12份苜蓿種質(zhì)材料苗期耐鹽性綜合評價

沙吾列·沙比汗，張薈薈，楊 剛，張一弓，賽里克·都曼，王 玉

（新疆畜牧科學(xué)院草業(yè)研究所，新疆 烏魯木齊 830000）

12份苜蓿種質(zhì)材料苗期耐鹽性綜合評價

沙吾列·沙比汗，張薈薈，楊 剛，張一弓，賽里克·都曼，王 玉

（新疆畜牧科學(xué)院草業(yè)研究所，新疆 烏魯木齊 830000）

采用0（CK）、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%和1.2%NaCl溶液分別對12份新疆本地栽培苜蓿品種苗期生長發(fā)育的影響進(jìn)行了初步研究。結(jié)果表明，鹽脅迫處理下，12份苜蓿種質(zhì)材料植株高度、分枝數(shù)、存活苗數(shù)、生物量干重各指標(biāo)均有所下降；通過聚類分析將12份苜蓿的耐鹽性大致分為3類：即強(qiáng)耐鹽性苜蓿有布爾津苜蓿，北疆紫花苜蓿，伊犁苜蓿和甘農(nóng)3號紫花苜蓿；中耐鹽性苜蓿有阿爾泰雜花苜蓿，阜康苜蓿，沙灣苜蓿，巴州苜蓿，奇臺苜蓿和和田大葉苜蓿；弱耐鹽性苜蓿有敖漢紫花苜蓿和策勒苜蓿。

苜蓿 ；苗期；生長發(fā)育；耐鹽性

新疆鹽堿地遍布于除山地和沙漠區(qū)以外的所有其它地區(qū)，成為我國鹽堿地面積最大、分布范圍最廣的地區(qū)，影響了農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計，區(qū)內(nèi)現(xiàn)有耕地398.78萬hm2（不包括旱地），其中鹽堿地達(dá)127.90萬hm2，約占耕地面積總數(shù)的32.07%。鹽堿化已經(jīng)成為新疆農(nóng)業(yè)開發(fā)和持續(xù)發(fā)展的重大限制條件和障礙因素[1]。如何開發(fā)利用如此大面積的鹽堿地資源，對發(fā)展國民經(jīng)濟(jì)有著重要戰(zhàn)略意義[2]。因此在重視保護(hù)生態(tài)環(huán)境的同時，還應(yīng)周期改良和選育抗旱性和抗鹽性強(qiáng)、具有優(yōu)良農(nóng)藝性狀的牧草品種，使之適應(yīng)干旱和鹽漬環(huán)境條件[3]。

苜蓿（Medicago sativa）是重要的優(yōu)良栽培牧草，具有葉片排鹽機(jī)制[4]，在豆科植物中的耐鹽性較強(qiáng)，耐鹽性差異較大[5-7]的牧草品種。選擇耐鹽堿的苜蓿品種進(jìn)行鹽堿地改良，是合理開發(fā)利用鹽漬化土地資源的切實可行之路[8]。本研究采用不同濃度的NaCl溶液對12份新疆本地栽培苜蓿種質(zhì)資源進(jìn)行處理，根據(jù)生理生化特性的變化評價其苗期耐鹽性，旨在為苜蓿耐鹽育種和資源開發(fā)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

試驗苜蓿為紫花苜蓿品種和田大葉（M.sativa cv.Hetian Daye）、北疆（M.sativa cv.Beijiang.）、敖漢（M. sativa cv.Aohan）、甘農(nóng)3號（M.sativa cv.Gannong No.3）和分別在新疆巴州、策勒、沙灣、奇臺、阜康、伊犁、布爾津長期栽培的紫花苜蓿以及阿爾泰雜花苜蓿（M.varia cv.Aletai）。12份材料均來自新疆畜牧科學(xué)院旱生牧草研究中心試驗基地種子庫。

