徐子棋 張瑜 楊獻(xiàn)坤

摘?要：為豐富蘇打鹽堿化土地生態(tài)經(jīng)濟(jì)植物種，提供菊芋在蘇打鹽堿化土地栽植的理論支持，本研究利用主成分分析法和聚類分析法對吉林省西部本地菊芋品種生長、生物量特點(diǎn)進(jìn)行描述、分類，并在該區(qū)域蘇打鹽堿化淡黑鈣土上進(jìn)行“南芋1號”栽植試驗(yàn)，研究其適應(yīng)性及產(chǎn)量性狀。結(jié)果表明：①本地品種菊芋均自然分布于pH≤8.05、電導(dǎo)率≤0.159 ms/cm的土壤上;②主成分分析可知，影響該區(qū)域菊芋生長、產(chǎn)量狀況的主要正向因子包括塊莖鮮重、塊莖顏色和塊莖平均直徑等;③聚類分析可知，該區(qū)域菊芋品種分為3大類，第2類和第3類推廣前景較好;④“南芋1號”在pH為8.82、電導(dǎo)率為0.261 ms/cm的蘇打鹽堿化淡黑鈣土存活、生長狀況良好，栽植第2a紫色塊莖植株和白色塊莖植株的塊莖鮮重分別可達(dá)到本地菊芋塊莖鮮重平均值147.83%和119.59%。綜上所述，吉林省西部本地菊芋品種產(chǎn)量差異較大，耐鹽性較差，“南芋1號”對蘇打鹽堿化土壤的適應(yīng)范圍廣于本地菊芋品種，且產(chǎn)量較高，適宜在蘇打鹽堿化土壤上種植、推廣。

關(guān)鍵詞：菊芋;吉林省西部;蘇打鹽堿化土地;引種

中圖分類號：S632.9文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A???文章編號：1006-8023（2019）06-0006-10

Optimization Research of Quality and Saline-alkaline Resistance

of Helianthus tuberosus L. Species in the Western Jilin Province

XU Ziqi*， ZHANG Yu， YANG Xiankun

（Institute of Soil and Water Conservation of Jilin Province， Changchun 130033）

Abstract：In order to enrich the plant species with high economic and ecological benefits and provide theoretical support for the plantation of Helianthus tuberosus L. on the soda saline-alkaline land， in this research， the principal component analysis and the cluster analysis were used for the growth and the biomass feature description and classification of the local Helianthus tuberosus L. species in the Western Jilin Province. And planting experiment of “Nanyu No.1” was carried out on the soda salinized light chernozem soil in this area to study its adaptability and yield characters. The results show that： （1） Local Helianthus tuberosus L. species all distribute in the soil with the pH≤8.05 and the conductivity ≤0.159ms/cm; （2）According to the results of the principal component analysis， the main positive factors affecting the growth and the yield of the local Helianthus tuberosus L. species include fresh weight of tuber， tuber color and average diameter of tuber， etc.; （3）The results of the cluster analysis show that the local Helianthus tuberosus L. species can be divided into three categories： the second category and the third category have better promotion prospects; （4） “Nanyu No.1” survives and grows well on the soda salinized light chernozem soil with the pH of 8.82 and the conductivity of 0.261 ms/cm， and in the second year of planting， the fresh tuber weight of the purple tuber plant and the white tuber plant of “Nanyu No.1” can reach the 147.83% and the 119.59% of that of the local species respectively. In conclusion， the yields of the local Helianthus tuberosus L. species in the Western Jilin Province differ a lot， and their salt tolerances are poor， and “Nanyu No.1” has a wider range of adaptability for the soil salinization than that of the local species in the Western Jilin Province， and its yield is relative high， so it is suitable to be planted and promoted on the soda salinized soil.

Keywords：Helianthus tuberosus L.; Western Jilin Province; soda saline-alkaline land; introduction

收稿日期：2019-08-04

基金項(xiàng)目：吉林省財政廳項(xiàng)目（吉林省西部鹽漬化草地恢復(fù)技術(shù)研究）

第一作者簡介：徐子棋，碩士，助工。研究方向：水土保持生態(tài)修復(fù)研究。E-mail： 235175758@qq.com

引文格式：徐子棋，張瑜，楊獻(xiàn)坤. 吉林省西部菊芋品質(zhì)及耐鹽堿性優(yōu)選研究[J].森林工程，2019，35（6）：6-15.

0?引言

蘇打鹽堿地是以NaHCO3和Na2CO3為主的鹽堿化土地[1]。吉林省西部位于世界三大蘇打鹽堿地分布區(qū)之一的松嫩平原中南部，由于自然因素和人為因素，該區(qū)域的土地鹽堿化越來越嚴(yán)重[2]。20世紀(jì)50年代吉林省西部蘇打鹽堿地面積為1.13×106 hm2，占該區(qū)域面積的24.26%[3-4]。2018年數(shù)據(jù)顯示，該區(qū)域蘇打鹽堿地的面積已達(dá)2.2×106 hm2[1]。土地鹽堿化不僅對該區(qū)域的生態(tài)環(huán)境造成的威脅，而且降低土地生產(chǎn)力，對農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有較大的阻礙作用[5-6]。因此，選擇適宜植物種，在恢復(fù)該區(qū)域生態(tài)環(huán)境的同時又能取得較好的經(jīng)濟(jì)效益成為近年來的研究熱點(diǎn)。

