李細(xì)高，譚放軍，李星曦

（1.湖南省農(nóng)作物種質(zhì)資源保護(hù)與良種繁育中心，湖南 長(zhǎng)沙 410219；2.湖南省蔬菜研究所，湖南 長(zhǎng)沙 410125；3. 湖南隆科農(nóng)資連鎖有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410007）

果園生草栽培是指選擇適宜的草種在果樹行間或全園種植草本植物作為覆蓋物的一種果園管理方法，具有能夠增加土壤有機(jī)質(zhì)含量、改善土壤理化性質(zhì)、提高土壤蓄水保肥能力、提高產(chǎn)量及果實(shí)品質(zhì)、改善果園生態(tài)環(huán)境的作用。近年來，果園生草栽培得到越來越廣泛的應(yīng)用。

土壤含鹽量是決定土壤理化性質(zhì)的主要影響因素之一[1]。土壤含鹽量過高時(shí)，果園中植物的生長(zhǎng)受到抑制，往往容易導(dǎo)致植物枯萎甚至死亡，對(duì)草類的影響尤為顯著。當(dāng)前，由于常年重施化肥、不施或少施有機(jī)肥以及種植技術(shù)不善等原因，導(dǎo)致土壤次生鹽堿化日益嚴(yán)重，嚴(yán)重影響果園生草栽培的效果[2]。高羊茅、黑麥草、白三葉和紫花苜蓿是南方果園生草栽培中常見的草種[3-6]。通過研究比較它們幼苗期的耐鹽性強(qiáng)弱，可以為含鹽量高的鹽堿地果園生草栽培提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試草種為高羊茅、一年生黑麥草、三葉草、紫花苜蓿，從湖南天泉草業(yè)發(fā)展有限公司采購(gòu)，挑選顆粒飽滿、大小相近的種子做為供試材料。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1試驗(yàn)設(shè)計(jì)根據(jù)培養(yǎng)液中NaCl的質(zhì)量體積濃度來考察種子的耐鹽性，分別設(shè)置0（純凈水）、0.3%、0.6%、0.9% 和1.2%這5個(gè)梯度，其中，純凈水培養(yǎng)作為對(duì)照，每個(gè)處理重復(fù)3次。

1.2.2種子萌發(fā)管理先用4%的次氯酸鈉溶液對(duì)種子進(jìn)行消毒處理，然后用純凈水沖洗6～7次，去除浮于表面的癟種、劣種，于無菌紙上瀝干。取10 cm口徑培養(yǎng)皿鋪墊2層濾紙，每個(gè)培養(yǎng)皿中挑選150粒健康飽滿的種子。在各培養(yǎng)皿中加入10 mL相應(yīng)溶液，將培養(yǎng)皿置于培養(yǎng)室中培養(yǎng)，設(shè)定16 h光照、8 h暗處理，溫度設(shè)定為25℃。定期記錄各培養(yǎng)皿中種子的萌發(fā)情況。每次測(cè)量后調(diào)整各培養(yǎng)皿的空間位置，以減少光照不均對(duì)種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)的影響。

1.2.3考察指標(biāo)及方法記錄各培養(yǎng)皿中草種萌芽及幼苗的生長(zhǎng)狀況，三葉草、紫花苜蓿2種草種以種子吸水膨脹、芽胚發(fā)育、胚根突破種皮即判定為開始萌發(fā)，黑麥草、高羊茅2種草種以胚芽長(zhǎng)度生長(zhǎng)到種子長(zhǎng)度的一半時(shí)（便于觀察和記錄）判定為萌發(fā)，當(dāng)種子萌發(fā)完畢后（種子萌發(fā)數(shù)不再變化或變化數(shù)小于3顆時(shí)認(rèn)定為萌發(fā)完成），每隔2 d隨機(jī)選取20顆幼苗，用游標(biāo)卡尺分別測(cè)量和記錄其根長(zhǎng)和苗長(zhǎng)。

1.3 數(shù)據(jù)計(jì)算及分析

對(duì)采集到的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行整理統(tǒng)計(jì)，并按公式（1）～（6）計(jì)算出相應(yīng)指標(biāo)。

式中：Gt表示當(dāng)供試種子為100粒時(shí)，第t天發(fā)芽的種子數(shù)；Dt為發(fā)芽的天數(shù)。

試驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)通過 Excel進(jìn)行整理和分類，通過SPSS 2019進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，經(jīng)隸屬函數(shù)分析法處理各試驗(yàn)指標(biāo)，綜合評(píng)價(jià)4種草種的耐鹽能力，隸屬函數(shù)計(jì)算見公式（7）。