1.2 試驗方法

本試驗設(shè)置5個處理，分別為0.4%、0.6%、0.8%、1.0%、1.2%，使用NaCl溶液（純度＞99.9%）對12份苜蓿幼苗進(jìn)行處理。1個對照（CK，無NaCl），每處理3個重復(fù)。首先做了發(fā)芽試驗（目的是檢驗種子材料的發(fā)芽能力），取大田土壤（非鹽堿地）過篩，并拌入適量蛭石，混合均勻后裝在育苗盒里面，參試材料的種子經(jīng)人工粒選后均勻撒播，待苗長到3葉期后取生長一致10棵苗移栽到黑色塑料盒（不透光）中，用調(diào)整過的Hoagland營養(yǎng)液 （2mmol/L KNO3，0.5 mmol/L NH4H2PO4，0.25mmol/L MgSO4.7H2O，0.1mmol/L Ca（NO3）2.4H2O，0.3 mmol/L Fe-citrate，46μmol/L H3BO3，9μmol/L MnCl2.4H2O，0.8μmol/L ZnSO4.7H2O，0.3μmol/L CuSO4.5H2O，0.35μmol/L(NH4)6Mo7O24.4H2O）進(jìn)行水培。待苗生長3周后，分別用不同濃度梯度（0%（對照）、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%、1.2%），使用化學(xué)純度＞99.9%的NaCl溶液進(jìn)行鹽處理，對照不做處理，為正常生長。鹽處理后注意觀察并及時補(bǔ)充所蒸發(fā)的水分，使基質(zhì)的含水量維持不變，記錄幼苗生長變化，鹽害表現(xiàn)等。

1.3 測定指標(biāo)及測定方法

1.3.1 株高

鹽脅迫14 d后測定每棵苗從土壤到最長葉葉尖的長度，以每盆中10棵苗的平均值作為株高；相對株高（%）=鹽處理植株的株高/對照植株的株高×100。

1.3.2 分蘗

鹽脅迫14 d后測定每盆中每棵苗的分蘗數(shù)，以每盆中10棵苗的平均值作為分蘗數(shù)，相對分蘗數(shù)（%）=鹽處理植株的分蘗數(shù)/對照植株的分蘗數(shù)×100。

1.3.3 存活苗數(shù)

鹽脅迫20 d后觀察每盆中存活植株的數(shù)目，根據(jù)葉心枯黃確定死亡。存活率（%）=鹽處理后存活苗數(shù)/原幼苗總數(shù)×100%。

1.3.4 生物量

鹽脅迫20 d后取植物地上部分和地下部生物量，冷卻到室溫后稱重，作為材料的地上生物量和地下生物量。

1.4 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)用SPSS13.0統(tǒng)計軟件、Excel 2003軟件及相關(guān)統(tǒng)計分析軟件進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 鹽脅迫對12個苜蓿品種生長發(fā)育的影響

2.1.1 苜蓿苗期鹽害癥狀和死苗情況

苜蓿在加鹽處理期間，鹽脅迫處理5 d時，鹽害反應(yīng)不明顯，處理的品種生長受到抑制，表現(xiàn)為生長速度減慢，使對照與處理間的株高出現(xiàn)差異，0.4%以上鹽處理中出現(xiàn)失水及不同程度的萎蔫現(xiàn)象。鹽脅迫處理10 d時，0.6%~0.8%鹽處理中基部老葉有少數(shù)枯黃、萎蔫，新生葉有極少數(shù)的青枯；1.0%鹽處理中葉片枯黃嚴(yán)重，1.2%鹽處理中葉片出現(xiàn)枯死，對照與處理間的株高差異顯著增加。鹽脅迫處理20 d時，總體表現(xiàn)為鹽害癥狀加重，枯葉增多，葉子枯黃程度加重。有個別品種在0.8%~1.0%鹽處理死苗嚴(yán)重，鹽脅迫30 d時，鹽害癥狀繼續(xù)加重，處理的死苗進(jìn)一步增多，而存活下來的幼苗則生長緩慢，植株較矮，葉片小而厚，表現(xiàn)出鹽害癥狀。

2.1.2 鹽脅迫對苜蓿苗期植株高度的影響

由不同濃度NaCl脅迫對苜蓿品種株高影響分析可知，0.4%NaCl溶液處理對苜蓿株高影響較小。而在0.6%、0.8%、1.0%和1.2%NaCl溶液處理下，隨著培養(yǎng)液中NaCl鹽溶液濃度的增加，12份苜蓿材料相對平均株高呈明顯下降趨勢，分別為71.68%、56.23%、39.05%、16.57%和0.00%。說明當(dāng)濃度大于0.6%鹽脅迫下，各品種耐鹽性差異急劇增大，相對株高高的品種其幼苗耐鹽性較強(qiáng)。研究結(jié)果表明，在不同濃度鹽脅迫下12份苜蓿種質(zhì)材料中，只有阿爾泰雜花苜蓿相對株高均值在50%以上，為50.42%，表現(xiàn)出較強(qiáng)的耐鹽性；布爾津苜蓿、伊犁苜蓿、北疆紫花苜蓿、甘農(nóng)3號紫花苜蓿、阜康紅桿苜蓿、巴州苜蓿、敖漢紫花苜蓿和沙灣苜蓿的相對株高都在30%以上，分別為47.92%、43.64%、41.80%、39.40%、39.04%、35.84%、31.28%、30.00%，耐鹽性次之；而和田大葉苜蓿、奇臺苜蓿和策勒苜蓿等品種相對株高30%以下，表現(xiàn)最差（表1）。

