22个柱花草材料幼苗期抗旱鉴定初步结果①

龙会英+++张德

摘 要 旱季是云南柱花草种植幼苗主要生长期，鉴定柱花草各品种（系）苗期的抗旱性对指导柱花草种质创新与生产具有重要意义。在试验棚内，对22个柱花草（Stylosanthes gianensis）种质材料幼苗期进行干旱处理，分别测试其各项形态指标和生理指标，研究其幼苗期的抗旱性。试验结果表明：所有供试材料中，圭亚那柱花草1（S. gianensis seabrana）、爱得华柱花草（S. gianensis cv.Endeavour）、黑种柱花草（S. gianensis USF873016）和西卡柱花草（S. scabra cv. Seca）相对较耐旱，其中西卡柱花草的抗旱性最强。

关键词 柱花草 ；幼苗期 ；抗旱性 ；鉴定

分类号 S541+.9

干旱是指长时期降水偏少，空气干燥，土壤缺水，植物体内的水分发生亏缺，影响植物正常生长发育而减产的农业气象灾害。干旱造成的减产是干旱地区作物生产的主要障碍之一[1]。目前，我国热带豆科牧草中柱花草已占80%以上，累计种植面积10 万hm2，分布在广东、广西、海南、云南、福建等省区，成为我国热带亚热带地区建立人工草地，发展节粮型畜牧业的主要牧草品种。柱花草具有适应性强、喜热带潮湿气候、耐干旱的特征，但苗期生长慢，耐旱能力差。在云南干热河谷一般是在4月上旬至5中旬育苗，而这时正是云南省干热河谷炎热高温干旱季节[2-5]，播种和种植对柱花草的生长影响较大。在柱花草的抗旱性研究方面，有人研究了缺水如何影响柱花草的生长和发育[6]，也研究了缺水对柱花草有怎样的适应性[7]，苗床条件下缺水影响柱花草发芽率方面有报导[8]。因此，对柱花草各品种（系）苗期的抗旱性鉴定对发展柱花草生产是非常重要的，本研究采用形态指标和生理指标相结合的方法评定在干热河谷区种植的22个柱花草品种（系）幼苗期抗旱性的强弱，旨在为干热河谷柱花草的种植、种草养殖及草地生态修复提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 试验地点

试验点布设在云南省农业科学院热区生态农业研究所后山基地试验棚内。试验期大棚内最高温度58.8℃，平均最高温度50.6℃；最低温度18.2℃，平均最低温度21.1℃。

1.1.2 供试品种（系）

22份材料。品种（系）序号为。1号：热研2号柱花草（S. gianensis cv.Reyan No.2）；2号：热研5号柱花草（S. gianensis cv.Reyan No.5）；3号：热研7号柱花草（S. gianensis cv.Reyan No.7）；4号：热研10号柱花草（S. gianensis cv.Reyan No.10）；5号：热研12号柱花草（S. gianensis cv.Reyan No.12）；6号：热研13号柱花草（S. gianensis cv.Reyan No.13）；7号：热研18号柱花草（S. gianensis cv.Reyan No.18）；8号：热研20号柱花草（S. gianensis cv.Reyan No.20）；9号：热研21号柱花草（S. gianensis cv.Reyan No.21）；10号：圭亚那柱花草1（S. gianensis seabrana）；11号：圭亚那柱花草2（TEMPRANO. S. guianensis）；12号：mineirao 柱花草（S. gianensis mineirao）；13号：爱得华柱花草（S.gianensis cv.Endeavour）；14号：土黄USF873015柱花草（S. gianensis USF873015）；15号：260有钩柱花草（S. hamata cv. Verano）；16号：澳克雷柱花草（S. gianensis cv. Oxley）；17号：格拉姆柱花草（S. gianensis cv.Graham）；18号：CIAT11362柱花草（S. guianensis TPRC90075）；19号：黑种柱花草（S. gianensis USF873016）；20号：GC1524EMBRAPA柱花草（S. guianensis GC1524EMBRAPA）；21号：西卡柱花草（S. scabra cv. Seca）和22号：GC1579柱花草（S. gianensis GC1581）。除了圭亚那柱花草1（S. gianensis seabrana）、圭亚那柱花草2（TEMPRANO. S. guianensis）引自澳大利亚外，其它均引自中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所牧草研究中心。

1.2 方法

1.2.1 试验设计

试验设计为大棚盆栽试验，盆规格内径×高=18 cm×16 cm，每盆装3.5 kg土。两个处理，一个处理是正常浇水（每次每盆定量浇水0.2 kg），另一个处理是种子经处理消毒后播种当幼苗植株5 cm以上间苗留10株观测，当幼苗植株10 cm以上，停止浇水产生水分胁迫，在20%幼苗叶片达到萎蔫后浇水（每盆定量浇水0.4 kg）使苗恢复[9]。再干旱使之萎蔫，用参试品种（系）萎蔫时间先后、同一时间萎蔫植株数及保存率、最后存活苗的百分率、参试材料（株高、叶长、叶宽、鲜重）抑制率的比较评价品种苗期抗旱性[10]，3次重复。

