張慧敏 高永 程波 樊璐 通旭芳 萬(wàn)芳 劉雅婧

(內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)，呼和浩特，010020) (水利部牧區(qū)水利科學(xué)研究所) (內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué))

全球至少有20%甚至有人估計(jì)50%的水澆地受鹽堿影響[1]。隨著中國(guó)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，牧草作物在畜牧業(yè)發(fā)展及生態(tài)環(huán)境治理方面發(fā)揮著非常重要的作用[2]。紫花苜蓿(MedicagosativaL.)屬豆科多年生草本植物，是世界上種植最為廣泛的牧草之一，具有產(chǎn)量高、適應(yīng)性強(qiáng)、營(yíng)養(yǎng)豐富、草質(zhì)優(yōu)良、易于家畜消化等特點(diǎn)，其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值居牧草之首，有“牧草之王”的美譽(yù)[3]。

土壤鹽害已成為影響植物種子萌發(fā)、作物生長(zhǎng)和產(chǎn)量的主要非生物脅迫因素[4]。鹽害可導(dǎo)致植物體內(nèi)超氧陰離子、過(guò)氧化氫和羥基自由基積累，大量積累的活性氧引起蛋白質(zhì)和核酸氧化進(jìn)而造成細(xì)胞損傷[5]。植物則通過(guò)提高抗氧化系統(tǒng)酶活性減輕鹽脅迫的傷害[6]。內(nèi)蒙古地區(qū)的半干旱、干旱地區(qū)無(wú)節(jié)制的灌溉，導(dǎo)致土壤的次生鹽漬化問(wèn)題不斷加重，極大影響牧草的正常生長(zhǎng)。

根瘤菌(Rhizobium)是化能異養(yǎng)微生物，是一類在土壤中有廣泛分布的可與豆科植物共生固氮的革蘭氏陰性細(xì)菌[7]。紫花苜蓿與根瘤菌的共生固氮提高苜蓿產(chǎn)量，改善品質(zhì)[8]。根瘤菌與豆科植物的有效共生受到共生體雙方本質(zhì)及環(huán)境的影響和控制[9]。國(guó)內(nèi)外在耐鹽性苜蓿的選育方面已有了較深入的研究，劉春華等通過(guò)苗期盆栽脅迫試驗(yàn)，研究了69個(gè)苜蓿品種的耐鹽性。用0.3%和0.4%的鹽處理，存活率分為三級(jí)，即21個(gè)耐鹽品種，40個(gè)中等耐鹽品種和8個(gè)敏感品種[9]。關(guān)于根瘤菌提高紫花苜蓿耐鹽性的研究已有報(bào)道[10-13]。但關(guān)于苜蓿中華根瘤菌(RM)能否提高干旱半干旱地區(qū)紫花苜蓿品種耐鹽性卻鮮有報(bào)道。本試驗(yàn)從生長(zhǎng)和生理方面研究3個(gè)紫花苜蓿品種接種RM是否具有抵御鹽害的作用，對(duì)其進(jìn)行耐鹽性綜合評(píng)價(jià)，以期為干旱、半干旱地區(qū)鹽堿土種植的紫花苜蓿增產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料與栽培環(huán)境

供試種子：供試3個(gè)紫花苜蓿(Medicagosativa)品種種子，包括中苜1號(hào)、阿爾岡金、金皇后，均來(lái)自于內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)沙漠治理學(xué)院。所用菌株為耐鹽快生型苜蓿中華根瘤菌，編號(hào)為ACCC17537，由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院中國(guó)農(nóng)業(yè)微生物菌種保藏中心提供。菌株的菌落形態(tài)特征、生理生化反應(yīng)及抗逆性見(jiàn)周冀瓊的研究[12]。

