董靜+邢錦城+朱小梅+丁海榮+劉沖+趙寶泉+溫祝桂+洪立洲

摘要：對9個不同類型甘薯品種在鹽堿地條件下的生長狀況及Na+和K+含量的分配差異進行了系統(tǒng)分析，以期篩選出適宜在蘇北沿海灘涂鹽堿地栽植的耐鹽甘薯品種。研究結果表明，甘薯不同品種間的耐鹽性存在差異，主要產(chǎn)量性狀如鮮薯產(chǎn)量、薯塊干率、薯干產(chǎn)量等在不同甘薯品種間均表現(xiàn)出顯著差異。鮮薯和薯干產(chǎn)量可作為綜合評價甘薯品種耐鹽性的理想指標，并以此篩選出較為耐鹽品種如NZ-1、NJ-72、W50-20、XS-33等。耐鹽甘薯葉片與根系中的K+比值較高，根部積累Na+較多，葉片部Na+較少。因此Na+與K+離子在體內的吸收與分布差異可能是導致甘薯耐鹽性相對強弱的重要原因。同時，對甘薯種植前后土壤的主要理化性質進行了分析，結果表明，甘薯種植后試驗區(qū)內土壤表層的含鹽量顯著降低，而土壤養(yǎng)分指標均有不同程度的提高。表明甘薯是一種耐鹽性較強的作物，鹽堿地種植能起到降低土壤鹽分、改良土壤的作用，是提高蘇北灘涂鹽堿地利用率的有效途徑。

關鍵詞：甘薯；鹽堿地；耐鹽性；產(chǎn)量性狀；Na+；K+

中圖分類號： S531.01 文獻標志碼： A 文章編號：1002-1302（2017）18-0085-04

收稿日期：2016-05-16

基金項目：江蘇沿海地區(qū)農業(yè)科學研究所科研基金（編號：YHS201404）。

作者簡介：董 靜（1988—），女，江蘇鹽城人，碩士研究生，研究實習員，主要從事耐鹽植物栽培利用研究。E-mail：dongjingyc@163.com。

通信作者：洪立洲，碩士，研究員，主要從事土壤肥料與鹽土農業(yè)工程研究。Tel：（0515）88334141；E-mail：ychonglz@163.com。 甘薯[Ipomoea batatas （L.）Lam.]為旋花科一年生或多年生蔓生性草本塊根植物，是重要的糧食、飼料以及工業(yè)原料，在世界糧食生產(chǎn)中總產(chǎn)排第7位[1]。我國是世界上最大的甘薯生產(chǎn)國，作為本國的第四大糧食作物，甘薯在糧食生產(chǎn)和能源安全方面發(fā)揮著重要作用。近年來，隨著人們對甘薯營養(yǎng)價值認識的提高和保健意識的增強，甘薯作為可改善人體營養(yǎng)的保健食品得到廣泛關注[1]。

江蘇沿海灘涂總面積達68.7萬hm2以上，居于全國首位，其中沿海多為淤泥質海岸，而海岸仍在逐年淤積成為新的灘涂陸地，成為江蘇省農業(yè)發(fā)展的重要后備土地資源[2]。沿海灘涂作為海岸帶重要濕地資源，土地含鹽堿較高，適宜種植的經(jīng)濟作物少。研究表明，甘薯在濱海鹽漬土含鹽量達 0.5% 條件下仍具有一定的產(chǎn)量，但品種間差異較大[3]。江蘇沿海灘涂地少人多，在灘涂鹽堿地上種植甘薯，引進、篩選耐鹽甘薯新品種，可提高存在土壤障礙的非耕地資源的利用率[4]，因此，在灘涂區(qū)發(fā)展甘薯產(chǎn)業(yè)具有廣闊前景。

甘薯適應性較強，耐旱、耐鹽堿、用途廣、穩(wěn)產(chǎn)性高。前人對不同甘薯品種耐鹽堿程度的研究多集中在室內[5-7]，目前對鹽堿地直接種植甘薯進行不同基因型耐鹽性鑒定鮮有報道。本研究以沿海灘涂綠色生態(tài)開發(fā)利用為目標，利用江蘇省鹽城市大豐區(qū)金海農場鹽堿地，開展耐鹽甘薯種質的田間篩選試驗，根據(jù)這批不同基因型甘薯的田間農藝性狀與經(jīng)濟性狀表現(xiàn)，篩選出較為耐鹽堿的品種。同時分析甘薯栽植前后土壤主要理化性質的變化，研究甘薯種植改良鹽漬化土壤的效果，為沿海灘涂甘薯推廣種植及進一步的開發(fā)利用提供技術依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

