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摘要 比较不同NaCl浓度(0、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%、1.2%)(盐浓度)下,中间偃麦草和偃麦草苗期的生长情况。结果表明:低盐浓度下,对中间偃麦草和偃麦草的生长没影响,盐浓度大于0.6%时,株高、分蘖数、存活苗数和生物量随浓度的增高呈下降趋势,中间偃麦草所受的影响小于偃麦草;中间偃麦草能抗1.2%的盐浓度,而偃麦草在0.8%的盐浓度下严重受到盐害,植株已枯黄死亡。2种牧草相比,苗期的耐盐性中间偃麦草高于偃麦草。
关键词 中间偃麦草;偃麦草;苗期;耐盐性
中图分类号 S543.034 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2016)07-0277-02
新疆盐碱地成为我国盐碱地分布范围最广、面积最多的地区。据统计,区内现有耕地398.78万hm2(不包括旱地),其中盐碱地达127.90万hm2,约占耕地总面积的32.07%[1]。因此,应改良和选育抗盐性和抗旱性强的牧草品种,使之适应盐渍和干旱环境条件。
偃麦草属植物系禾本科多年生根茎-疏丛型优良牧草,也是改良小麦不可缺少的野生基因库。其中,中间偃麦草的适口性好、产量高、营养价值高,是建立人工草地的优良草种[2-3];偃麦草具有长而发达的地下横走根茎、具强抗旱和抗寒性,适于进行改良天然草地、水土保持、固土护坡[4]。大量研究结果显示,不同来源、不同品种或材料,其适应性、抗逆性等均存在明显差异。
苗期对盐碱、水分亏缺较为敏感,此时的盐碱含量、水分胁迫威胁着幼苗的生存[5]。通过对中间偃麦草和偃麦草,在不同浓度NaCl(以下简称盐浓度)胁迫下苗期耐盐能力的比较,旨在对中间偃麦草和偃麦草进行早期鉴定,发掘可供耐盐育种或盐渍土生产直接利用的优良牧草种质资源,为盐碱地人工草地和改良天然草地的开发奠定基础。
1 材料与方法
1.1 试验材料
试验牧草品种为中间偃麦草[Elytrigia intermedia(Hest)Nevski]和偃麦草[Elytrigria repens(L.)Desr]。2份偃麦草种质材料均来自新疆畜牧科学院草业研究所旱生牧草研究中心试验基地。供试NaCl 为化学纯(纯度>99.9%)。
1.2 试验方法
试验共设置6个NaCl浓度处理,分别为0、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%、1.2%,其中以不含NaCl(0)作对照(CK),每处理3个重复。为检验种子材料的发芽能力首先做了发芽试验,取大田土壤(非盐碱地)过筛,并拌入适量蛭石,参试材料的种子经人工粒选后均匀播撒,待苗长到2叶后移栽到黑色(不透光)塑料盒里面,取生长一致的10株苗均匀分布到黑色塑料盒中,用调整过的Hoagland营养液(0.5 mmol/L NH4H2PO4,2 mmol/L KNO3,0.1 mmol/L Ca(NO3)2·4H2O,0.25 mmol/L MgSO4·7H2O,46 μmol/L H3BO3,0.3 mmol/L Fe-citrate,0.8 μmol/L ZnSO4·7H2O,9 μmol/L MnCl2·4H2O,0.35 μmol/L(NH4)6Mo7O24·4H2O,0.3 μmol/L CuSO4·5H2O)进行水培。待苗生长3周后,分别用设计盐浓度进行盐处理。试验期间及时补充水分,记录幼苗盐害表现等。
1.3 测定内容及方法
盐胁迫14 d后,测定10株苗从土壤至最长叶叶尖的长度及分蘖数,以其平均值作为株高及分蘖数。盐胁迫20 d后,观察每盆中存活植株的数目;同时取植物地上部分和地下部生物量,冷却到室温后称重。计算公式如下:
相对株高(%)=(盐处理植株的株高/对照植株的株高)×100
相对分蘖数(%)=盐处理植株的分蘖数/对照植株的分蘖数×100
存活率(%)=盐处理后存活苗数/原幼苗总数×100
1.4 数据分析
采用Excel应用软件制表,DPS分析软件处理数据。
2 结果与分析
2.1 对植株高度的影响