供試土壤：供試土壤取土地位于內(nèi)蒙古包頭市達(dá)茂旗水利部牧區(qū)水利研究所，試驗(yàn)地氣候類型以溫帶半干旱大陸性季風(fēng)氣候?yàn)橹?，土壤類型以栗鈣土、棕鈣土為主，呈地帶性分布。當(dāng)?shù)赝寥鲤B(yǎng)分差，磷與氮含量低。試驗(yàn)土壤理化性質(zhì)為pH值7.8，有機(jī)質(zhì)73.75 g/kg，堿解氮16.20 mg/kg，有效磷7.99 mg/kg，有效鉀338.71 mg/kg。

改良YMA液體培養(yǎng)基：甘露醇10 g、酵母0.5 g、K2HPO40.5 g、MgSO4·7H2O 0.2 g、NaCl 0.1 g、剛果紅2.5 mL、蒸餾水1 000 mL。

試驗(yàn)溫室：本試驗(yàn)于2017年8—10月在內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)的溫室中進(jìn)行，溫室全天平均溫度為28 ℃，并每天在中午11:30—14:30進(jìn)行通風(fēng)降溫處理。

試驗(yàn)花盆：采用盆栽試驗(yàn)的圓柱型無(wú)孔花盆規(guī)格為直徑16 cm，高35 cm。每個(gè)花盆裝土8 kg。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，如表1所示，每6個(gè)花盆分為一個(gè)區(qū)組，共分為9個(gè)區(qū)組。并設(shè)置2個(gè)大重復(fù)，共108個(gè)花盆。

表1 試驗(yàn)處理

種子處理：選擇成熟、飽滿且大小適中、均勻一致、無(wú)病蟲(chóng)害健康的3個(gè)紫花苜蓿品種的種子為試驗(yàn)材料。先用0.1% K2MnO4表面消毒3 min，再用蒸餾水反復(fù)沖洗6次，用濾紙吸干后，每個(gè)花盆均勻播種10粒種子，第1次澆灌時(shí)注入淡水量為最大持水量(環(huán)刀法)[14]，澆完水后進(jìn)行稱質(zhì)量。每隔2 d補(bǔ)水(補(bǔ)到最大持水量時(shí)花盆的質(zhì)量)[15]。第8 d間苗，挑選長(zhǎng)勢(shì)較好的5株繼續(xù)培養(yǎng)，拔除剩余幼苗。

根瘤菌接種：在活化并且復(fù)壯后的苜蓿中華根瘤菌(RM)中，挑起單菌落，接種在裝有YMA液體培養(yǎng)基的三角瓶中，恒溫震蕩，28 ℃，150 r/min，連續(xù)培養(yǎng)，每隔2 h取1次樣，24 h連續(xù)取樣，每次取樣均測(cè)定OD600nm值[16-17]，繪制生長(zhǎng)曲線[13]。然后將菌液稀釋成不同濃度后接種于平板上，置于28 ℃的暗室培養(yǎng)箱培養(yǎng)3 d，隨后計(jì)數(shù)，確定RM的數(shù)量。

將單菌落接種在裝有YMA液體培養(yǎng)基的三角瓶中，恒溫震蕩，28 ℃，150 r/min，培養(yǎng)20 h，用混勻儀混勻菌體，測(cè)定OD600nm值[16-17]，對(duì)比生長(zhǎng)曲線，保證接種時(shí)液體中的含菌量大約為每毫升108個(gè)細(xì)胞。用注射器在每株紫花苜蓿幼苗根部土壤周圍注射1 mL菌液。

試驗(yàn)設(shè)3個(gè)鹽濃度處理：0(清水)，50 mmol/L NaCl，150 mmol/L NaCl。紫花苜蓿幼苗長(zhǎng)出第3片葉時(shí)，對(duì)其鹽脅迫處理，為使其逐步適應(yīng)鹽脅迫環(huán)境，每次增加50 mmol/L，分3 d提高至150 mmol/L[18]。