選擇白肉甘薯品種（系）3個，分別為SY-303、N104-2、XYS-35；紫肉甘薯品種（系）6個，分別為XS-33、N6-8、XS-5、NJ-72、NZ-1、W50-20作為供試材料，由江蘇省徐州甘薯研究中心提供。

1.2 試驗方法

田間小區(qū)試驗于2015年6—10月在江蘇省鹽城市大豐區(qū)金海農場進行。采用起壟凈作栽培方式，壟距0.9 m，株距0.2 m，小區(qū)面積25 m2，每個品種（系）3次重復，隨機區(qū)組排列。種植密度為3 100株/hm2，四周設保護行3行，栽插 125 d 后收獲。氮肥（尿素）用量為150 kg/hm2，磷肥（P2O5）用量為135 kg/hm2。

1.3 測定項目和方法

1.3.1 甘薯性狀的測定 收獲前10 d在每小區(qū)第1壟選取具代表性的甘薯6株進行取樣，取樣部位分別為第1張幼葉、成熟葉、須根和塊根，并測定每個品種（系）主蔓長、基部分枝數(shù)、葉片數(shù)和莖粗；收獲期分區(qū)進行考種，每小區(qū)隨機取樣5個，將塊根洗凈切成絲狀均勻混合后取100 g樣置于80 ℃烘箱內烘干至恒質量，稱質量，記為薯塊干率。記錄小區(qū)內甘薯地上部莖葉鮮質量、須根及塊根鮮質量。

1.3.2 鈉、鉀含量的測定 將葉片和須根洗凈分別置于 105 ℃ 烘箱內殺青15 min后，80 ℃烘干至恒質量，重復3次。取葉片和塊根干樣各0.5 g，馬弗爐灰化后，用1.0 mmol/L鹽酸溶解并定容到50 mL容量瓶內，隨后稀釋20倍，利用原子吸收分光光度計分別測定相應的離子含量。

1.3.3 土樣的測定 甘薯栽插前及收獲后分別取0～20 cm土壤樣本，分析含鹽量、速效氮含量、速效鉀含量、速效磷含量、有機質含量等，土樣基本性狀用常規(guī)方法測定[8]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2003和SPSS 19.0對數(shù)據(jù)進行分析處理。

2 結果與分析

2.1 鹽堿地條件下不同甘薯品種農藝性狀與經(jīng)濟性狀比較

2.1.1 農藝性狀比較 大部分甘薯品種生長良好，表現(xiàn)出較強的耐鹽性。從表1可以看出，主蔓長以NZ-1最長，達190.83 cm，N104-2最短；基部分枝數(shù)、單株結薯數(shù)差異均不顯著。單株葉片數(shù)、莖粗、主蔓長不同甘薯品種間差異明顯。

2.1.2 經(jīng)濟性狀比較 從表2可以看出，鮮薯產(chǎn)量、莖葉產(chǎn)量、薯塊干率、薯塊鮮質量、須根質量等均表現(xiàn)出顯著差異。有研究認為，甘薯莖粗與基部分枝數(shù)和最長蔓長之間有某種相關性，但缺乏統(tǒng)一認識，甚至存在相互矛盾的結論[9-12]。本研究并未發(fā)現(xiàn)有何規(guī)律，這可能與供試甘薯品種有關。鮮薯產(chǎn)量以NZ-1最高，與產(chǎn)量最低的N6-8相比，產(chǎn)量增加534.06 kg/hm2，增幅達 43.43%。薯干產(chǎn)量最高的為NJ-72，W50-20次之，其中XYS-35產(chǎn)量最低，與NJ-72相比薯干產(chǎn)量降低了 36.61%。由鮮薯產(chǎn)量和薯干產(chǎn)量可知，較為耐鹽的品種主要有NZ-1、NJ-72、W50-20、XS-33等。endprint

與普通土壤種植相比，在鹽堿地中的不同甘薯品種小薯個數(shù)顯著增多，大薯數(shù)量有所降低。此外，試驗發(fā)現(xiàn)薯塊干率亦有所變化，如NZ-1在非鹽堿地種植，其薯塊干率為 27.2% 左右，本試驗中僅為25.12%，下降幅度達7.65%；SY-303的干率一般為29.0%～31.0%，在鹽堿地里種植其薯塊干率僅為24.79%。其原因一方面是因為蘇北沿海灘涂土地含鹽堿高，有礙甘薯的生長；另一方面本試驗區(qū)瀕臨黃海，海風較大且氣溫低，導致甘薯前期莖葉生長緩慢，不利于干物質的積累。