在盐渍环境下,种子萌发作为种子植物生活史的第一阶段,最先受到盐分的胁迫[6]。从表1可以看出,在盐胁迫下,土壤水分中的可利用水下降,渗透胁迫增强,植物生长很快受到影响。随着盐胁迫加大,植株株高呈现下降趋势。盐胁迫下中间偃麦草株高降低较少,在1.2%的盐浓度胁迫下,也有存活苗数,表明其耐盐性较强;而偃麦草株高降低明显,在0.6%的盐浓度胁迫下,有苗叶枯黄和枯死现象,在0.8%的盐浓度胁迫下,偃麦草试验材料已经死亡,因此不能进行比较,表明其耐盐性较差(表1)。
2.2 对分蘖数的影响
随盐浓度上升,中间偃麦草和偃麦草的分蘖数呈下降趋势,随盐浓度增高,中间偃麦草和偃麦草分蘖数下降,在盐浓度0.6%时,2个品种分蘖数明显下降,偃麦草在盐浓度为0.8%时植株已枯黄死亡,中间偃麦草比较耐盐,盐浓度1.2%时也有存活苗数(表1)。
2.3 对存活苗数的影响
存活率是衡量种质材料耐盐性最直观的指标,在盐胁迫下中间偃麦草和偃麦草存活率随盐浓度增加而降低。在0.4%、0.6%、0.8%、1.0%、1.2%NaCl盐胁迫下相对存活率中间偃麦草分别为79.31%、75.80%、51.71%、44.78%、17.27%,而偃麦草分别为70.00%、50.15%、0、0、0。说明中间偃麦草在盐胁迫下存活率相对较高,耐盐性较强。而偃麦草在0.8%盐胁迫下,植株已枯黄死亡,其表明耐盐性较差(表1)。
2.4 对生物量的影响
随着溶液中NaC1含量的升高,2个品种幼苗地上生物量和地下生物量均呈下降趋势。植株的高低、分枝和存活苗数的多少直接影响生物量,0(CK)、0.4%、0.6% NaCl溶液处理下植株有较好的生长发育,因此该盐胁迫处理下,生物量较高,而0.8%、1.0%、1.2% NaCl盐胁迫下植株生长发育不好,生物量很低。本研究结果表明,参试品种中间偃麦草和偃麦草品种中以中间偃麦草的生物量较高,表现出耐盐性较强;而偃麦草生物量表现最差(表2)。 3 结论与讨论
本试验从植株高度、分蘖、存活率和生物量等几个植物学性状方面进行了系统分析,结果表明,低盐浓度(0.4%以下)对中间偃麦草和偃麦草生长发育有一定抑制作用,在中度盐胁迫下(0.6%~0.8%)2个品种株高、分蘖数、存活苗数和生物量开始下降,2份偃麦草种质材料各处理间的变化有显著差异,说明在中间偃麦草和偃麦草在苗期对此浓度范围的盐胁迫反应更为敏感;在高浓度盐(0.8%以上)影响下,中间偃麦草所受的影响大于偃麦草,表现出较强的耐盐性;而0.8%盐浓度则几乎抑制了偃麦草苗期生长发育,其生长受到强烈抑制,表现出完全不耐受性,这为新疆盐渍化地区的开发与利用提供依据[7-8]。植物抗盐性同一种属植物的不同种群甚至不同个体间都存在着显著差异。因此,在进行耐盐性鉴定时,应使用多个指标进行综合评价[9-12]。
4 参考文献
[1] 陈镭,侯东升,郭玲玲,等.新疆盐碱地形成特点及改良措施[J].新疆农垦科技,2009(5):56.
[2] 陈默君,贾慎修.中国饲用植物[M].北京:中国农业出版社,2000.
[3] 张国芳,王北洪,孟林,等.四种偃麦草光合特性日变化分析[J].草地学报,2005,13(4):344-348.
[4] 孟林.优良饲用坪用水土保持兼用植物:偃麦草[J].草原与草坪,2003(4):16-18.
[5] 翟春梅.紫花苜蓿抗旱性评价及对水分胁迫适应机制的研究[D].长春:吉林农业大学,2008.
[6] HORST G L,BEADLE N B.Salinity affects germina-tion and growth of tall fescue cultivars[J].J A mer Soc Hort Sci,1984,109(3):419-422.
[7] CHAUBEY C N,SENADHIR A D.Conventional plant breeding fortole-rance to problem soils.In:YEO A R,FLOWERS T J,eds.Soils mineral stress:approaches to crop improvements[M].New York:Springer-Verlag,1994:11-36.
[8] 李亚,耿蕾,刘建秀.中国结缕草属植物抗盐性评价[J].草地学报,2004,12(1):8-11.
[9] 易津,王学敏,谷安琳,等.驼绒藜属牧草种苗耐盐性评价及生理基础研究[J].草地学报,2003,11(2):110-116.
[10] 于卓,孙祥,戴君峰,等.草地早熟禾品种间幼苗耐盐性差异的研究[J].草地学报,1997,5(2):128-132.