地上鮮質(zhì)量：鹽脅迫60 d后，將收獲的新鮮植株在靠近莖基部剪去根系，稱量植物地上部分鮮質(zhì)量。

地下鮮質(zhì)量：鹽脅迫60 d后，將收獲的新鮮植株在靠近莖基部剪下根系，洗凈并用吸水紙吸干植物地下部分，稱質(zhì)量。

根瘤數(shù)：鹽脅迫60 d后，每個(gè)處理隨機(jī)選取3株植物，用水仔細(xì)沖洗后計(jì)算單株總根瘤數(shù)和有效根瘤數(shù)。

葉片丙二醛(MDA)質(zhì)量摩爾濃度：鹽脅迫60 d后，將收獲的新鮮植株在靠近莖基部剪去根系，采用硫代巴比妥酸反應(yīng)法測(cè)定[19]。

葉片可溶性糖(SS)質(zhì)量分?jǐn)?shù)：鹽脅迫60 d后，將收獲的新鮮植株在靠近莖基部剪去根系，采用蒽酮法測(cè)定[13]。

1.3 數(shù)據(jù)分析

用Sigmaplot13.0作圖，用SPSS23.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。運(yùn)用Oneway ANOVA進(jìn)行單因素方差分析，并用Duncan’s檢驗(yàn)法進(jìn)行多重比較。利用模糊數(shù)學(xué)中的隸屬函數(shù)法對(duì)接種和未接種3個(gè)紫花苜蓿品種耐鹽性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)[20]。

隸屬函數(shù)分析方法：

(1)

(2)

式中：Yij為i品種的j指標(biāo)的隸屬函數(shù)值；Xij為i品種的j指標(biāo)均值；Xjmax為各品種j指標(biāo)均值的最大值；Xjmin為各品種j指標(biāo)均值的最小值。若j指標(biāo)與耐鹽性呈正相關(guān)，用公式(1)；若j指標(biāo)與耐鹽性呈負(fù)相關(guān)，用公式(2)[20]。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同程度鹽脅迫下接種RM對(duì)紫花苜蓿地上鮮質(zhì)量的影響

由表2可知，當(dāng)沒(méi)有鹽害發(fā)生時(shí)，金皇后的地上部分鮮質(zhì)量高于其他2個(gè)品種，但差異不顯著。當(dāng)接種RM后，3個(gè)紫花苜蓿品種的地上部分鮮質(zhì)量均增加，且地上部分增產(chǎn)效果顯著。其中，接種RM后金皇后地上部分鮮質(zhì)量顯著高于阿爾岡金和中苜1號(hào)，說(shuō)明RM對(duì)金皇后地上部分增長(zhǎng)效果顯著。不同程度鹽害對(duì)3個(gè)紫花苜蓿品種的地上鮮質(zhì)量均有抑制作用，且抑制程度隨著鹽濃度的增加而增加。鹽濃度由0到150 mmol/L過(guò)程中，與各自對(duì)照相比，3個(gè)紫花苜蓿品種的地上鮮質(zhì)量分別下降了16.58 g(中苜1號(hào))、22.56 g(金皇后)、19.74 g(阿爾岡金)，而且在鹽濃度達(dá)到150 mmol/L時(shí)，3個(gè)紫花苜蓿品種地上鮮質(zhì)量均下降4 g以下，說(shuō)明鹽害對(duì)紫花苜蓿地上鮮質(zhì)量有極大的影響。但接種RM可有效減小輕度鹽害對(duì)3個(gè)品種的減產(chǎn)作用，鹽濃度為50 mmol/L時(shí)，接種RM 3個(gè)紫花苜蓿品種的地上鮮質(zhì)量相比于各自不接種的地上鮮質(zhì)量，均有顯著性提高。鹽濃度150 mmol/L時(shí)，雖然3個(gè)紫花苜蓿品種接種RM后地上鮮質(zhì)量依然高于不接種，但不再是顯著性提高，說(shuō)明在3個(gè)紫花苜蓿品種遭遇低鹽害時(shí)，接種RM可有效緩解鹽害對(duì)于植物地上部分鮮質(zhì)量的影響，隨著鹽害程度加強(qiáng)，這種緩解鹽害的作用也在逐漸減弱。

表2 NaCl脅迫下RM對(duì)紫花苜蓿地上部分鮮質(zhì)量的影響

注：表中數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差；同列不同字母表示處理間差異顯著(p<0.05)。