菊芋（Helianthus tuberosus L.），又名鬼子姜，洋姜，是一種菊科向日葵屬的多年生草本，對干旱、鹽堿和貧瘠等不利環(huán)境都有較好的抗性，是一種生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益兼優(yōu)的植物。眾多學(xué)者對菊芋的耐鹽堿性作了室內(nèi)試驗(yàn)研究。研究表明，NaCl脅迫顯著影響菊芋地上、地下部分生長、生物量積累、糖分積累和光合作用，且NaCl濃度越高，抑制作用越明顯，不同菊芋耐鹽堿能力差異較大，灌溉液中0.4%NaCl為臨界點(diǎn)，是篩選菊芋耐鹽性的參考濃度[7-12]。蘇打鹽（NaHCO3、Na2CO3）濃度20 mmol/L是顯著分界線，高于此濃度時Na2CO3對菊芋生長、生物量和光合作用的抑制作用顯著提升，且菊芋對堿度的響應(yīng)明顯于鹽度[13-14]。海水脅迫試驗(yàn)表明，海水濃度越高，菊芋體內(nèi)Na+和Cl-積累得越多，光合作用越差，海水濃度超過75%后菊芋生物量積累劇烈下降[15-16]。地上部分鮮重、脯氨酸含量和植株干重可作為評價菊芋品種耐鹽性的主要因子，混合鹽脅迫下菊芋主要提高超氧化物歧化酶、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量等方式抵御傷害[17-19]。同時，也有學(xué)者在松嫩平原[20-22]、山西省鹽堿地[23-24]、山東省黃河三角洲鹽堿地[25]和江蘇省海水灌溉田[26-27]等多地進(jìn)行菊芋室外栽植試驗(yàn)，結(jié)果表明，上述研究區(qū)室外條件下菊芋在中度（pH8.66）及以下蘇打鹽堿度上生長、生物量及生理（離子代謝、光合作用等）狀況良好，且對土壤理化性狀具有較好的改良作用，但對重度蘇打鹽堿土適應(yīng)性較差。此外，多位學(xué)者對提高菊芋抗鹽性措施進(jìn)行了研究。研究表明，添加KNO3能夠提高菊芋體內(nèi)K+/Na+比，促進(jìn)光合作用，緩解鹽害[28]。施用鈣離子能夠減輕菊芋脂質(zhì)過氧化，提高葉綠素含量，從而減輕鹽分對其生物量積累的影響[29-30]。外源磷、氮能夠提高菊芋保護(hù)性酶活性、提高其光合能力，改善營養(yǎng)供應(yīng)，從而提高菊芋耐鹽性[31-34]。施用水楊酸能夠提高菊芋光合能力，抑制Na+離子在植株體內(nèi)積累，提高菊芋抗鹽能力[35]。壟作比平作更有利于菊芋對營養(yǎng)的吸收，減少了鹽分對菊芋生物量積累的抑制影響[36]。然而，蘇打鹽堿地原生菊芋品種生長、生物量、耐鹽性品質(zhì)分類和耐鹽、高產(chǎn)優(yōu)良菊芋品種在蘇打鹽堿地栽培試驗(yàn)研究卻鮮有報道。

本研究對吉林省西部本地菊芋品種的生長、產(chǎn)量特征進(jìn)行了分類研究，提出推廣潛質(zhì)較好的菊芋品種，并在該區(qū)域鹽堿化淡黑鈣土上開展了“南芋1號”的栽植試驗(yàn)，觀測其存活、生長及生物量積累狀況，同時比較“南芋1號”與本地菊芋品種的產(chǎn)量和耐鹽堿性，以期為菊芋在蘇打鹽堿化土壤上栽植、利用提供理論支持。

1?材料與方法

1.1?研究區(qū)域概況

吉林省西部本地菊芋品種調(diào)查區(qū)為吉林省白城市通榆縣，具體地理坐標(biāo)范圍為E122°22′49.47″-123°15′20.00″，N44°35′40.71″-45°08′45.03″，“南芋1號”栽培試驗(yàn)區(qū)為通榆縣鴻興鎮(zhèn)聚富村，地理坐標(biāo)為E123°12′12″，N45°02′11″。通榆縣地形較為平緩，地勢西北高東南低，最低海拔與最高海拔相差約40 m，平均海拔160 m。通榆縣屬北溫帶大陸性季節(jié)天氣，年平均相對濕度為56%，年平均氣溫6 ℃，年平均降水370.6 mm，年平均風(fēng)速3.7 m/s，年極大風(fēng)速31 m/s，出現(xiàn)在6月，年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槲餮L(fēng)和西冬風(fēng)，最大凍土深度125 cm。主要土壤類型包括淡黑鈣土、風(fēng)沙土草甸土和鹽堿土等。

1.2?供試材料

1.2.1?吉林省西部本地菊芋品種調(diào)查

通過咨詢當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)部門及當(dāng)?shù)鼐用?，選取12處自然分布的、生長品質(zhì)和生物量品質(zhì)較有代表性的菊芋進(jìn)行相關(guān)調(diào)查研究，土壤類型均為淡黑鈣土。本研究利用手持GPS（任我游集思寶A5）對12個樣點(diǎn)經(jīng)緯度進(jìn)行測定（表1）。2017年11月收獲自然生長菊芋的塊莖，2018年5月初在各品種相應(yīng)自然分布處旁邊進(jìn)行人工栽植，栽植株行距為0.65 m×0.65 m，每處栽植10排，每排10株，每30 d澆水一次。

1.2.2?“南芋1號”蘇打鹽堿化淡黑鈣土栽培試驗(yàn)

選擇原產(chǎn)地江蘇省南京市的、耐鹽堿性和產(chǎn)量均較好的“南芋1號”菊芋塊莖作為供試材料，分別于2017年5月初和2018年5月初栽植，當(dāng)年11月初收獲（其中，2018年栽植塊莖為2017年收獲所得）。栽植株行距為0.65 m×0.65 m，共栽植20排，每排10株，每30 d澆水一次。

1.3?測定方法

1.3.1?吉林省西部本地菊芋品種調(diào)查

指標(biāo)的選擇參考莊舜堯等[36]、孔濤等[37]、高凱等[38]、呂世奇等[39]的研究方法。在2018年10月份期間，每個菊芋樣地選擇5株具有代表性的植株進(jìn)行1次調(diào)查測定。用卷尺測定株高、塊莖平均分布深度和塊莖平均橫向分布幅度，精確到0.1 cm。用游標(biāo)卡尺測定地徑和塊莖平均直徑，精確到0.01 mm。

1.3.2?“南芋1號”蘇打鹽堿化淡黑鈣土栽培試驗(yàn)