2.2 鹽堿地條件下不同甘薯品種鈉、鉀含量與分配比較

2.2.1 不同甘薯品種體內Na+吸收與分配 鹽脅迫可導致植物內體Na+過量吸收。植物體內一旦積累過多的Na+則會破壞代謝中酶的結構和功能，降低酶活[13]，影響細胞正常的新陳代謝，進而對植物體產(chǎn)生傷害。從圖1可以看出，甘薯不同品種不同部位的Na+含量具有很大差異。與各器官相比，Na+主要積累在甘薯根部，且須根中Na+含量均顯著高于塊根部。葉片中Na+含量普遍較低，除SY-303和N6-8外，其他甘薯品種成熟葉片中Na+含量均高于嫩葉。Na+在根部積累，可減輕對地上部代謝活動的干擾，有利于根部的鹽離子進行滲透調節(jié)，進而降低水勢[14]，保持植物吸收水分的能力，從而減少生理性干旱，這可能是植物適應鹽害的一種機制。

2.2.2 不同甘薯品種體內K+吸收與分配 K是植物所必需的三大營養(yǎng)元素之一，參與許多生理過程，在細胞的生長及代謝中發(fā)揮重要作用。甘薯對鉀素吸收受甘薯品種、土壤理化性質、氣候條件以及水分管理等因素的影響。從圖2可以看出，在鹽堿地環(huán)境條件下，甘薯葉片中積累的K+顯著高于根系部分，其中XS-33、NJ-72、NZ-1等葉片與根系中的K+比值明顯高于其他品種。嫩葉中K+含量均高于成熟葉片，絕大多數(shù)甘薯品種中塊根部K+含量高于須根部。

在鹽脅迫下，植物細胞內Na+積累過多可影響植物對K+的吸收，K+含量降低，則K+/Na+比例失調，會造成離子毒害進而嚴重影響植物的正常生長[15]，因此K+/Na+通常用于植物可在鹽漬土壤中正常生長的一項判定指標。本研究中甘薯葉片部分的K+/Na+顯著大于根系部分，這是因為根系最先接觸鹽離子脅迫，大量Na+進入根系，對K+的選擇性吸收降低；而地上部分則可能需要經(jīng)過體內木質部薄壁細胞重新吸收再運輸?shù)巾g皮部最后才將Na+運往根部，因此對葉片的Na+的影響要晚于根系部分。

2.3 甘薯種植對試驗區(qū)土壤基本理化性質的影響

土壤全鹽量是表征土壤鹽化程度的一項重要指標，從表3可以看出，在蘇北灘涂鹽漬土上種植甘薯后土壤鹽分明顯下降。氮、磷、鉀作為作物生長必需的營養(yǎng)元素，對于作物生

長發(fā)育具有極其重要的作用。本試驗研究發(fā)現(xiàn)，甘薯收獲后，土壤速效氮、速效磷以及速效鉀含量分別增加了22.22%、11.34%和10.22%。原因主要有：（1）甘薯種植后其龐大的莖葉及藤蔓覆蓋了地表，減少了土壤水分的地面蒸發(fā)，植物蒸騰作用取而代之，從而抑制鹽分隨土壤水分的蒸發(fā)而上升所產(chǎn)生的地表積鹽現(xiàn)象；（2）甘薯生長中后期莖葉脫落物及根系脫落物腐解有利于土壤有機物含量的增加，從而導致氮素和土壤微生物數(shù)量的增加，而后者的活動以及根系分泌物等可提高土壤難溶物質的溶解度[16]，促進了鈣、磷、鉀等鹽的溶解；（3）甘薯根系發(fā)達，在生長過程中密集根系對土壤進行穿插、切割和擠壓，這對于土壤結構的改良發(fā)揮了顯著作用，促進鹽分淋溶到耕作層以下。

3 討論與結論

3.1 甘薯鹽離子的吸收及分配與耐鹽性的關系

鹽脅迫對植物的傷害作用主要是通過離子脅迫使其細胞質膜受損，通透性增大，選擇性降低造成的[17]。作物的耐鹽性與其對鹽離子的吸收、運輸及積累調控能力有關。通常認為，耐鹽植物能夠抑制Na+向地上部轉運，并促使其在液泡內積累，降低其在細胞質或者細胞壁中的濃度，從而減輕鹽分毒害作用[18]。從本研究結果可以看到，鹽堿地條件下甘薯葉片部分的K+/Na+比值較高，這與朱小梅等關于鹽脅迫下黑枸杞葉片中的K+、Na+含量變化的研究結論[19]相一致。鹽堿脅迫下，耐鹽甘薯葉片與根系中的K+比值較高，留存在根部的Na+較多，而分配到葉片的Na+較少，從而可以減輕Na+對葉片等器官的傷害，使其功能得以正常發(fā)揮。由此推測，鹽離子吸收與分布的差異可能是導致這9種甘薯耐鹽性相對強弱的重要原因。