式中：X表示某一指標(biāo)下材料的測(cè)定值；Xmax表示這一指標(biāo)下所有供試材料中的最大值；Xmin表示這一指標(biāo)下所有供試材料中的最小值。獲取每個(gè)鹽濃度下每份供試材料的RGR、RRL、RGL、VI等各指標(biāo)的隸屬函數(shù)值后，加和同一草種在不同指標(biāo)下的隸屬函數(shù)值，得到綜合評(píng)價(jià)值，通過綜合評(píng)價(jià)值來比較4種草種的耐鹽性。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度NaCl溶液對(duì)4種草種子萌發(fā)的影響

由表1和表2可知，在萌發(fā)過程中，4種草的發(fā)芽率均表現(xiàn)出隨著鹽濃度的提高而降低的趨勢(shì)，相對(duì)發(fā)芽率也有同樣的趨向。在萌發(fā)的第1天，當(dāng)NaCl溶液濃度為0.3%時(shí)，4種草的發(fā)芽率均顯著低于對(duì)照，但隨著時(shí)間的推移，該濃度下4種草種子的發(fā)芽率均與對(duì)照處于同等水平，有些發(fā)芽率甚至高于對(duì)照，表明低濃度鹽環(huán)境能明顯延遲種子萌發(fā)，但不會(huì)顯著降低種子的萌發(fā)率。隨著鹽處理濃度的增加，4種草種子的萌發(fā)率均有所降低；在萌發(fā)第6天，高羊茅和黑麥草種子僅在1.2%的NaCl溶液處理下萌發(fā)率顯著低于對(duì)照，而三葉草種子在0.9%和1.2%的NaCl溶液處理下萌發(fā)率顯著低于對(duì)照，紫花苜蓿種子在0.6%、0.9%和1.2%的NaCl溶液處理下萌發(fā)率顯著低于對(duì)照，表明4種草中紫花苜蓿的耐鹽性最差，其次是三葉草，而高羊茅和黑麥草的耐鹽性較好。在1.2%的NaCl溶液處理下，三葉草的最終發(fā)芽率為80.44 %，比對(duì)照降低了15.56個(gè)百分點(diǎn)，而紫花苜蓿種子的最終發(fā)芽率僅4.67 %，比對(duì)照降低了51.00 個(gè)百分點(diǎn)。隨著鹽脅迫濃度的升高，4種草種相對(duì)發(fā)芽率隨時(shí)間的推移呈現(xiàn)出愈發(fā)減緩的趨向，表明鹽脅迫會(huì)延緩草種的發(fā)芽速度，延長(zhǎng)部分種子完成萌發(fā)所需要的時(shí)間，草種萌發(fā)的整齊性差。

表1 不同濃度NaCl溶液處理下4種草種子的發(fā)芽率 （%）

表2 不同濃度NaCl溶液處理下4種草種子的相對(duì)發(fā)芽率 （%）

2.2 不同濃度NaCl溶液對(duì)4種草幼苗生長(zhǎng)的影響

從表3來看，4種草的苗長(zhǎng)和根長(zhǎng)都隨鹽脅迫濃度的增大而有所縮短。相對(duì)來說，鹽脅迫對(duì)根長(zhǎng)的影響比其對(duì)苗長(zhǎng)的影響更為顯著，且不同草種對(duì)鹽脅迫的敏感度有所差別，其中對(duì)鹽脅迫最敏感的是紫花苜蓿，在0.3%的NaCl溶液處理下其苗長(zhǎng)和根長(zhǎng)即表現(xiàn)出明顯的縮短，根長(zhǎng)僅為對(duì)照組的49.24%，苗長(zhǎng)僅為對(duì)照組的82.77%。

表3 不同濃度NaCl溶液處理下4種草幼苗的相對(duì)苗長(zhǎng)和相對(duì)根長(zhǎng) （%）

從苗長(zhǎng)的變化可以看出，當(dāng)NaCl溶液濃度為0.3%時(shí)，僅紫花苜蓿的苗長(zhǎng)較對(duì)照組明顯降低，僅為對(duì)照苗長(zhǎng)的82.77 %。其他3種草的苗長(zhǎng)均略高于對(duì)照組，黑麥草為100.50%、三葉草為103.39%、高羊茅為102.60%。隨著鹽脅迫濃度的增加，4種草的苗長(zhǎng)均變短，其中紫花苜蓿的變化量最大，而黑麥草的變化量最小。