分別于2017年6月和2018年6月觀測“南芋1號”栽培成活率，共統(tǒng)計10排（每排10株）。同時選取10株長勢具有代表性的植株掛牌，觀測其生長、生物量指標(biāo)。同年9月份測定其葉片量、地徑和分枝數(shù)。11月份測定其塊莖鮮重、塊莖個數(shù)、地上部分鮮重和根系鮮重，并將塊莖帶回實(shí)驗(yàn)室，用烘箱105 ℃烘干24 h至恒重并稱量。并且分別在2017年和2018年5月-10月期間，每15 d測定一次株高和冠幅。冠幅參考史元春等[40]研究方法，取東西、南北冠長的平均值。

土壤指標(biāo)的選擇參考郭興等和范亞文等的研究[41-42]。2018年11月份進(jìn)行土壤取樣。本地菊芋在相應(yīng)調(diào)查田塊S形取土混合，取土深度為20 cm。在“南芋1號”試驗(yàn)田采用四分法取土。環(huán)刀取表層土，用作物理性質(zhì)測定，土壤物理性質(zhì)（容重、總孔隙度和含水量）參考喬勝英等的方法[43]?；瘜W(xué)性質(zhì)測定取土深度為20 cm，土壤全氮量（TN）用半微量開氏法測定，土壤全磷量（TP）用NaOH熔融-鉬銻抗比色法，土壤全鉀量（TK）用NaOH熔融法測定，土壤有機(jī)質(zhì)含量測定用重鉻酸鉀容量法（外加熱）[25]，土壤pH值測定用美國Spectrum pH400，土壤電導(dǎo)率用浙江托普儀器有限公司的TZS-PHW-4G土壤多參數(shù)測定儀測定。

1.4?數(shù)據(jù)處理及分析

利用Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，使用SPSS 25.0軟件進(jìn)行方差分析（ANOVA單因素方差分析Duncan法）、主成分分析及聚類分析（系統(tǒng)聚類分析法）。

2?結(jié)果與分析

2.1?吉林省西部本地菊芋品種特點(diǎn)及分類

2.1.1?吉林省西部本地菊芋品種生長量、產(chǎn)量品質(zhì)描述性分析

本研究對吉林省西部本地菊芋品種生長、產(chǎn)量品質(zhì)進(jìn)行觀測（表2）。所有生長量、產(chǎn)量指標(biāo)的變異系數(shù)都超過10%，因此，本研究菊芋品種間的生長量、產(chǎn)量指標(biāo)差異較大，且具有一定的廣泛性和代表性。其中，變異系數(shù)最大的指標(biāo)為：根系鮮重、地上部分鮮重和塊莖鮮重，說明這幾個指標(biāo)是區(qū)分研究區(qū)菊芋品種的主要指標(biāo)。中值與均值差異較大的指標(biāo)分別為：地上部分鮮重和塊莖鮮重，說明這幾個指標(biāo)分布的離散性較大。由于所調(diào)查的植株所處環(huán)境條件相似，因此，各指標(biāo)差異的主要原因是品種不同。

在本研究調(diào)查的12處菊芋中，位于同一處的菊芋塊莖顏色相同，其中7處菊芋的塊莖為紫色，4處為白色，1處為粉白色。本研究對不同顏色塊莖菊芋生長量、生物量進(jìn)行觀測（表3）。3種顏色塊莖菊芋的株高、地徑有顯著差異（P<0.05），大小排序?yàn)椋悍郯咨咨?，紫?3種顏色菊芋的地上、塊莖和根系鮮重差異極顯著（P<0.01），塊莖鮮重大小排序?yàn)椋鹤仙?，粉白色，白色。這說明：吉林省西部本地菊芋品種間生長、生物量狀況差異較大，粉白色塊莖菊芋地上生長狀況最佳，紫色塊莖菊芋地下生長及生物量最佳。

2.1.2?吉林省西部本地菊芋品種生長量、產(chǎn)量品質(zhì)主成分分析

為研究各指標(biāo)在研究區(qū)菊芋生長、生物量品質(zhì)特征中所占主導(dǎo)作用，對菊芋9個生長、生物量指標(biāo)進(jìn)行主成分分析（表4）。由表4可知，特征值大于等于1的主成分有2個（累計方差貢獻(xiàn)率68.811%），按照累計方差貢獻(xiàn)率大于等于85%的標(biāo)準(zhǔn)計算，包含的主成分為4個，且第4個主成分的特征值（0.826）接近1。

研究對主成分分析因子負(fù)荷矩陣進(jìn)行統(tǒng)計分析（表5）。由表5可知，第1主成分特征值為3.85，方差貢獻(xiàn)率為42.775%，主要反映的是塊莖鮮重、塊莖平均直徑和塊莖顏色，是塊莖生物量及形態(tài)因子，其中塊莖平均分布深度負(fù)荷數(shù)值較大且為負(fù)值，育種時應(yīng)適當(dāng)減小;第2主成分特征值為2.343，方差貢獻(xiàn)率為26.036%，主要反映株高、地徑和地上部分鮮重，是地上部分生長、生物量因子，其中塊莖橫向分布幅度負(fù)荷數(shù)值較大且為負(fù)值，因此，為保證地上部分良好生長，育種時應(yīng)適當(dāng)減小。

在4個主成分中，負(fù)荷較大的指標(biāo)包括塊莖鮮重、塊莖顏色、塊莖平均直徑、株高、地徑和根系鮮重，因此，為改善菊芋生長、產(chǎn)量狀況，選育過程中應(yīng)提高這些指標(biāo);負(fù)荷為負(fù)且數(shù)值較大的指標(biāo)包括塊莖平均分布深度和塊莖橫向分布幅度，因此，在選育過程中應(yīng)盡量降低這兩個指標(biāo)的數(shù)值。

2.1.3?吉林省西部本地菊芋品種生長量、產(chǎn)量品質(zhì)聚類分析

對本地菊芋品種生長量、產(chǎn)量品質(zhì)進(jìn)行聚類分析（圖1）。在類間距為3時，本研究菊芋的生長、生物量品質(zhì)分為3類：

第1類：（樣地編號1、4、5、6、7、9、11、12）株高較高（264.15～353.8 cm），地徑較細(xì)（18.37～30.92 mm），地上生部分鮮重較?。?20.29～752.87 g），塊莖產(chǎn)量較少（165.29～659.23 g），根系鮮重較小（185.42～226.98 g），即生長、生物量品質(zhì)較差，利用價值較低。