表1 不同鹽濃度下苜蓿幼苗相對株高

2.1.3 鹽脅迫對苜蓿苗期分枝數(shù)的影響（見表2）

表2 不同鹽濃度下苜蓿幼苗相對分蘗數(shù)

由表2可知，各苜蓿品種的分蘗數(shù)均值在一定范圍內(nèi)隨NaC1質(zhì)量分?jǐn)?shù)含量升高而降低。在0.40%、0.60%、0.80%、1.00%和1.20%不同NaC1溶液處理中，12份苜蓿材料的相對分枝數(shù)均值分別為77.75%、69.93%、53.99%、18.11%和0.00%，說明0.80%、1.00%和1.20%的NaC1溶液處理對苜蓿幼苗生長有明顯的抑制作用。研究結(jié)果表明，不同濃度下布爾津苜蓿、伊犁苜蓿、甘農(nóng)3號紫花苜蓿和北疆紫花苜蓿的相對分蘗數(shù)均值都高于50%，表現(xiàn)出耐鹽性較強(qiáng)；而阿爾泰雜花苜蓿、奇臺苜蓿、巴州苜蓿、阜康苜蓿、和田大葉苜蓿和沙灣苜蓿的相對分枝數(shù)都高于30%，耐鹽性次之；策勒苜蓿和敖漢苜蓿相對分枝數(shù)均低于30%，說明其耐鹽性較差。

2.1.4 鹽脅迫對苜蓿存活苗數(shù)的影響（見表3）

表3 不同鹽濃度下苜蓿相對存活率

存活率是衡量種質(zhì)材料耐鹽性的最直觀的指標(biāo)，由表3可知，在鹽脅迫下12份苜蓿材料存活率隨鹽濃度增加而降低，在0.40%，0.60%，0.80%，1.00%和1.20%NaCl鹽脅迫下不同苜蓿品種的相對平均存活率分別為66.42%、58.11%、37.60%、17.06%和0.00%。在不同鹽脅迫處理下，當(dāng)鹽濃度達(dá)到0.40%以上時所有苜蓿均出現(xiàn)失水及不同程度的萎蔫現(xiàn)象。其中，策勒苜蓿從0.80%鹽處理已開始整盆死苗，這說明策勒苜蓿耐鹽性最差；當(dāng)達(dá)到1.00%鹽處理時，鹽害癥狀繼續(xù)加重，苜蓿的存活苗數(shù)進(jìn)一步減少，而存活下來的幼苗則生長緩慢，植株較矮，葉片小而厚，表現(xiàn)出鹽害癥狀。在1.00%鹽處理中除伊犁苜蓿、布爾津苜蓿、北疆紫花苜蓿、阿爾泰雜花苜蓿和甘農(nóng)3號紫花苜蓿外，其余品種苜蓿相對存活率均為0，在1.20%鹽處理中，所有苜蓿品種已均無存活苗數(shù)。不同鹽處理中存活率均值達(dá)到60%以上的僅有北疆紫花苜蓿；存活率達(dá)到50%以上的有布爾津苜蓿和甘農(nóng)3號紫花苜蓿；存活率達(dá)到30%以上的有伊犁苜蓿、沙灣苜蓿、和田大葉苜蓿、阿爾泰雜花苜蓿和阜康紅桿苜蓿；其余的奇臺苜蓿、巴州苜蓿、策勒苜蓿和敖漢紫花苜蓿存活率均在30%以下。

2.1.5 鹽脅迫對苜蓿苗期生物量的影響（見表4）

表4 不同鹽濃度下苜蓿相對生物量

隨著溶液中NaC1含量的升高，各品種幼苗生物量均呈下降趨勢。在0.4%，0.6%，0.8%，1.0%和1.2% NaCl鹽脅迫下不同苜蓿種質(zhì)材料相對平均生物量分別為85.18%、62.16%、49.61%、16.93%和0%。本研究結(jié)果表明，不同鹽濃度下布爾津苜蓿、伊犁苜蓿和北疆紫花苜蓿的生物量均值都高于50%以上，表現(xiàn)出耐鹽性較強(qiáng)；阜康紅桿苜蓿、沙灣苜蓿、奇臺苜蓿、敖漢紫花苜蓿、甘農(nóng)3號紫花苜蓿、阿爾泰雜花苜蓿、巴州苜蓿和策勒苜蓿種質(zhì)材料耐鹽性次之；和田大葉苜蓿生物量表現(xiàn)最差，僅為16.85%。