2.2 不同程度鹽脅迫下接種RM對(duì)3個(gè)紫花苜蓿品種根鮮質(zhì)量的影響

由表3可知，當(dāng)不發(fā)生鹽害時(shí)，未接種RM的金皇后根鮮質(zhì)量高于阿爾岡金和中苜1號(hào)，但差異不顯著。而接種RM后3個(gè)品種根鮮質(zhì)量均顯著高于未接種，且金皇后根鮮質(zhì)量顯著高于阿爾岡金和中苜1號(hào)。不同程度鹽害對(duì)3個(gè)品種的紫花苜蓿根鮮質(zhì)量均有抑制作用，且隨鹽濃度升高明顯增加，鹽濃度由0至150 mmol/L，3個(gè)品種分別減少3.31 g(中苜1號(hào))、3.62 g(金皇后)和3.33 g(阿爾岡金)，說(shuō)明鹽害對(duì)紫花苜蓿根鮮質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。當(dāng)鹽濃度為50 mmol/L時(shí)，3個(gè)品種的紫花苜蓿接種RM后根鮮質(zhì)量仍分別顯著高于未接種1.03 g(中苜1號(hào))、1.51 g(金皇后)和2.14 g(阿爾岡金)。但當(dāng)鹽濃度為150 mmol/L時(shí)，是否接種RM對(duì)3個(gè)品種的紫花苜蓿根鮮質(zhì)量沒(méi)有影響，說(shuō)明隨鹽濃度的升高，RM對(duì)3個(gè)紫花苜蓿品種根鮮質(zhì)量的作用逐漸減弱。

2.3 不同程度鹽脅迫下接種RM對(duì)3個(gè)紫花苜蓿品種根瘤數(shù)的影響

由表4可知，土壤中不含RM且不接種RM的紫花苜蓿不產(chǎn)生根瘤。當(dāng)不發(fā)生鹽害時(shí)，金皇后產(chǎn)生的根瘤數(shù)最多，且金皇后和中苜1號(hào)產(chǎn)生的根瘤數(shù)顯著高于阿爾岡金。隨鹽濃度升高，接種RM后的3個(gè)品種的紫花苜蓿根瘤數(shù)明顯減少。隨著鹽濃度由0 mmol/L增加至150 mmol/L，中苜1號(hào)、金皇后和阿爾岡金根瘤數(shù)分別減少12.33個(gè)、17個(gè)和7.34個(gè)，說(shuō)明鹽害對(duì)接種RM的紫花苜蓿根瘤的形成產(chǎn)生很大的抑制作用。當(dāng)鹽濃度為50 mmol/L時(shí)，中苜1號(hào)和金皇后產(chǎn)生的根瘤數(shù)仍顯著高于阿爾岡金。當(dāng)鹽害水平增加至150 mmol/L時(shí)，中苜1號(hào)和阿爾岡金的根瘤數(shù)卻顯著高于金皇后，說(shuō)明隨著鹽害水平的升高，對(duì)RM作用于3個(gè)紫花苜蓿品種的效果均有減弱，其中，RM作用對(duì)于金皇后的抑制效果最為明顯。

表3 NaCl脅迫下RM對(duì)紫花苜蓿根鮮質(zhì)量的影響

注：表中數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差；同列不同字母表示處理間差異顯著(p<0.05)。

表4 NaCl脅迫下RM對(duì)紫花苜蓿根瘤數(shù)的影響

注：表中數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差；同列不同字母表示處理間差異顯著(p<0.05)。