3.2 甘薯耐鹽堿能力的評定

自然條件下各種生物因素和環(huán)境因素錯綜復雜，因此對甘薯耐鹽性評定的研究不應局限于某一種單鹽，而應建立在生產(chǎn)實踐的基礎上。鹽分脅迫下，植物具有較高的K+/Na+比，通常被認為是耐鹽品種的重要標志之一。甘薯品種間差異較大，其不同器官中的Na+、K+離子含量可作為一項生理指標，但僅靠某一項生理指標的測定結果難以準確判斷品種的耐鹽性，需要綜合多項生理指標評定結果才更可靠。前人研究表明，薯干產(chǎn)量和鮮薯產(chǎn)量之間呈極顯著正相關，白肉甘薯鮮薯產(chǎn)量、薯干產(chǎn)量與單株結薯數(shù)呈顯著正相關，但該規(guī)律可能不適用于紫薯[9]。此外，甘薯農藝性狀與產(chǎn)量性狀受多重環(huán)境因素影響，白肉甘薯與紫薯各性狀間相關性并不完全一致。因此在生產(chǎn)實踐中，對于簡單的品種間耐鹽性試驗比較，我們更傾向于使用可以量化的產(chǎn)量指標，如鮮薯產(chǎn)量和薯干產(chǎn)量。只要該甘薯品種在鹽堿地條件下鮮薯產(chǎn)量和薯干產(chǎn)量較高，且藤蔓部分生長旺盛，就可以判定這個甘薯品種較為耐鹽堿，適合在該地區(qū)種植。

3.3 鹽堿地種植甘薯的經(jīng)濟效益與生態(tài)效益

研究表明，甘薯根系較為發(fā)達，可作為一種拓荒性的作物種植于干旱、貧瘠地區(qū)。蘇北沿海灘涂土壤為沖積鹽土類，表層多為中度鹽漬化土壤，略呈堿性[20]。本試驗結果證明，甘薯在蘇北灘涂鹽堿地上種植也可獲得較好的產(chǎn)量。灘涂鹽堿地由于地面覆蓋度小，春秋蒸發(fā)強烈，而雨季淋鹽作用強烈，因此返鹽和淋鹽周期性進行。甘薯生長期間莖葉多為匍匐生長，在沿海灘涂地區(qū)種植耐鹽型甘薯可逐步提高鹽堿地的植被覆蓋率，降低表層土壤的水分蒸發(fā)，減少鹽分在地表的積累。鹽分降低有利于耐鹽性較弱的物種生長，可進一步增加地表覆蓋度，將地表含鹽量維持在較低的水平。甘薯不僅塊根營養(yǎng)、經(jīng)濟價值高，收獲后的莖葉等副產(chǎn)物也可作為動物飼料或肥料，促進地力培肥等生態(tài)效益，環(huán)境負擔小。因此，栽植甘薯是提高鹽堿地利用率的有效途徑，有利于蘇北灘涂鹽堿地區(qū)生態(tài)環(huán)境的改善。endprint

在江蘇蘇北灘涂鹽堿地上種植甘薯，甘薯不同品種間的耐鹽性存在差異。基部分枝數(shù)、單株結薯數(shù)差異不顯著；鮮薯產(chǎn)量、莖葉產(chǎn)量、薯塊干率、薯塊鮮質量、葉片數(shù)、須根質量、主蔓長、莖粗等均表現(xiàn)出顯著差異。鮮薯和薯干產(chǎn)量可作為綜合評價甘薯品種耐鹽性的理想指標，基于此篩選出較為耐鹽品種有：NZ-1、NJ-72、W50-20、XS-33等。

耐鹽甘薯葉片與根系中的K+比值較高，根部積累Na+較多，葉片部Na+較少。由此推測，Na+在體內的分配及地上部對K+的選擇性吸收是影響甘薯耐鹽性強弱的原因，但應以鮮薯和薯干產(chǎn)量為主要評價指標。

甘薯種植前，試驗區(qū)內土壤屬于中度鹽漬化土壤，而收獲后，變成輕度鹽漬化土壤。同時試驗區(qū)內各土壤養(yǎng)分指標隨著鹽分的降低，亦有不同程度的增加。其中土壤速效氮含量、速效磷含量、速效鉀含量分別增加了22.22%、11.34%、10.22%。

參考文獻：

[1]后 猛，李 強，唐忠厚，等. 不同生態(tài)環(huán)境對甘薯主要品質性狀的影響[J]. 中國生態(tài)農業(yè)學報，2012，20（9）：1180-1184.

