張 軍，戈 丹，劉 玉，沈杏玉，李 甜

（商洛學(xué)院生物醫(yī)藥與食品工程學(xué)院，陜西 商洛 726000）

土壤鹽漬化是造成作物減產(chǎn)的重要因素之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)，世界范圍內(nèi)約有9.5億hm2的鹽堿地。全球每年農(nóng)業(yè)生產(chǎn)因鹽害造成的損失超過120億美元［1］。隨著人類活動(dòng)的加劇，鹽漬化正在惡化，開發(fā)和利用鹽漬化土地對提高土地利用效率和穩(wěn)定糧食產(chǎn)量具有重要的意義。選用（育）耐鹽性好的作物是開發(fā)利用鹽堿地的有效措施［2］。玉米是重要的糧食、飼料作物及工業(yè)原料，苗期是整個(gè)玉米生長周期的關(guān)鍵階段，遭受鹽脅迫后幼苗芽勢弱，胚根少且短，進(jìn)而影響其后期生長發(fā)育及產(chǎn)量［3，4］。玉米對鹽脅迫極度敏感。劉俊等［5］研究表明，鹽脅迫后玉米幼苗葉片凈光合速率明顯下降，干物質(zhì)積累明顯下降；王寧等［6］研究表明玉米葉片保護(hù)酶活性均隨鹽濃度升高呈先降低后升高趨勢。這為后續(xù)研究提供了較好的借鑒和參考。

玉米是商洛市乃至整個(gè)秦巴山區(qū)的主要糧食作物，常年播種面積約16萬hm2［7］。目前有關(guān)商洛市主栽玉米品種耐鹽性研究鮮有報(bào)道。本試驗(yàn)以商洛市6份主栽玉米品種為材料，測定不同濃度NaCl處理下相對電導(dǎo)率等指標(biāo)，應(yīng)用加權(quán)隸屬函數(shù)法綜合評價(jià)其耐鹽性，以期篩選出苗期耐鹽性較強(qiáng)的玉米品種，為商洛市玉米種植品種的選用提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料與培養(yǎng)

選用6份商洛市主栽玉米品種為材料，分別為安森7號、秦鑫1708、萬瑞6號、兆玉951、正大658和登海11，種子由商洛市種子管理站提供。以本地較大種植面積的登海11為對照。人工挑選大小一致的玉米種子，用10%的NaClO消毒處理10 min，去離子水沖洗4次后置于含適宜水分的培養(yǎng)皿中，培養(yǎng)至種子露白，挑選長勢一致的露白種子植入鋪有紗布的水培籃中。Hoagland營養(yǎng)液培養(yǎng)至三葉一心期時(shí)，將培養(yǎng)液換成用Hoagland營養(yǎng)液配置的NaCl溶液為鹽脅迫溶液。設(shè)置4個(gè)梯度：0 mmol/L（CK）、50 mmol/L（S1）、100 mmol/L（S2）和150 mmol/L（S3），每個(gè)處理3次重復(fù)。

1.2 測定指標(biāo)和方法

7 d后選取生長狀況相對一致的幼苗相同部位葉，用便攜式Li-6400光合儀器于9：00—11：00測定凈光合速率（Pn）、胞間CO2濃度（Ci）、氣孔導(dǎo)度（GS）和蒸騰速率（Tr），設(shè)置CO2濃度為380 μmol/mol，光照度為1 000 μmol/（m2·s）。測定結(jié)束后取相同葉測定SOD、POD和CAT活性。具體方法參照文獻(xiàn)［8］。每個(gè)指標(biāo)3次重復(fù)。

1.3 耐鹽性評價(jià)

不同濃度鹽脅迫下各指標(biāo)測定值與對應(yīng)品種對照指標(biāo)測定值的比值為耐鹽系數(shù)。以耐鹽系數(shù)為依據(jù)，利用加權(quán)隸屬函數(shù)法對參試玉米品種耐鹽性進(jìn)行綜合評價(jià)。

式中，u（Xj）為隸屬函數(shù)值；Xj為第j個(gè)指標(biāo)的耐鹽系數(shù)，Xmin和Xmax為第j個(gè)指標(biāo)耐鹽系數(shù)的最小值和最大值。