2.4 不同程度鹽脅迫下接種RM對(duì)3個(gè)紫花苜蓿品種有效根瘤數(shù)的影響

由表5可知，土壤中不含RM且不接種RM的紫花苜蓿有效根瘤數(shù)為0。在鹽害不發(fā)生時(shí)，金皇后(16個(gè))和中苜1號(hào)的有效根瘤數(shù)顯著高于阿爾岡金。當(dāng)鹽害達(dá)到50 mmol/L時(shí)，金皇后的有效根瘤數(shù)顯著高于中苜1號(hào)和阿爾岡金，說(shuō)明RM對(duì)金皇后這一紫花苜蓿品種產(chǎn)生有效根瘤數(shù)的作用效果最好。不同程度鹽脅迫對(duì)紫花苜蓿有效根瘤數(shù)產(chǎn)生抑制作用。隨著鹽濃度上升，3個(gè)品種紫花苜蓿的有效根瘤數(shù)均有下降，尤其是在150 mmol/L鹽濃度時(shí)，有效根瘤數(shù)都下降至0，說(shuō)明鹽害程度越高，RM對(duì)紫花苜蓿浸染所產(chǎn)生的有效根瘤數(shù)越少，鹽害對(duì)RM的作用效果產(chǎn)生極大抑制。

表5 NaCl脅迫下RM對(duì)紫花苜蓿有效根瘤數(shù)的影響

注：表中數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差；同列不同字母表示處理間差異顯著(p<0.05)。

2.5 不同程度鹽脅迫下接種RM對(duì)3個(gè)紫花苜蓿品種丙二醛(MDA)質(zhì)量摩爾濃度的影響

由表6可知，在鹽害不發(fā)生時(shí)，接種RM后中苜一號(hào)和阿爾岡金MDA質(zhì)量摩爾濃度分別顯著減少0.17和0.28 mmol/g，金皇后MDA質(zhì)量摩爾濃度減少0.11 mmol/g，說(shuō)明在非鹽脅迫下，接種RM對(duì)3個(gè)紫花苜蓿品種的膜脂過(guò)氧化程度產(chǎn)生抑制。在鹽濃度為50 mmol/L時(shí)，接種RM的金皇后MDA質(zhì)量摩爾濃度顯著減少0.57 mmol/g，中苜1號(hào)和阿爾岡金MDA質(zhì)量摩爾濃度分別減少0.15和0.21 mmol/g，說(shuō)明在輕度鹽害時(shí)，接種RM緩解紫花苜蓿的膜脂過(guò)氧化程度。當(dāng)鹽濃度升高至150 mmol/L時(shí)，接種RM對(duì)3個(gè)紫花苜蓿品種的MDA質(zhì)量摩爾濃度影響不大，RM對(duì)紫花苜蓿的作用極小。隨著鹽濃度升高，紫花苜蓿MDA質(zhì)量摩爾濃度明顯增加，中苜一號(hào)、金皇后和阿爾岡金的MDA質(zhì)量摩爾濃度分別增加了1.68、2.03和1.04m mmol/g，說(shuō)明隨著鹽害程度加重，RM對(duì)3個(gè)品種的紫花苜蓿膜脂過(guò)氧化程度的緩解作用逐漸減弱。

2.6 不同程度鹽脅迫下接種RM對(duì)3個(gè)紫花苜蓿品種葉片可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響

由表7可知，無(wú)論鹽害是否發(fā)生，接種RM總體上對(duì)3個(gè)紫花苜蓿品種葉片可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)稍有提升，但差異不顯著，說(shuō)明接種是否RM對(duì)紫花苜蓿葉片可溶性糖的產(chǎn)生影響不顯著。當(dāng)鹽害未發(fā)生時(shí)，接種RM紫花苜蓿葉片可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為8.97 mg/g(中苜一號(hào))、12.17 mg/g(金皇后)和7.41 mg/g(阿爾岡金)。但當(dāng)鹽濃度上升至50 mmol/L時(shí)，3個(gè)紫花苜蓿品種葉片可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為14.62 mg/g(中苜一號(hào))、21.65 mg/g(金皇后)和15.58 mg/g(阿爾岡金)，明顯增加了5.65、16.16和8.17 mg/g，說(shuō)明輕度鹽脅迫促進(jìn)紫花苜蓿葉片可溶性糖的產(chǎn)生。而當(dāng)鹽害程度由50 mmol/L上升到150 mmol/L時(shí)，3個(gè)紫花苜蓿品種葉片可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別下降至12.21 mg/g(中苜一號(hào))、16.36 mg/g(金皇后)和11.76 mg/g(阿爾岡金)，說(shuō)明當(dāng)重度鹽害發(fā)生時(shí)，紫花苜蓿葉片可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)開(kāi)始下降，隨著鹽害程度的增加逐漸抑制可溶性糖的產(chǎn)生。