第2類：（樣地編號2、8）地徑較粗（35.65～40.13 mm），地上部分鮮重大（986.25～1696.18 g），塊莖鮮重大（1200.47～1596.19 g），即抗風(fēng)及防治風(fēng)蝕潛力較大、經(jīng)濟(jì)效益高。

第3類：（樣地編號3）塊莖鮮重較大（1100.92～1421.23 g），根系鮮重大（790.23～825.15 g），即經(jīng)濟(jì)效益高，由于根系較發(fā)達(dá)，其養(yǎng)分吸收、抗逆性及改良土壤潛力較大。

因此，研究區(qū)應(yīng)盡量選用第2類和第3類菊芋進(jìn)行培育和利用。

2.2?“南芋1號”在蘇打鹽堿化淡黑鈣土上栽培試驗(yàn)

2.2.1?“南芋1號”在淡黑鈣土上的存活、生長狀況

本研究對淡黑鈣土上“南芋1號”的存活、生長狀況進(jìn)行觀測（表6）?？芍?，“南芋1號”在研究區(qū)淡黑鈣土上存活率極高，成活率高達(dá)100.0%。紫色塊莖菊芋的生長指標(biāo)優(yōu)于白色塊莖菊芋（P<0.05），例如，2017年紫色塊莖菊芋葉片量是白色塊莖菊芋的1.19倍。2018年栽植的紫色塊莖菊芋、白色塊莖菊芋的各生長指標(biāo)狀況均優(yōu)于2017年（P<0.05），例如，紫色塊莖菊芋2018年地徑是2017年的1.06倍。本研究對“南芋1號”株高、冠幅生長進(jìn)行動態(tài)觀測（圖2）。紫色塊莖菊芋和白色塊莖菊芋株高、冠幅在生長周期內(nèi)的生長速度趨勢均為“慢—快—慢”，且速生期為7月14日-9月12日，紫色塊莖菊芋2017年、2018年速生期株高生長量分別占當(dāng)年總生長量的71.4%和73.5%，白色塊莖菊芋2017年、2018年速生期株高生長量分別占當(dāng)年總生長量的75.8%和73.4%;紫色塊莖菊芋2017年、2018年速生期冠幅生長量分別占當(dāng)年總生長量的64.4%和68.2%，白色塊莖菊芋2017年、2018年速生期冠幅生長量分別占當(dāng)年總生長量的64.3%和67.6%。整個生長過程中，紫色塊莖菊芋的株高、冠幅都顯著大于白色塊莖菊芋（P<0.05）。兩種顏色塊莖菊芋2018年株高、冠幅生長狀況優(yōu)于2017年（P<0.05），例如，紫色塊莖菊芋2017年株高是2018年的58.42%，2017年冠幅是2018年的74.17%。這說明：紫色塊莖菊芋的生長狀況優(yōu)于白色塊莖菊芋，且在試驗(yàn)區(qū)經(jīng)過一年環(huán)境馴化菊芋塊莖長成的植株生長狀況優(yōu)于未經(jīng)過馴化塊莖長成的植株。

2.2.2?“南芋1號”在淡黑鈣土上的生物量狀況

本研究對“南芋1號”生長量狀況進(jìn)行測定（表7）。紫色塊莖菊芋的生物量顯著大于白色塊莖（P<0.05），例如，2017年紫色菊芋塊莖鮮重、根系鮮重分別為2017年白色塊莖菊芋的116.35%、131.40%。兩種顏色塊莖菊芋2018年栽植植株生物量均顯著大于2017年（P<0.05），例如，2018年白色塊莖菊芋塊莖鮮重、地上部分鮮重分別為2017年的146.12%和125.30%。這說明：紫色塊莖菊芋的生物量狀況優(yōu)于白色塊莖菊芋，且在試驗(yàn)區(qū)經(jīng)過一年環(huán)境馴化菊芋塊莖長成的植株生物量積累狀況優(yōu)于未經(jīng)過馴化塊莖長成的植株。

2.3?吉林省西部本地菊芋與“南芋1號”適應(yīng)性、產(chǎn)量性狀對比

本研究對“南芋1號”淡黑鈣土試驗(yàn)田土壤理化性質(zhì)進(jìn)行測定（表8）。由上述可知，本研究“南芋1號”菊芋存活、生長狀況良好，因此，“南芋1號”能夠適應(yīng)pH為8.82、電導(dǎo)率為0.261 ms/cm的蘇打鹽堿化淡黑鈣土。由表1可知，吉林省西部本地菊芋栽植處土壤pH范圍為7.75～8.05，電導(dǎo)率范圍為0.145～0.195 ms/cm。本地栽植菊芋處土壤鹽堿化程度明顯低于本研究“南芋1號”試驗(yàn)田（表8）。而且本地菊芋塊莖鮮重均值為971.92 g，最高值為1 596.19 g，2018年“南芋1號”紫色塊莖植株和白色塊莖植株的塊莖鮮重分別可達(dá)到本地菊芋產(chǎn)量均值的147.83%和119.59%，分別可達(dá)本地菊芋最高產(chǎn)量的90.01%和72.82%。這說明：“南芋1號”的引種擴(kuò)大了菊芋在吉林省西部鹽堿化土壤上的栽植范圍，且產(chǎn)量在本地菊芋品種平均水平之上。