參考張軍等［9］設(shè)定S1脅迫、S2脅迫和S3脅迫的各權(quán)重分別為1/6、1/3、1/2，與相對應(yīng)的隸屬度相乘，求得的平均數(shù)值為該玉米品種耐鹽性的最終值。最終D值越大，表明該品種的耐鹽性越強(qiáng)，反之耐鹽性越差。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

采用Excel 2003進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，SPSS 22.0軟件進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 鹽脅迫對苗期玉米葉片光合性能的影響

2.1.1 對凈光合速率的影響 由表1可知，鹽脅迫后供試品種葉片凈光合速率較對照均不同程度地下降。S1處理下，兆玉951葉片Pn較對照降幅最大，為42.41%，登海11降幅最小，為2.62%。S2處理下，萬瑞6號的Pn較對照降幅最大，為92.04%，登海11降幅最小，為24.01%；S3處理下，安森7號的Pn較對照降幅最大，為98.18%，登海11降幅最小，為48.21%。其余品種介于二者之間。

表1 鹽脅迫對苗期玉米葉片凈光合速率的影響 （單位：μmolCO2/（m2·s））

2.1.2 對氣孔導(dǎo)度的影響 鹽脅迫后供試品種葉片氣孔導(dǎo)度較對照呈下降趨勢（表2）。S1處理下兆玉951葉片Gs較對照降幅最大，為55.56%，登海11Gs降幅最小，為11.12%。S2處理下兆玉951較對照Gs降幅最大，為72.22%，萬瑞6號Gs降幅最小，為6.45%。S3處理下兆玉951Gs降幅最大，為88.89%，萬瑞6號Gs降幅最小，為38.46%。

表2 鹽脅迫對苗期玉米葉片氣孔導(dǎo)度的影響 （單位：molCO2/（m2·s））

2.1.3 對苗期蒸騰速率的影響 由表3可知，鹽脅迫后葉片蒸騰速率較對照均顯著下降。其中，S1處理下秦鑫1708葉片Tr較對照降幅最大，為35.06%，萬瑞6號Tr降幅最小，為5.65%；S2處理下安森7號較對照Tr降幅最大，為58.15%，兆玉951降幅最小，為24.38%；S3處理下秦鑫1708Tr較對照降幅最大，為68.53%，兆玉951最小，為26.37%。此外，除兆玉951外，其余品種葉片蒸騰速率在相鄰處理間均差異顯著。

表3 鹽脅迫對苗期玉米葉片蒸騰速率的影響 （單位：mmolH2O/（m2·s））

2.1.4 對胞間CO2濃度的影響 由表4可知，鹽脅迫后玉米葉片胞間CO2濃度較對照均不同程度地增加。其中，S1處理下，安森7號葉片Ci增幅最大，為62.83%，秦鑫1708Ci增幅最小，為13.28%；S2處理下秦鑫1708Ci較對照增幅最大，為95.94%，正大658增幅最小，為34.17%；S3處理下安森7號Ci較對照增幅最大，為186.63%，登海11增幅最小，為43.53%。

表4 鹽脅迫對苗期玉米葉片胞間CO2濃度的影響 （單位：μmol CO2/mol）

2.2 鹽脅迫對苗期玉米葉片保護(hù)酶活性的影響

2.2.1 對SOD活性的影響 由圖1可知，供試玉米品種苗期葉片SOD活性隨著鹽脅迫強(qiáng)度的增加呈先增后減的變化趨勢。S1處理下，兆玉951葉片SOD活性較對照增幅最大，為14.22%，萬瑞6號增幅最小，為1.56%。S2處理下各品種葉片SOD活性均達(dá)到最大值。S3處理下SOD活性較對照均顯著下降，萬瑞6號降幅最大，為75.56%，正大658降幅最小，為13.01%。

圖1 鹽脅迫對苗期玉米葉片SOD活性的影響

2.2.2 對POD活性的影響 隨著鹽脅迫強(qiáng)度的增加，供試玉米品種苗期葉片POD活性呈先增后減的變化趨勢（圖2）。S1處理和S2處理下，均是安森7號葉片POD活性較對照增幅最小，分別為7.21%和24.98%；S1處理下登海11葉片POD活性較對照增幅最大，為84.32%；S2處理下，登海11葉片POD活性較對照增幅最大，為109.66%。S3處理下POD活性較對照均顯著下降，萬瑞6號降幅最大，為70.35%，登海11降幅最小，為11.27%。