[2]劉友兆，吳春林，馬 欣. 江蘇灘涂資源開發(fā)利用研究[J]. 中國農業(yè)資源與區(qū)劃，2004，25（3）：6-9.

[3]郭小丁，鄔景禹，鈕福祥，等. 在濱海鹽漬地鑒定甘薯品種耐鹽性[J]. 江蘇農業(yè)科學，1993（6）：17-18.

[4]Wang Q. Time for commercializing non-food biofuel in China[J]. Renewable and Sustainable Energy Reviews，2011，15（1）：621-629.

[5]Luan Y S，Zhang J，Gao X R，et al. Mutation induced by ethyl methanesulphonate（EMS），in vitro screening for salt tolerance and plant regeneration of sweet potato（Ipomoea batatas L.）[J]. Plant Cell Tiss Org Cult，2007，88：77-81.

[6]Dasgupta M，Sahoo M R，Kole P C，et al. Evaluation of orange-fleshed sweet potato （Ipomoea batatas L.） genotypes for salt tolerance through shoot apex culture under in vitro NaCl mediated salinity stress conditions[J]. Plant Cell Tissue and Organ Culture，2008，94（2）：161-170.

[7]戚冰潔，曹月陽，許建平，等. 鹽分脅迫對不同品種甘薯苗期離子吸收和分配的影響[J]. 中國土壤與肥料，2013（6）：77-82.

[8]鮑士旦. 土壤農化分析[M]. 北京：中國農業(yè)科學技術出版社，2000：25-110.

[9]盧會翔，唐道彬，吳正丹，等. 甘薯產(chǎn)量，品質及農藝性狀的基因型與環(huán)境效應研究[J]. 中國生態(tài)農業(yè)學報，2015，9（23）：1158-1168.

[10]滕 艷，黃廷榮，唐道彬，等. 鉀肥基施不同用量對甘薯產(chǎn)量及農藝性狀的影響[J]. 西南大學學報（自然科學版），2014，36（9）：44-48.

[11]汪寶卿，王慶美，張海燕，等. 北方甘薯農藝性狀與產(chǎn)量的相關性及灰色關聯(lián)度分析[J]. 青島農業(yè)大學學報（自然科學版），2010，27（4）：296-299.

[12]楊愛梅，雷書聲，董國靖，等. 甘薯數(shù)量性狀相關性分析及遺傳距離研究[J]. 華北農學報，1997，12（3）：77-82.

[13]楊敏生，李艷華，梁海永，等. 鹽脅迫下白楊無性系苗木體內離子分配及比較[J]. 生態(tài)學報，2003，23（2）：271-277.

[14]閻秀峰，孫國榮，李 晶，等. 堿性鹽脅迫下星星草幼苗中幾種滲透調節(jié)物質的變化[J]. 植物研究，1999，19（3）：347-355.

[15]Gu Y F，Ding S Y，Li T T，et al. Effects of saline stress on dry matter partitioning and ecophysiological characteristics of winter wheat seedlings[J]. Acta Ecologica Sinica，2009，29（2）：840-845.

[16]Larcher W. Kophysiologie der pflanzen[J]. Verlag Fugen Ulmer Stuttgaet，1994，146：572-576.

[17]劉莉萍，劉兆普，隆小華. 2種鹽土改良劑對蘇北濱海鹽堿土壤鹽分及植物生長的影響[J]. 水土保持學報，2014，28（2）：127-131.

[18]Ashraf M，Orooj A. Salt stress effects on growth，ion accumulation and seed oil concentration in an arid zone traditional medicinal plant ajwain（Trachyspermum ammi L. Sprague）[J]. Journal of Arid Environments，2006，64：209-220.

[19]朱小梅，洪立洲，王茂文，等. 刈割對NaCl脅迫下枸杞幼苗生物量，總黃酮及K+、Na+含量的影響[J]. 水土保持學報，2015，29（3）：214-218.

[20]劉 沖，王茂文，丁海榮，等. 蘇北沿海灘涂不同栽培模式對馬齒莧鮮菜產(chǎn)量的影響[J]. 華北農學報，2015，30（6）：153-158.韋祖生，楊秀娟，付海天，等. 木薯種子誘導萌發(fā)因子關聯(lián)分析[J]. 江蘇農業(yè)科學，2017，45（18）：89-93.endprint