[11] 张俊叶,张力君,赵青山,等.7种禾本科牧草种子苗期耐盐性的隶属函数法评价[J].内蒙古农业科技,2012(3):42.
[12] 王晓龙,米福贵,郭跃武,等.不同禾本科牧草种子萌发及幼苗耐盐性鉴定[J].草原与草坪,2014,34(1):23-28.
关键词 中间偃麦草;偃麦草;苗期;耐盐性
中图分类号 S543.034 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2016)07-0277-02
新疆盐碱地成为我国盐碱地分布范围最广、面积最多的地区。据统计,区内现有耕地398.78万hm2(不包括旱地),其中盐碱地达127.90万hm2,约占耕地总面积的32.07%[1]。因此,应改良和选育抗盐性和抗旱性强的牧草品种,使之适应盐渍和干旱环境条件。
偃麦草属植物系禾本科多年生根茎-疏丛型优良牧草,也是改良小麦不可缺少的野生基因库。其中,中间偃麦草的适口性好、产量高、营养价值高,是建立人工草地的优良草种[2-3];偃麦草具有长而发达的地下横走根茎、具强抗旱和抗寒性,适于进行改良天然草地、水土保持、固土护坡[4]。大量研究结果显示,不同来源、不同品种或材料,其适应性、抗逆性等均存在明显差异。
苗期对盐碱、水分亏缺较为敏感,此时的盐碱含量、水分胁迫威胁着幼苗的生存[5]。通过对中间偃麦草和偃麦草,在不同浓度NaCl(以下简称盐浓度)胁迫下苗期耐盐能力的比较,旨在对中间偃麦草和偃麦草进行早期鉴定,发掘可供耐盐育种或盐渍土生产直接利用的优良牧草种质资源,为盐碱地人工草地和改良天然草地的开发奠定基础。
1 材料与方法
1.1 试验材料
试验牧草品种为中间偃麦草[Elytrigia intermedia(Hest)Nevski]和偃麦草[Elytrigria repens(L.)Desr]。2份偃麦草种质材料均来自新疆畜牧科学院草业研究所旱生牧草研究中心试验基地。供试NaCl 为化学纯(纯度>99.9%)。
1.2 试验方法
试验共设置6个NaCl浓度处理,分别为0、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%、1.2%,其中以不含NaCl(0)作对照(CK),每处理3个重复。为检验种子材料的发芽能力首先做了发芽试验,取大田土壤(非盐碱地)过筛,并拌入适量蛭石,参试材料的种子经人工粒选后均匀播撒,待苗长到2叶后移栽到黑色(不透光)塑料盒里面,取生长一致的10株苗均匀分布到黑色塑料盒中,用调整过的Hoagland营养液(0.5 mmol/L NH4H2PO4,2 mmol/L KNO3,0.1 mmol/L Ca(NO3)2·4H2O,0.25 mmol/L MgSO4·7H2O,46 μmol/L H3BO3,0.3 mmol/L Fe-citrate,0.8 μmol/L ZnSO4·7H2O,9 μmol/L MnCl2·4H2O,0.35 μmol/L(NH4)6Mo7O24·4H2O,0.3 μmol/L CuSO4·5H2O)进行水培。待苗生长3周后,分别用设计盐浓度进行盐处理。试验期间及时补充水分,记录幼苗盐害表现等。
1.3 测定内容及方法
盐胁迫14 d后,测定10株苗从土壤至最长叶叶尖的长度及分蘖数,以其平均值作为株高及分蘖数。盐胁迫20 d后,观察每盆中存活植株的数目;同时取植物地上部分和地下部生物量,冷却到室温后称重。计算公式如下:
相对株高(%)=(盐处理植株的株高/对照植株的株高)×100
相对分蘖数(%)=盐处理植株的分蘖数/对照植株的分蘖数×100
存活率(%)=盐处理后存活苗数/原幼苗总数×100
1.4 数据分析
采用Excel应用软件制表,DPS分析软件处理数据。
2 结果与分析
2.1 对植株高度的影响
在盐渍环境下,种子萌发作为种子植物生活史的第一阶段,最先受到盐分的胁迫[6]。从表1可以看出,在盐胁迫下,土壤水分中的可利用水下降,渗透胁迫增强,植物生长很快受到影响。随着盐胁迫加大,植株株高呈现下降趋势。盐胁迫下中间偃麦草株高降低较少,在1.2%的盐浓度胁迫下,也有存活苗数,表明其耐盐性较强;而偃麦草株高降低明显,在0.6%的盐浓度胁迫下,有苗叶枯黄和枯死现象,在0.8%的盐浓度胁迫下,偃麦草试验材料已经死亡,因此不能进行比较,表明其耐盐性较差(表1)。
2.2 对分蘖数的影响