3?結(jié)論與討論

近年來，主成分分析和聚類分析在多樣本多指標(biāo)的品質(zhì)差異研究中應(yīng)用的越來越廣泛[44]。目前，相關(guān)研究尚未建立評價菊芋生長、產(chǎn)量性狀的指標(biāo)體系。因此，本研究選取菊芋生長、生物量常規(guī)指標(biāo)，對吉林省西部現(xiàn)有菊芋品種的生態(tài)、經(jīng)濟(jì)品質(zhì)進(jìn)行評價和分類。研究表明，吉林省西部本地菊芋品種均分布在土壤pH≤8.05、電導(dǎo)率≤0.159 ms/cm的土壤上。張捷等[20]、沈光等[21]研究表明，松嫩平原本地菊芋品種在輕度蘇打鹽堿化土壤（pH<8.5或全鹽<1%）上具有較好的生長、產(chǎn)量狀況，但難以適應(yīng)重度鹽堿化土壤（pH>8.5或全鹽>1%）。主成分分析表明，吉林省西部菊芋生長、生物量性狀的指標(biāo)主要包括塊莖鮮重、塊莖顏色、塊莖平均直徑、株高、地徑和根系鮮重。聚類分析結(jié)果顯示，按照生長、生物量性狀來分，該地區(qū)菊芋主要分為三類：第一類生長、生物量品質(zhì)較差，利用價值較低;第二類地上部分粗壯，且塊莖產(chǎn)量高;第三類塊莖產(chǎn)量較高，且根系較為發(fā)達(dá)。因此，第二類和第三類菊芋具有更高的育種價值和更好的推廣前景。

影響植物引種成功的主要環(huán)境因子包括氣候、土壤和地形等[45]。吉林省西部本來就存在菊芋，因此，引種“南芋1號”的主要限制因子為土壤鹽堿化程度。本研究表明，“南芋1號” 耐鹽堿性比本地品種菊芋強(qiáng)，能夠很好地適應(yīng)吉林省西部pH為8.82、電導(dǎo)率為0.261 ms/cm的淡黑鈣土，且在淡黑鈣土上存活、生長狀況較好，產(chǎn)量高于本地菊芋平均水平，且經(jīng)過一年環(huán)境馴化后，菊芋生長、生物量狀況優(yōu)于第一年。故“南芋1號”在蘇打鹽堿地具有較好的推廣前景。前人研究也證明菊芋具有一定的耐鹽堿性。閻秀峰[46]等的研究結(jié)果表明，菊芋對蘇打鹽堿化脅迫具有一定耐受性，在中度蘇打鹽堿化草地上能夠正常生長。滕美瑤[22]等的研究顯示，“南芋1號”能夠顯著改良蘇打鹽堿化淡黑鈣土、以沙壓減土容重、孔隙度和pH等理化性狀。吳成龍等[47]的研究認(rèn)為，鹽分脅迫下，菊芋能夠通過增加根冠比保證根系對養(yǎng)分和水分的吸收。多位學(xué)者認(rèn)為，菊芋的耐鹽堿生理響應(yīng)主要包括以下幾個方面：通過提高葉綠素含量來維持光合作用水平，保證植株生長;提高脯氨酸保證滲透調(diào)節(jié)作用、保證細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)完整;提高抗氧化酶、保護(hù)性酶活性來降低鹽分脅迫對細(xì)胞傷害;增加體內(nèi)脫落酸含量，從而通過促進(jìn)氣孔關(guān)閉、增強(qiáng)根系透性來保證體內(nèi)水分含量;通過提高調(diào)節(jié)基因表達(dá)蛋白含量來影響植株的物質(zhì)代謝和能量代謝[17，24，48]。

綜上所述，本地菊芋品種生長、生物量差異較大，存在產(chǎn)量較大、根系發(fā)達(dá)的品種，但整體耐鹽堿性較低，可挑選優(yōu)良品種在鹽堿化程度較低的土壤上栽植，“南芋1號”是一種耐鹽堿、產(chǎn)量性狀良好的菊芋品種，其拓寬了菊芋在蘇打鹽堿地上的利用范圍，豐富了吉林省西部的經(jīng)濟(jì)生態(tài)植物種。今后，應(yīng)對“南芋1號”在不同類型、不同程度蘇打鹽堿化土壤上的適應(yīng)性、栽培技術(shù)及抗風(fēng)蝕效益等方面進(jìn)行進(jìn)一步研究。

【參?考?文?獻(xiàn)】

[1]許曉鴻， 劉肅， 趙英杰， 等.吉林省西部不同環(huán)境因子對蘇打鹽堿地分布的影響[J].水土保持通報，2018，38（1）：89-95.

XU X H， LIU S， ZHAO Y J， et al. Effects of different environmental factors on distribution of soda saline-alkaline land in western Jilin Province[J]. Bulletin of Soil and Water Conservation， 2018， 38（1）：89-95.

[2]劉志明， 晏明， 何艷芬.吉林省西部土地鹽堿化研究[J].資源科學(xué)，2004，26（5）：111-116.

LIU Z M， YAN M， HE Y F. Research on land saline-alkalized in the west of Jilin Province[J]. Resources Science， 2004， 26（5）：111-116.

[3]閻鴻， 趙光宇， 馬文超.吉林省西部鹽堿化研究[J].中國環(huán)境管理叢書，2006，25（2）：15-17.

YAN H， ZHAO G Y， MA W C. Research on saline-alkalized in the west of Jilin Province[J]. China Environment Management， 2006， 25（2）：15-17.

[4]趙長巍. 吉林省西部鹽漬土空間變異性與均質(zhì)化改良研究[D].北京：中國科學(xué)院研究生院（東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所），2014.

ZHAO C W. Spatial variations and homogenized reclamation of sodic soil of west Jilin Province[D]. Beijing： Northeast Institute of Geography and Agroecology， Chinese Academy of Sciences， 2014.

[5]郁宏圖， 楊海斌， 趙玉敏，等.吉林省西部生態(tài)現(xiàn)狀及治理對策[J].吉林農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，36（1）：58-60.

YU H T， YANG H B， ZHAO Y M， et al. Current status of ecology in western Jilin Province and measures for its harness[J]. Journal of Jinlin Agricultural Sciences， 2011， 36（1）：58-60.

[6]楊瑞珍， 畢于運(yùn).我國鹽堿化耕地的防治[J].干旱區(qū)資源與環(huán)境，1996，10（3）：22-30.

YANG R Z， BI Y Y. Transformation of salinized farmlands in China[J]. Journal of Arid Land Resources and Environment， 1996， 10（3）：22-30.

[7]陸艷， 葉慧君， 耿守保， 等.NaCl脅迫對菊芋幼苗生長和葉片光合作用參數(shù)以及體內(nèi)離子分布的影響[J].植物資源與環(huán)境學(xué)報，2010，19（2）：86-91.