從根長(zhǎng)的變化可以看出，當(dāng)NaCl溶液濃度為0.3%時(shí)，僅三葉草的根長(zhǎng)較對(duì)照組略有增加，相對(duì)根長(zhǎng)為103.01%，表明當(dāng)鹽脅迫濃度較低時(shí)，可小幅度促進(jìn)三葉草根的生長(zhǎng)，這可能是由于適度的鹽脅迫激活了草的某些抗鹽機(jī)制；而在該濃度鹽脅迫下，高羊茅、黑麥草和三葉草的相對(duì)根長(zhǎng)分別為93.72%、88.50%、49.24%。隨著NaCl溶液濃度的增大，4種草種的相對(duì)根長(zhǎng)變化率也不盡相同，三葉草的變化率最大，與0.3%的NaCl溶液處理相比，1.2%的NaCl溶液處理下相對(duì)根長(zhǎng)降低了58.82個(gè)百分點(diǎn)，而黑麥草只下降了14.38個(gè)百分點(diǎn)。

2.3 采用隸屬函數(shù)法綜合分析4種草的耐鹽性

進(jìn)行隸屬函數(shù)分析時(shí)，將4個(gè)鹽脅迫濃度下某種草的4個(gè)指標(biāo)數(shù)值分別取平均數(shù)后，與其他3種草的相應(yīng)指標(biāo)進(jìn)行隸屬度函數(shù)比較。從評(píng)定結(jié)果（表4）來看，黑麥草在這4種草中的耐鹽性最強(qiáng)；而紫花苜蓿的耐鹽性最差，各項(xiàng)指標(biāo)的評(píng)測(cè)值都表現(xiàn)最差。從綜合評(píng)價(jià)值來看，黑麥草的耐鹽性最強(qiáng)，綜合評(píng)價(jià)值為3.794；高羊茅次之，綜合評(píng)價(jià)值為3.697；三葉草第三，綜合評(píng)價(jià)值為3.244；紫花苜蓿的耐鹽性最弱。

表4 各草種隸屬函數(shù)值及綜合評(píng)價(jià)值

3 結(jié)論與討論

植物種子正常萌發(fā)的一個(gè)決定性條件是足夠的水分吸收，NaCl的存在使種子周圍環(huán)境的滲透壓升高，植物種子不能正常從外界吸收足夠的水分，細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能受到一定程度的破壞，種子萌發(fā)需要的基因表達(dá)以及各種相關(guān)蛋白質(zhì)、酶等生物活性物質(zhì)的合成受到抑制，進(jìn)而導(dǎo)致種子的萌發(fā)和幼苗發(fā)育進(jìn)程受到影響[7]。

從試驗(yàn)結(jié)果來看，在試驗(yàn)設(shè)置的鹽脅迫處理下，高羊茅的平均相對(duì)發(fā)芽率表現(xiàn)最佳，其平均相對(duì)發(fā)芽率為82.10%；黑麥草的平均相對(duì)苗長(zhǎng)最長(zhǎng)，為93.02%；三葉草平均相對(duì)根長(zhǎng)最長(zhǎng)，為79.20%；通過隸屬函數(shù)比較，該研究所用4種草的耐鹽性強(qiáng)弱表現(xiàn)為：黑麥草最強(qiáng)，高羊茅次之，三葉草第三，紫花苜蓿最弱。其中，高羊茅在相似鹽濃度下的相對(duì)發(fā)芽率與謝宇涵等[4]的研究結(jié)果基本吻合；與楊春桃等[8]所使用的黑麥草品種相比，筆者所用黑麥草的耐鹽性表現(xiàn)一般；而筆者所用三葉草的發(fā)芽情況較李陳建等[9]使用的白三葉品種表現(xiàn)更好，在0.3%的鹽脅迫下發(fā)芽率達(dá)到96.67 %；與王靜等[10]的研究結(jié)果相比，筆者所用紫花苜蓿的耐鹽性表現(xiàn)較差。

在較低的NaCl脅迫下，部分草種的根長(zhǎng)、苗長(zhǎng)表現(xiàn)出促進(jìn)生長(zhǎng)的現(xiàn)象，可能與種子內(nèi)部分抗逆基因和酶系統(tǒng)被激活有關(guān)。從此次試驗(yàn)結(jié)果來看，鹽脅迫會(huì)延緩種子的萌芽進(jìn)程，降低其發(fā)芽勢(shì)，導(dǎo)致出苗不齊，同時(shí)高濃度的鹽脅迫會(huì)導(dǎo)致部分種子休眠或失活，被抑制的種子極易感病死亡，從而導(dǎo)致整體發(fā)芽表現(xiàn)不佳。

植物耐鹽性評(píng)測(cè)是一個(gè)比較復(fù)雜的問題[11]，植株生長(zhǎng)環(huán)境的水分、溫度、光照、微生物和酶的活動(dòng)以及土壤中礦質(zhì)離子的種類和濃度等諸多因素都可能影響植株的耐鹽性表現(xiàn)。要比較草種耐鹽性還需要通過進(jìn)一步田間試驗(yàn)來驗(yàn)證。