随盐浓度上升,中间偃麦草和偃麦草的分蘖数呈下降趋势,随盐浓度增高,中间偃麦草和偃麦草分蘖数下降,在盐浓度0.6%时,2个品种分蘖数明显下降,偃麦草在盐浓度为0.8%时植株已枯黄死亡,中间偃麦草比较耐盐,盐浓度1.2%时也有存活苗数(表1)。
2.3 对存活苗数的影响
存活率是衡量种质材料耐盐性最直观的指标,在盐胁迫下中间偃麦草和偃麦草存活率随盐浓度增加而降低。在0.4%、0.6%、0.8%、1.0%、1.2%NaCl盐胁迫下相对存活率中间偃麦草分别为79.31%、75.80%、51.71%、44.78%、17.27%,而偃麦草分别为70.00%、50.15%、0、0、0。说明中间偃麦草在盐胁迫下存活率相对较高,耐盐性较强。而偃麦草在0.8%盐胁迫下,植株已枯黄死亡,其表明耐盐性较差(表1)。
2.4 对生物量的影响
随着溶液中NaC1含量的升高,2个品种幼苗地上生物量和地下生物量均呈下降趋势。植株的高低、分枝和存活苗数的多少直接影响生物量,0(CK)、0.4%、0.6% NaCl溶液处理下植株有较好的生长发育,因此该盐胁迫处理下,生物量较高,而0.8%、1.0%、1.2% NaCl盐胁迫下植株生长发育不好,生物量很低。本研究结果表明,参试品种中间偃麦草和偃麦草品种中以中间偃麦草的生物量较高,表现出耐盐性较强;而偃麦草生物量表现最差(表2)。 3 结论与讨论
本试验从植株高度、分蘖、存活率和生物量等几个植物学性状方面进行了系统分析,结果表明,低盐浓度(0.4%以下)对中间偃麦草和偃麦草生长发育有一定抑制作用,在中度盐胁迫下(0.6%~0.8%)2个品种株高、分蘖数、存活苗数和生物量开始下降,2份偃麦草种质材料各处理间的变化有显著差异,说明在中间偃麦草和偃麦草在苗期对此浓度范围的盐胁迫反应更为敏感;在高浓度盐(0.8%以上)影响下,中间偃麦草所受的影响大于偃麦草,表现出较强的耐盐性;而0.8%盐浓度则几乎抑制了偃麦草苗期生长发育,其生长受到强烈抑制,表现出完全不耐受性,这为新疆盐渍化地区的开发与利用提供依据[7-8]。植物抗盐性同一种属植物的不同种群甚至不同个体间都存在着显著差异。因此,在进行耐盐性鉴定时,应使用多个指标进行综合评价[9-12]。
4 参考文献
[1] 陈镭,侯东升,郭玲玲,等.新疆盐碱地形成特点及改良措施[J].新疆农垦科技,2009(5):56.
[2] 陈默君,贾慎修.中国饲用植物[M].北京:中国农业出版社,2000.
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[4] 孟林.优良饲用坪用水土保持兼用植物:偃麦草[J].草原与草坪,2003(4):16-18.
[5] 翟春梅.紫花苜蓿抗旱性评价及对水分胁迫适应机制的研究[D].长春:吉林农业大学,2008.
[6] HORST G L,BEADLE N B.Salinity affects germina-tion and growth of tall fescue cultivars[J].J A mer Soc Hort Sci,1984,109(3):419-422.
[7] CHAUBEY C N,SENADHIR A D.Conventional plant breeding fortole-rance to problem soils.In:YEO A R,FLOWERS T J,eds.Soils mineral stress:approaches to crop improvements[M].New York:Springer-Verlag,1994:11-36.
[8] 李亚,耿蕾,刘建秀.中国结缕草属植物抗盐性评价[J].草地学报,2004,12(1):8-11.
[9] 易津,王学敏,谷安琳,等.驼绒藜属牧草种苗耐盐性评价及生理基础研究[J].草地学报,2003,11(2):110-116.
[10] 于卓,孙祥,戴君峰,等.草地早熟禾品种间幼苗耐盐性差异的研究[J].草地学报,1997,5(2):128-132.
[11] 张俊叶,张力君,赵青山,等.7种禾本科牧草种子苗期耐盐性的隶属函数法评价[J].内蒙古农业科技,2012(3):42.
[12] 王晓龙,米福贵,郭跃武,等.不同禾本科牧草种子萌发及幼苗耐盐性鉴定[J].草原与草坪,2014,34(1):23-28.