表6 NaCl脅迫下RM對(duì)紫花苜蓿MDA質(zhì)量摩爾濃度的影響

注：表中數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差；同列不同字母表示處理間差異顯著(p<0.05)。

表7 NaCl脅迫下RM對(duì)紫花苜?？扇苄蕴琴|(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響

注：表中數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差；同列不同字母表示處理間差異顯著(p<0.05)。

2.7 3個(gè)紫花苜蓿品種耐鹽性綜合評(píng)價(jià)

由表8可知，因?yàn)楫?dāng)鹽濃度為150 mmol/L時(shí)，對(duì)3個(gè)紫花苜蓿品種重度脅迫，是否接種RM對(duì)其耐鹽性影響不明顯，只計(jì)算鹽濃度為50 mmol/L時(shí)紫花苜蓿隸屬函數(shù)值(表8)。計(jì)算紫花苜蓿地上部分鮮質(zhì)量、根鮮質(zhì)量、根瘤數(shù)、有效根瘤數(shù)、丙二醛質(zhì)量摩爾濃度和可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)6個(gè)指標(biāo)相對(duì)值的耐鹽隸屬函數(shù)值，進(jìn)行耐鹽性綜合評(píng)價(jià)。通過(guò)隸屬函數(shù)法分別計(jì)算3個(gè)紫花苜蓿品種未接種和接種RM的隸屬度平均值分別為0.3，0.29，0，0.64，0.98，0.5，排序耐鹽性強(qiáng)弱依次為金皇后(接種RM)、中苜1號(hào)(接種RM)、阿爾岡金(接種RM)、中苜1號(hào)(未接種RM)、金皇后(未接種RM)、阿爾岡金(未接種RM)。

表8 3個(gè)紫花苜蓿品種接種和未接種耐鹽指標(biāo)隸屬函數(shù)值及耐鹽性綜合評(píng)價(jià)

3 討論

3.1 接種根瘤菌對(duì)地上部分鮮質(zhì)量與根鮮質(zhì)量的影響

在已知牧草耐鹽性評(píng)價(jià)中，紫花苜蓿屬于中等水平[21]。鹽脅迫對(duì)植物生長(zhǎng)的影響與鹽分濃度和植物本身的耐鹽程度有關(guān)[22]。植物在鹽脅迫下，最先受到脅迫傷害的是根系，繼而再發(fā)生一系列的生理生化反應(yīng)，影響地上部分的生長(zhǎng)發(fā)育，其中相對(duì)生長(zhǎng)量是植物對(duì)鹽脅迫的綜合表現(xiàn)[23]。根的生長(zhǎng)狀況是衡量鹽害對(duì)植物生長(zhǎng)影響的重要指標(biāo)。王建科研究表明，不同鹽分對(duì)幼根的生長(zhǎng)都有抑制作用[22]。牛遠(yuǎn)研究結(jié)果表明，大豆鮮生物量、根鮮質(zhì)量在遭受鹽害時(shí)變化顯著[24]。謝委對(duì)紫花苜蓿的研究表明，NaCl處理濃度越高，其根長(zhǎng)和苗長(zhǎng)越受抑制[25]。本研究中，不同鹽害程度對(duì)3個(gè)紫花苜蓿品種的生長(zhǎng)均有抑制作用。隨著NaCl濃度的提高，3個(gè)紫花苜蓿品種地上部分和根鮮質(zhì)量明顯減少。在輕度鹽脅迫下，金皇后地上部分和根鮮質(zhì)量明顯優(yōu)于中苜一號(hào)和阿爾岡金，說(shuō)明金皇后自身耐鹽性優(yōu)于其他2個(gè)紫花苜蓿品種。而重度鹽害環(huán)境下3個(gè)紫花苜蓿品種的地上鮮質(zhì)量和根鮮質(zhì)量微小且彼此間差異不明顯，說(shuō)明重度鹽害時(shí)，3個(gè)紫花苜蓿品種自身調(diào)節(jié)作用不足以調(diào)節(jié)外部的惡劣環(huán)境。