LU Y， YE H J， GENG S B， et al. Effects of NaCl stress on growth， leaf photosynthetic parameters and ion distribution of Helianthus tuberosus seedling[J]. Journal of Plant Resources and Environment， 2010， 19（2）：86-91.

[8]薛志忠， 楊雅華， 李海山， 等.NaCl脅迫對菊芋幼苗及根系生長的影響[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，45（6）：132-134.

XUE Z Z， YANG Y H， LI H S，et al. Effects of NaCl stress on growth of Helianthus tuberosus seedling and taproot system[J]. Jiangsu Agricultural Sciences， 2017， 45（6）：132-134.

[9]吳成龍， 周春霖， 尹金來， 等.NaCl脅迫對菊芋幼苗生長及其離子吸收運(yùn)輸?shù)挠绊慬J].西北植物學(xué)報，2006，26（11）：2289-2296.

WU C L， ZHOU C L， YIN J L， et al. NaCl stress on the growth， ion uptake and transport of helianthus tuberosus L. seedlings[J]. Acta Botanica Boreali-Occidentalia Sinica， 2006， 26（11）：2289-2296.

[10]詹文悅， 李輝， 康健， 等.鹽脅迫對菊芋糖組分含量和分配的影響[J].草業(yè)學(xué)報，2017，26（5）：127-134.

ZHAN W Y， LI H， KANG J， et al. Effect of salt stress on the accumulation and distribution of sugarsin Jerusalem artichoke （Helianthus tuberosus） plants[J]. Acta Prataculturae Sinica， 2017， 26（5）：127-134.

[11]李輝， 康健， 趙耕毛， 等.鹽脅迫對菊芋干物質(zhì)和糖分積累分配的影響[J].草業(yè)學(xué)報，2014，23（2）：160-170.

LI H， KANG J， ZHAO G M， et al. Effects of salinity on accumulation and distribution mode of dry matter and soluble sugar of Jerusalem artichoke （Helianthus tuberosus）[J]. Acta Prataculturae Sinica， 2014， 23（2）：160-170.

[12]李曉梅， 李愛卿， 趙曉東， 等.氯化鈉脅迫對菊芋幼苗生長和葉片抗氧化酶活性的影響[J].浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，58（12）：2206-2209.

LI X M， LI A Q， ZHAO X D， et al. NaCl stress on the growth and activity of antioxidant enzymes in leaves of Helianthus tuberosus seedling[J]. Journal of Zhejiang Agricultural Sciences， 2017， 58（12）：2206-2209.

[13]王麗娜， 金勛， 齊國超， 等.NaCl和Na2CO3脅迫對菊芋幼苗生物量的影響[J].中國農(nóng)學(xué)通報，2014，30（19）：215-218.

WANG L N， JIN X， QI G C， et al. Effect of NaCl and Na2CO3 stress on biomass of helianthus tuberosus L[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin， 2014， 30（19）：215-218.

[14]薛延豐， 劉兆普.不同濃度NaCl和Na2CO3處理對菊芋幼苗光合及葉綠素?zé)晒獾挠绊慬J].植物生態(tài)學(xué)報，2008，32（1）：161-167.

XUE Y F， LIU Z P. Effect of NaCl and Na2CO3 stresses on photosynthesis and parameters of chlorophyll fluorescence in helianthus tuberosus seedlings[J]. Chinese Journal of Plant Ecology， 2008， 32（1）：161-167.

[15]隆小華， 劉兆普， 劉玲， 等.不同濃度海水脅迫對菊芋幼苗生長發(fā)育及磷吸收的影響[J].植物研究，2004，24（3）：331-334.

LONG X H， LIU Z P， LIU L， et al. Effects of different concentrations of seawater on growths， developments and absorption of P of Helianthus tuberosus seedlings[J]. Bulletin of Botanical Research， 2004， 24（3）：331-334.

[16]隆小華， 劉兆普， 蔣云芳， 等.海水處理對不同產(chǎn)地菊芋幼苗光合作用及葉綠素?zé)晒馓匦缘挠绊慬J].植物生態(tài)學(xué)報，2006，30（5）：827-834.

LONG X H， LIU Z P， JIANG Y F， et al. Effects of seawater on photosynthesis and chlorophyll fluorescence in helianthus tuberosus seedlings in different regions[J]. Chinese Journal of Plant Ecology， 2006， 30（5）：827-834.

[17]趙俊香， 任翠梅， 吳鳳芝， 等.16份菊芋種質(zhì)苗期耐鹽堿性篩選與綜合鑒定[J].中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報，2015，23（5）：620-627.

ZHAO J X， REN C M， WU F Z， et al. Comprehensive identification of saline-alkaline tolerance of 16 Jerusalem artichoke accessions at seedling stage[J]. Chinese Journal of Eco-Agriculture， 2015， 23（5）：620-627.

[18]段海霞， 鄒恭魯， 楊永鑫， 等.兩種基因型菊芋幼苗對鹽脅迫的生長及生理響應(yīng)[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2018，36（3）：176-183.

DUAN H X， ZOU G L， YANG Y X， et al. Growth and physiological responses of two genotypes jerusalem artichoke （Helianthus tuberosus L.） seedlings under salt stress[J]. Agricultural Research In The Arid Areas， 2018， 36（3）：176-183.

[19]趙俊香， 劉守偉， 吳鳳芝.鹽堿脅迫對4種菊芋材料種子萌發(fā)及幼苗生長的影響[J].作物雜志，2015，31（1）：133-137.

ZHAO J X， LIU S W， WU F Z. Effects of saline-alkaline stress on seed germination and seedling growth of four jerusalem artichoke varieties[J]. Crops， 2015， 31（1）：133-137.

[20]張捷. 菊芋用于寒區(qū)鹽堿地公路綠化的研究及景觀評價[D].哈爾濱：東北林業(yè)大學(xué)，2014.

ZHANG J. The study of Heliauthus tuberosus L. for highway greening in saline-alkali region in cold areas and landscape evaluation of the configuration[D]. Harbin： Northeast Forestry University， 2014.

