出苗情況越好，計(jì)算不同處理下各指標(biāo)隸屬函數(shù)值的平均值，進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，最終得分排序?yàn)門(mén)2處理＞T6處理＞T1處理＞T3處理＞T4處理＞T5處理＞CK。

3 討論

鹽脅迫對(duì)植物種子萌發(fā)具有明顯的抑制作用，顯著降低種子田間出苗勢(shì)和出苗率。研究指出鹽脅迫下適宜濃度的 ASA（乙酰水楊酸）、BR（蕓苔素內(nèi)酯）等生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑以及外源Ca2+浸種能顯著提高作物種子發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)［19-21］，對(duì)不同處理油莎豆出苗情況進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，各處理間出苗勢(shì)存在顯著差異，氯化鈣、水楊酸、蕓苔素內(nèi)酯浸種處理出苗勢(shì)顯著大于對(duì)照，各處理間出苗率差異較小，但各處理出苗率較清水處理均有提高，因此各浸種劑對(duì)鹽害有不同程度的緩解。

鹽脅迫顯著抑制植物生長(zhǎng)，表現(xiàn)為株高降低、葉片萎縮，因此苗期形態(tài)指標(biāo)能直觀反映鹽害對(duì)植物造成的影響。油莎豆苗期形態(tài)指標(biāo)的多重比較結(jié)果顯示，各浸種劑間差異顯著。整體來(lái)看，水楊酸處理在苗高、葉片數(shù)2個(gè)性狀上均達(dá)到最大，幼苗生長(zhǎng)發(fā)育表現(xiàn)較好。

植物中的葉綠體對(duì)鹽脅迫等逆境很敏感，當(dāng)植物受到鹽脅迫時(shí)，植物體內(nèi)葉綠體結(jié)構(gòu)會(huì)遭到破壞，使葉綠素合成受阻，造成植物光合能力下降［22-24］。SPAD值與葉綠素含量密切相關(guān)，因此通過(guò)測(cè)定SPAD值可較好地反映植物葉片中葉綠素的含量。該試驗(yàn)中，與對(duì)照相比，不同藥劑浸種SPAD值均有不同程度提高，其中水楊酸處理下SPAD值達(dá)到最大，為38.71，同時(shí)其苗高、葉片數(shù)均大于其他處理，說(shuō)明水楊酸浸種處理的油莎豆葉片中葉綠素含量受鹽脅迫影響較小，光合能力與其他處理相比較高，從油莎豆苗期形態(tài)指標(biāo)可以得到印證。

該研究調(diào)查了油莎豆不同浸種劑處理下出苗勢(shì)、出苗率、苗高、分蘗數(shù)、葉片數(shù)、SPAD值、葉片干重共7個(gè)指標(biāo)，計(jì)算不同處理各指標(biāo)的隸屬函數(shù)值，并求出平均值最為評(píng)價(jià)和排名的依據(jù)，對(duì)比結(jié)果顯示，水楊酸處理效果最好，蕓苔素內(nèi)酯效果次之，氯化鈣、S-誘抗素、赤-吲乙蕓苔浸種效果也明顯好于清水，復(fù)硝酚鈉浸種處理的得分與清水接近。

4 結(jié)論

該研究選用6種浸種劑，在鹽脅迫條件下，通過(guò)調(diào)查苗期出苗情況和農(nóng)藝指標(biāo)，對(duì)各浸種劑浸種效果進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。結(jié)果顯示，6種浸種劑可不同程度提高鹽堿地油莎豆出苗及生長(zhǎng)發(fā)育情況，其中0.5 mmol/L水楊酸和0.5 mg/L蕓苔素內(nèi)酯浸種處理的油莎豆幼苗生長(zhǎng)狀況較好，氯化鈣、S-誘抗素、碧護(hù)浸種幼苗生長(zhǎng)較對(duì)照有不同程度提高，復(fù)硝酚鈉處理幼苗生長(zhǎng)狀況與對(duì)照相近。該試驗(yàn)對(duì)不同浸種劑處理下油莎豆幼苗素質(zhì)的綜合評(píng)價(jià)分析，研究結(jié)果可為鹽堿地油莎豆種植提供參考。

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