圖2 鹽脅迫對苗期玉米葉片POD活性的影響

2.2.3 對CAT活性的影響 由圖3可知，供試玉米品種苗期葉片CAT活性隨著鹽脅迫強(qiáng)度的增加先增后減。S1處理下，正大658葉片CAT活性較對照增幅最大，為31.94%，秦鑫1708增幅最小，為15.08%。S2處理下各品種葉片CAT活性均達(dá)到最大值。S3處理下，各品種葉片CAT活性較對照有不同程度下降，兆玉951降幅最大，為55.96%，登海11降幅最小，為7.78%；除登海11外，其他5個(gè)品種葉片CAT活性較對照顯著下降。

圖3 鹽脅迫對苗期玉米葉片CAT活性的影響

2.3 苗期耐鹽性綜合評價(jià)

對3個(gè)鹽脅迫濃度下所測指標(biāo)應(yīng)用隸屬函數(shù)法進(jìn)行分析（表5）。以S1為例，登海11的u（X1）最大，為1.00，說明其在凈光合速率（Pn）指標(biāo)上其耐鹽性最好，兆玉951的u（X1）最小，為0，說明在Pn指標(biāo)上其耐鹽性最差。將各指標(biāo)的u（Xj）值求和，得D值。S1處理下登海11的D值最大，說明其對此鹽脅迫耐受性最好。將S1、S2和S3脅迫下的D值進(jìn)行加權(quán)求和，得出6個(gè)品種的綜合耐鹽性為登海11＞正大658＞秦鑫1708＞安森7號＞萬瑞6號＞兆玉951。

表5 參試品種耐鹽性綜合評價(jià)

3 討論

光合作用是作物物質(zhì)積累的重要途徑，光合性能直接影響干物質(zhì)的積累和產(chǎn)量的組成［10］。本試驗(yàn)中，鹽脅迫后供試品種苗期玉米葉片的凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率有不同程度降低，這與包明陳等［11］的研究結(jié)論相一致。鹽脅迫條件下葉綠體中積累較高濃度的Na+和Cl-［12］，PSⅡ、電子傳遞鏈（ETC）等的效率和CO2同化率（IL）都顯著下降［13］，最終表現(xiàn)為光合能力的下降。此外，本試驗(yàn)中胞間CO2濃度在鹽脅迫后有所增加。凈光合速率下降導(dǎo)致光合所需的CO2下降，其在植物細(xì)胞中積累使細(xì)胞內(nèi)CO2濃度上升。

作物為保護(hù)自身免受氧化損傷，形成相應(yīng)的保護(hù)酶系統(tǒng)以保護(hù)植物細(xì)胞膜和敏感分子免受活性氧的影響［4］。侯楠等［14］研究表明，鹽脅迫后玉米幼苗體內(nèi)SOD、POD、CAT活性會(huì)呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢。本試驗(yàn)也得出類似結(jié)論，隨著鹽脅迫的增加，3種保護(hù)酶活性有不同程度增加，以控制活性氧的含量。而S3處理下保護(hù)酶活性均有較大幅度的下降，可見植物通過增強(qiáng)自身保護(hù)酶活性來抵御逆境脅迫是有一定范圍的［15］。

作物的抗逆性是一個(gè)綜合性狀，單一性狀很難準(zhǔn)確反映作物的抗逆性，需要測定多項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行共同評價(jià)［16］。隸屬函數(shù)法是一種重要的等級評價(jià)方法，經(jīng)常在作物抗逆性評價(jià)中應(yīng)用［9］。本試驗(yàn)中，根據(jù)D值，登海11苗期耐鹽性最好，其次為正大658，兆玉951苗期耐鹽性最弱。

S2處理和S3處理下的D值和最終加權(quán)綜合D值結(jié)果基本一致，表明具有一定強(qiáng)度脅迫的逆境可能更有利于品種耐鹽性的篩選，而濃度閾值需要結(jié)合供試材料等因素來綜合確定。