[21]沈光， 徐海軍， 周琳， 等. 能源植物菊芋在松嫩鹽堿地區(qū)的栽培試驗(yàn)研究[J].黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，36（2）：21-25.

SHEN G， XU H J， ZHOU L， et al. Cultivation experiments of energy plant Helianthus tubrosus in saline-alkali area of Songnen Plain[J]. Heilongjiang Agricultural Sciences， 2013， 36（2）：21-25.

[22]滕美瑤，許曉鴻.鹽堿脅迫下的菊芋栽培試驗(yàn)研究[J].干旱區(qū)研究，2019，36（5）：1161-1167.

TENG M Y， XU X H. Cultivation experiment of jerusalem artichoke under saline alkali stress[J]. Arid Zone Research， 2019， 36（5）：1161-1167.

[23]董潔， 董秋麗， 夏方山， 等.不同鹽堿化草地對菊芋離子分布的影響[J].草地學(xué)報，2012，20（3）：540-546.

DONG J， DONG Q L， XIA F S， et al. Effects of different saline-alkali grasslands on ion distribution of helianthus tuberosus[J]. Acta Agrectir Sinica， 2012， 20（3）：540-546.

[24]董潔， 董秋麗， 夏方山，等.不同鹽堿度對菊芋光合特性的影響[J].中國草地學(xué)報，2012，34（4）：42-47.

DONG J， DONG Q L， XIA F S， et al. Effects of different saline grassland on the photosynthetic characteristics of helianthus tuberosus L. [J]. Chinese Journal of Grassland， 2012， 34（4）：42-47.

[25]馮大偉， 張洪霞， 劉廣洋， 等.不同品種菊芋對黃河三角洲土壤鹽脅迫的響應(yīng)研究[J].核農(nóng)學(xué)報，2013，27（11）：1771-1776.

FENG D W， ZHANG H X， LIU G Y， et al. Responses of different varieties of helianthus tuberosus to salt stress in Yellow River delta[J]. Journal of Nuclear Agricultural Sciences， 2013， 27（11）：1771-1776.

[26]劉兆普， 鄧力群， 劉玲， 等.萊州海涂海水灌溉下菊芋生理生態(tài)特性研究[J].植物生態(tài)學(xué)報，2005，29（3）：374-378.

LIU Z P， DENG L Q， LIU L， et al. Physiological characteristics of helianthus tuberosus irrigated by seawater， Laizhou coast， Shandong Province[J]. Journal of Plant Ecology， 2005， 29（3）：374-378.

[27]隆小華， 劉兆普， 王琳， 等.半干旱地區(qū)海涂海水灌溉對不同品系菊芋產(chǎn)量構(gòu)成及離子分布的影響[J].土壤學(xué)報，2007，44（2）：300-306.

LONG X H， LIU Z P， WANG L， et al. Effects of seawater irrigation on yield composition and ion distribution of different varieties of helianthus tuberosus in coastal mudflat of semiarid region[J]. Acta Pedologica Sinica， 2007， 44（2）：300-306.

[28]黃增榮， 隆小華， 劉兆普，等.KNO3對NaCl脅迫下兩菊芋品種幼苗生長及光合能力的影響[J].草業(yè)學(xué)報，2011，20（1）：82-88.

HUANG Z R， LONG X H， LIU Z P， et al. Effects of KNO3 on the growth and photosynthetic capacity of two varieties of Helianthus tuberosus seedlings under NaCl stress[J]. Acta Prataculturae Sinica， 2011， 20（1）：82-88.

[29]薛延豐， 劉兆普.鈣離子對海鹽和NaCl脅迫下菊芋幼苗生理特征的響應(yīng)[J].水土保持學(xué)報，2006，20（3）：177-181.

XUE Y F， LIU Z P. Effects of calcium ion on physiological characteristics of jerusalem artichoke seedlings under seawater salt and NaCl stresses[J]. Journal of Soil and Water Conservation， 2006， 20（3）：177-181.

[30]薛延豐， 劉兆普.外源鈣離子緩解海水脅迫下菊芋光合能力下降的研究[J].草業(yè)學(xué)報，2007，16（6）：74-80.

XUE Y F， LIU Z P. Effect of exogenous calcium on alleviation of the decreased photosynthetic ability of Helianthus tuberosus leaves under seawater stress[J]. Acta Prataculturae Sinica， 2007， 16（6）：74-80.

[31]隆小華， 劉兆普， 徐文君.海水處理下菊芋幼苗生理生化特性及磷效應(yīng)的研究[J].植物生態(tài)學(xué)報，2006，30（2）：307-313.

LONG X H， LIU Z P， XU W J. Effects of seawater treatments on the pjysiological and biochemical characteristics of Helianthus tuberosus seedlings and response to phosphorus supply[J]. Journal of Plant Ecology， 2006， 30（2）：307-313.

[32]王磊， 隆小華， 孟憲法， 等.不同形態(tài)氮素配比對鹽脅迫下菊芋幼苗生理的影響[J].生態(tài)學(xué)雜志，2011，30（2）：255-261.

WANG L， LONG X H， MENG X F， et al. Effects of different ratios of mineral nitrogen form on Helianthus tuberosus seedlings physiology under salt stress[J]. Journal of Ecology， 2011， 30（2）：255-261.

[33]隆小華， 劉兆普， 徐文君.氮磷對海水處理下菊芋幼苗光合特性的影響[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2005，23（6）：110-115.

LONG X H， LIU Z P， XU W J. Effect of nitrogen and phosphorus with the treatments of seawater on photosynthetic characteristics of Helianthus tuberosus seedlings[J]. Agricultural Research in the Arid Areas， 2005， 23（6）：110-115.

[34]王磊， 隆小華， 郝連香， 等.氮素形態(tài)對鹽脅迫下菊芋幼苗PSⅡ光化學(xué)效率及抗氧化特性的影響[J].草業(yè)學(xué)報，2012，21（1）：133-140.