3.2 接種根瘤菌對(duì)根瘤數(shù)與有效根瘤數(shù)的影響

前人研究表明，接種叢枝菌根真菌(AM)、苜蓿中華根瘤菌(RM)等可以提高鹽害環(huán)境下的紫花苜蓿產(chǎn)量[26-30]。根瘤菌生活在植物組織內(nèi)部，通過(guò)長(zhǎng)期的自然選擇與宿主植物共生，在抵御外界環(huán)境脅迫方面比其他根際微生物具有更強(qiáng)的生存優(yōu)勢(shì)[31]。張攀等發(fā)現(xiàn)根瘤菌侵染過(guò)程能促使植物產(chǎn)生應(yīng)激防御，并形成免疫機(jī)制，以提升紫花苜蓿在遭受鹽脅迫時(shí)的耐受能力，從而提高其耐鹽性[32]。Ensiye Ashrafi等發(fā)現(xiàn)無(wú)論是否在鹽害環(huán)境中，混合接種AM和RM均能通過(guò)提高定植、結(jié)瘤數(shù)和養(yǎng)分吸收來(lái)提高紫花苜蓿產(chǎn)量[33]。宋婷婷對(duì)根瘤菌共生紫花苜蓿研究表明，接種根瘤菌可減緩鹽脅迫對(duì)作物根的傷害[34]。石茂玲對(duì)紫花苜蓿接種根瘤菌的研究表明，與根瘤菌共生可大幅提高紫花苜蓿單株總根瘤數(shù)和單株有效根瘤數(shù)[35]。根瘤是在植物根系上生長(zhǎng)的特殊的瘤，因寄生組織中建成共生的固氮細(xì)菌而形成，合成自身的含氮化合物。根瘤包括有效根瘤和無(wú)效根瘤，而其中真正發(fā)揮作用的是有效根瘤。本試驗(yàn)中，土壤不存在RM且不進(jìn)行人工接種RM的情況下，紫花苜蓿不產(chǎn)生根瘤。3個(gè)紫花苜蓿品種在接種RM后產(chǎn)生根瘤，且隨著鹽害程度的提升，根瘤和有效根瘤的產(chǎn)生受到抑制。

3.3 接種根瘤菌對(duì)丙二醛含量與可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響

植物通過(guò)生理代謝增強(qiáng)對(duì)鹽脅迫的適應(yīng)能力，即合成滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，通過(guò)生物膜保護(hù)系統(tǒng)清除活性氧，鹽分區(qū)隔化[36]。本試驗(yàn)選用兩個(gè)典型逆境生理指標(biāo)反映3個(gè)紫花苜蓿品種受到鹽脅迫時(shí)的響應(yīng)。MDA作為脂質(zhì)過(guò)氧化作用的產(chǎn)物，其含量的高低可以代表膜損傷程度的大小[37]。而可溶性糖能夠維持細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的完整性，在植物生命周期中起關(guān)鍵作用[38]。植物在遭遇鹽害時(shí)，就會(huì)積累大量的滲透保護(hù)劑，例如可溶性糖[39]。李莎莎對(duì)其他非生物脅迫影響根瘤菌共生紫花苜蓿的研究表明，低溫脅迫下，接種RM后MDA質(zhì)量摩爾濃度低于不接種的紫花苜蓿，且葉片可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于不接種的紫花苜蓿[40]。張攀對(duì)干旱脅迫影響根瘤菌共生紫花苜蓿研究表明，接種RM的紫花苜蓿葉片可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)明顯高于不接種[41]。本試驗(yàn)中，3個(gè)紫花苜蓿品種葉片MDA質(zhì)量摩爾濃度隨鹽濃度升高而增加，說(shuō)明膜脂過(guò)氧化程度加劇。在輕微鹽脅迫下接種RM，MDA質(zhì)量摩爾濃度相對(duì)于未接種下降，但在重度鹽害條件下，接種RM對(duì)MDA質(zhì)量摩爾濃度變化影響微弱，說(shuō)明輕微鹽脅迫下接種RM提高紫花苜蓿對(duì)活性氧的防御能力，但重度鹽脅迫對(duì)RM的作用產(chǎn)生很大抑制。在本試驗(yàn)中隨鹽脅迫加重，可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)先升高后降低，說(shuō)明滲透調(diào)節(jié)系統(tǒng)功能性先增強(qiáng)后減弱。在相同鹽害水平下，接種RM對(duì)紫花苜蓿葉片可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)稍有提升，說(shuō)明輕度鹽脅迫下，接種RM可提高紫花苜蓿的滲透調(diào)節(jié)能力，但重度鹽害會(huì)抑制RM的作用。