2.1.6 聚類分析不同苜蓿的耐鹽性

植物在遇到鹽脅迫時，抵御適應(yīng)的途徑和方式多種多樣，因而單一指標(biāo)是難以進(jìn)行復(fù)雜的耐鹽性鑒定，所以應(yīng)采用多項指標(biāo)進(jìn)行綜合評價，才能客觀、有效地反映苜蓿苗期的耐鹽性。試驗對12份苜蓿種質(zhì)材料苗期在鹽脅迫下的4個指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行了耐鹽性離差平方和法聚類分析，結(jié)果顯示，12份苜蓿的耐鹽性大致可以劃分為3類，即強(qiáng)耐鹽性苜蓿有布爾津苜蓿，北疆紫花苜蓿，伊犁苜蓿和甘農(nóng)3號紫花苜蓿；中耐鹽性苜蓿有阿爾泰雜花苜蓿，阜康苜蓿，沙灣苜蓿，巴州苜蓿，奇臺苜蓿，和田大葉苜蓿；弱耐鹽性苜蓿有敖漢紫花苜蓿和策勒苜蓿（圖1）。

圖1 不同苜蓿耐鹽性聚類分析圖（圖表內(nèi)的植物名稱與文字里的對應(yīng)）

3 討 論

（1）根據(jù)本試驗結(jié)果，進(jìn)行苜蓿幼苗耐鹽性鑒定時，NaC1溶液以0.6%和0.8%為宜。

（2）通過對株高、分蘗數(shù)、存活苗數(shù)和生物量等4個指標(biāo)的綜合聚類分析，將12份苜蓿種質(zhì)材料的耐鹽性大致可以劃分為3類，即強(qiáng)耐鹽性苜蓿有布爾津苜蓿，北疆紫花苜蓿，伊犁苜蓿和甘農(nóng)3號紫花苜蓿；中耐鹽性苜蓿有阿爾泰雜花苜蓿，阜康紅桿苜蓿，沙灣苜蓿，巴州苜蓿，奇臺苜蓿，和田大葉苜蓿；弱耐鹽性苜蓿有敖漢紫花苜蓿和策勒苜蓿。研究結(jié)果表明，新疆特有栽培苜蓿中北疆地區(qū)的苜蓿的耐鹽性較好，而南疆地區(qū)的苜蓿相對較差，這為新疆鹽漬化地區(qū)的開發(fā)與利用提供依據(jù)，并為引種、選育提供一定的理論基礎(chǔ)。

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A Comprehensive Evaluation on Salt Tolerance of 12 Alfalfa Germplasm Materials in Seedling Stage

SHAWULIE·Shabihan，ZHANG Hui-hui，YANG Gang，ZHANG Yi-gong，SAILIKE·Douman，WANG Yu
（Grassland Institute,Xinjiang Academy of Animal Science，Urumqi 830000，China）

The seedling growth for 12 kinds of locally cultivated alfalfa germplasm materials in Xinjiang were studied，using 0 (CK),0.4%,0.6%,0.8%,1.0%and 1.2%NaCl solutions.The results showed that under the salt stress,the indexes as plant height,branches,the number of survived seedlings,dry biomass weight of 12 alfafa germplasms has declined;Through cluster analysis,the salt tolerence of 12 kinds of alfalfa germplasm materials roughly divided into 3classes.The strong salt tolerant materials include Burqin alfalfa,Northern Xinjiang alfalfa,Yili alfafa and Gannong No3 alfalfa;middle level salt-tolerant materials include Altai variagated alfafa,Fukang alfalfa,Shawan alfalfa,Bayingolin Alfafa,Qitai alfafa and Hetian large leaf alfalfa; weak salt tolerant materials include Aohan alfalfa and Cele alfalfa.

alfalfa；seedling stage；growth；salt-resistance

S812.4

：A

：1003-6377（2014）03-0029-06

2014-03-24

新疆維吾爾自治區(qū)自然科學(xué)基金資助項目“新疆地方苜蓿品種的苗期抗性綜合評價”（2011211B37）

沙吾列·沙比汗（1978-），女（哈薩克族），碩士，助理研究員，主要從事牧草栽培研究工作。