WANG L， LONG X H， HAO L X， et al. Effects of nitrogen form on the photochemical efficiency of PS Ⅱ and antioxidant characteristics of Jerusalem artichoke seedling under salt stress[J]. Acta Prataculturae Sinica， 2012， 21（1）：133-140.

[35]王磊， 隆小華， 孟憲法， 等.水楊酸對NaCl脅迫下菊芋幼苗光合作用及離子吸收的影響[J].生態(tài)學(xué)雜志，2011，30（9）：1901-1907.

WANG L， LONG X H， MENG X F， et al. Effects of salicylic acid on photosynthesis and ion absorption Helianthus tuberosus seedlings under NaCl stress[J]. Journal of Ecology， 2011， 30（9）：1901-1907.

[36]莊舜堯， 鐘敏， 孫曉， 等.濱海鹽堿地中壟作模式對菊芋生長及養(yǎng)分吸收的影響[J].中國農(nóng)學(xué)通報，2011，27（24）：197-201.

ZHUANG S Y， ZHONG M， SUN X， et al. Effect of ridge cultivation on the growth and nutrient uptake of jerusalem artichoke at salinized coastal areas[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin， 2011， 27（24）：197-201.

[37]孔濤， 吳祥云， 劉玲玲， 等.風(fēng)沙地2種菊芋生長節(jié)律及光合特性的比較研究[J].山西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，37（7）：40-43.

KONG T， WU X Y， LIU L L， et al. Comparison study on growth rhythm and photosynthesis characteristics for two varieties of jerusalem artichoke in wind-sandy land[J]. Journal of Shanxi Agricultural Sciences， 2009， 37（7）：40-43.

[38]高凱， 賈貴立， 朱鐵霞， 等.通遼地區(qū)菊芋塊莖與根系的分布特征[J].草業(yè)科學(xué)，2014，31（8）：1503-1507.

GAO K， JIA G L， ZHU T X， et al. The distribution characteristics of Jerusalem artichoke tuber and root[J]. Pratacultural Science， 2014， 31（8）：1503-1507.

[39]呂世奇， 寇一翾， 楊彬， 等.半干旱地區(qū)菊芋品系植株表型與光合特性分析[J].作物學(xué)報，2014，40（10）：1857-1864.

LV S Q， KOU Y X， YANG B， et al. Phenotypic traits and photosynthetic characteristics of jerusalem artichoke （helianthus tuberosus L.） in the semi-arid area[J]. Acta Agronomica Sinica， 2014， 40（10）：1857-1864.

[40]史元春， 趙成章， 宋清華， 等.蘭州北山側(cè)柏株高與冠幅、胸徑異速生長關(guān)系的坡向差異性[J].生態(tài)學(xué)雜志，2015，34（7）：1879-1885.

SHI Y C， ZHAO C Z， SONG Q H， et al. Allometric relationship between height and crown width or diameter of platycladus orientalis on different slope aspects of Lanzhou northern mountains[J]. Chinese Journal of Ecology， 2015， 34（7）：1879-1885.

[41]郭興.3種觀賞草對鹽堿土理化性質(zhì)的影響[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2018，46（21）：133-136，157.

GUO X. The effects of three kinds of ornamental grass on saline soil[J]. Journal of Anhui Agricultural Sciences， 2018， 46（21）：133-136，157.

[42]范亞文， 孫國榮， 閻秀峰， 等.種植星星草對鹽堿草地土壤養(yǎng)分狀況的改良作用[J].植物研究，2001，21（4）：600-604.

FAN Y W， SUN G R， YAN X F， et al. Ameiiorated effects of soil salinity nutrient upon planting puccincllia tenuiflora[J]. Bulletin of Botanical Research， 2001， 21（4）：600-604.

[43]喬勝英.土壤理化性質(zhì)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書[M].武漢：中國地質(zhì)大學(xué)出版社有限責(zé)任公司，2012：26-30.

QIAO S Y. Experimental guide of soil physical and chemical properties[M]. Wuhan： China University of Geosciences Press CO.， LTD， 2012：26-30.

[44]公麗艷， 孟憲軍， 劉乃僑， 等.基于主成分與聚類分析的蘋果加工品質(zhì)評價[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2014，30（13）：276-285.

GONG L Y， MENG X J， LIU N Q， et al. Evaluation of apple quality based on principal component and hierarchical cluster analysis[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering， 2014， 30（13）：276-285.

[45]趙雪， 李俊清， 王麗輝，等.引種沙地海岸松（Pinus pinaster Ait.）幼苗對環(huán)境因子的響應(yīng)[J].生態(tài)學(xué)報，2008，28（9）：4162-4172.

ZHAO X， LI J Q， WANG L H， et al. Response of the introduced seedling of Pinus pinaster Ait. to the environmental factors in Shandong and Zhejiang provinces[J]. Acta Ecologica Sinica， 2008， 28（9）：4162-4172.

[46]閻秀峰， 李一蒙， 王洋.改良松嫩鹽堿草地的優(yōu)良植物——菊芋[J].黑龍江大學(xué)自然科學(xué)學(xué)報，2008，25（6）：812-816.

YAN X F， LI Y M， WANG Y. Jerusalem artichoke， an optimal plant for the improvement of alkalic grassland in Songnen Plain， China[J]. Journal of Natural Science of Heilongjiang University， 2008， 25（6）：812-816.

[47]吳成龍， 周春霖， 尹金來， 等.堿脅迫對不同品種菊芋幼苗生物量分配和可溶性滲透物質(zhì)含量的影響[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008，41（3）：901-909.

WU C L， ZHOU C L， YIN J L， et al. Effects of alkaline stress on biomass allocation and the contents of soluble osmoticum in different organs of two helianthus tuberosus L. Genotypes[J]. Scientia Agricultura Sinica， 2008， 41（3）：901-909.

[48]朱菊華， 孫星， 許斌， 等.不同基因型菊芋耐鹽生理及其生態(tài)適應(yīng)性研究[J].草業(yè)學(xué)報，2018，27（6）：120-127.

ZHU J H， SUN X， XU B， et al. Physiological response and ecological adaptability of different Jerusalem artichoke genotypes to salt stress[J]. Acta Prataculturae Sinica， 2018， 27（6）：120-127.