3.4 3個(gè)紫花苜蓿品種接種或未接種RM耐鹽性綜合評(píng)價(jià)

紫花苜蓿耐鹽性表現(xiàn)是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，其耐鹽能力強(qiáng)弱是多種代謝的綜合體現(xiàn)[42]。用單項(xiàng)指標(biāo)對(duì)材料間耐鹽性評(píng)價(jià)尚有局限，因此采用綜合評(píng)價(jià)法[43]。植物耐鹽性評(píng)價(jià)包括直接測(cè)定和間接測(cè)定。直接測(cè)定包括植株生物量、生長(zhǎng)速率等，間接測(cè)定包括水分吸收、MDA質(zhì)量摩爾濃度和抗氧化物質(zhì)等[44]。熊雪等用NaCl模擬鹽脅迫，采用隸屬函數(shù)法對(duì)生長(zhǎng)速率、地上生物量、地下生物量、丙二醛含量等指標(biāo)相對(duì)值對(duì)不同紫花苜蓿品種進(jìn)行耐鹽性綜合評(píng)價(jià)[20]。李源等用MDA質(zhì)量摩爾濃度、可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)和細(xì)胞質(zhì)膜透性等指標(biāo)對(duì)18個(gè)紫花苜蓿品種進(jìn)行耐鹽評(píng)價(jià)[43]。本研究利用模糊數(shù)學(xué)中的隸屬函數(shù)法，選擇地上部分鮮質(zhì)量、根鮮質(zhì)量、根瘤數(shù)、有效根瘤數(shù)、MDA質(zhì)量摩爾濃度與可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)這6個(gè)指標(biāo)的相對(duì)值對(duì)3個(gè)紫花苜蓿品種接種或未接種RM進(jìn)行耐鹽性綜合評(píng)價(jià)，得到耐鹽性強(qiáng)弱依次為金皇后(接種RM)、中苜1號(hào)(接種RM)、阿爾岡金(接種RM)、中苜1號(hào)(未接種RM)、金皇后(未接種RM)、阿爾岡金(未接種RM)?？傮w來(lái)看，在鹽害環(huán)境下，接種RM最宜種植紫花苜蓿品種為金皇后，其次為中苜一號(hào)。本研究為今后內(nèi)蒙古鹽漬土地區(qū)選育紫花苜蓿品種提供參考。

4 結(jié)論

紫花苜蓿產(chǎn)量隨鹽害程度的升高而降低，當(dāng)輕度鹽害發(fā)生時(shí)，接種苜蓿中華根瘤菌可提高紫花苜蓿的耐鹽性。當(dāng)重度鹽害發(fā)生時(shí)，接種苜蓿中華根瘤菌對(duì)紫花苜蓿的耐鹽性幾乎無(wú)影響。當(dāng)未發(fā)生鹽害或輕度鹽害發(fā)生時(shí)，金皇后品種耐鹽性最強(qiáng)，當(dāng)重度鹽害發(fā)生時(shí)，3個(gè)紫花苜蓿品種耐鹽性均弱。