1.2.2 项目测定

1.2.2.1 萎蔫程度、复水后同一时间死亡百分数及成活数

萎蔫程度：整株有20%以上叶片萎蔫的植株数占总植株数的比值。

复水后同一时间死亡百分数及成活数：选择1个处理控水到每个材料出现萎蔫时间的先后及同一时间植株的死亡数。

1.2.2.2 株高、叶长和叶宽的测定

株高：株高是指从露土的茎至最高的节的距离。叶长和叶宽：测量+3叶的最长和最宽的地方。

1.2.2.3 株高、叶长和叶宽抑制率的测定

各参试材料的株高、叶长和叶宽抑制率=100×（正常浇水处理株高、叶长和叶宽-控水处理株高、叶长和叶宽）/正常浇水处理株高、叶长和叶宽。

1.2.2.4 柱花草复水后整个植株20%以上叶片萎蔫的土壤水分的测定

植株20%以上叶片萎蔫的土壤水分=100×（土壤样鲜土重-土壤样干重）/土壤样干重。

2 结果与分析

2.1 各参试材料萎蔫时间、复水后萎蔫百分数比较

萎蔫程度是整株有20%以上叶片萎蔫的植株数占总植株数的比值，萎蔫程度高，说明其受到伤害的植株越多，整体抗旱性越差。同一时间播种的材料首次萎蔫状态的材料抗旱性低于后面进入萎蔫状态的材料。从萎蔫时间看22个材料，多数材料萎蔫时间在9月22日，占参试材料的45.46%；最早进入萎蔫状态的材料是1号、4号和9号材料，占参试材料的13.62%，最迟进入萎蔫状态的材料是21号材料，占参试材料的4.55%。试验表明，22个材料中，1号、4号和9号耐旱性弱，10号、21号材料耐旱性强。复水后死亡百分数是指灌水2 d后死亡干枯植株占萎蔫植株的比值，百分数越高说明其整株植株受到的伤害越大，恢复能力越弱，抗旱性也越差。复水后同一时间植株萎蔫程度越高越不耐旱。同一时间萎蔫程度为100的占63.63%，萎蔫程度为0的占27.27%。保存率的高低说明抗旱性的强弱，控水后对22个材料进行干旱处理调查保存率，保存率最高的是21号材料，其次是10号材料。综合分析表1、表2和表3，22个材料中抗旱性较强的材料是21号材料、其次是10号、13号、19号材料。见表1～3。

2.2 参试材料的株高、叶长、叶宽和植株20%以上叶片萎蔫鲜重抑制率的比较

株高在一定程度上反映了植株的生物生长量，株高的抑制率越高，说明干旱对他的生物生长量影响越大，对水分越敏感，抗旱性相对较弱。株高抑制率最小的材料是13号和21号材料；株高抑制率最大的材料是15号材料；叶长抑制率最小的材料是21号材料，其次是2号；叶长抑制率最大的材料是6号材料；叶宽抑制率最小的材料是21号材料，叶宽抑制率最大的材料是8号材料；20%萎蔫时，叶片鲜重抑制率最小的材料是20号材料，其次是22和21号材料；20%萎蔫时，叶片鲜重抑制率最大的材料是5号，6号和9号材料。分析株高、叶长、叶宽、20%萎蔫时叶片鲜重抑制率，21号材料（西卡柱花草）是较耐旱品种。与张绪元研究结果相一致，认为西卡柱花草较耐旱。见表4。

2.3 各参试材料植株20%以上叶片萎蔫的土壤水分比较

植株干旱至植株20%以上叶片萎蔫状态测定盆栽土壤含水量。参试材料中土壤水分最小的是4号，其次是21号，土壤水分越低其越耐旱。见表5。

3 讨论

（1）总体看，柱花草较耐旱，在参试材料中10号、13号、19号、20号、21号和22号柱花草材料较相对其它材料耐旱，其中，21号材料（西卡柱花草）的抗旱性最强，在其他材料都受到胁迫伤害时，其受到的影响却很小，虽然其机理不是很清楚，但在实践中发现，21号材料的根系发达，扎根很深。其抗旱性强可能是因其根系的吸水能力强，从而避开了干旱[10]。因此，在很干旱地区种植柱花草时可以选择种植西卡柱花草。

（2）作物的抗旱表现是作物本身的抗旱遗传性和环境相互作用的结果，可能因时因地而异，也可能因作物生长发育的不同阶段而异，以致难以精确地进行定量衡量[11]。另外，Levitt[12]指出，在测定植物对各种不利环境因素胁迫的抗性中，抗旱性最难测定，也没有一种方法能测出植物的各种抗旱性，这种状况给抗旱育种带来了极大的困难。种植多年的生产实践表明，热研2号柱花草具有耐热、抗旱特性。但从试验中看出热研2号柱花草（参试材料中1号）、4号、5号、9号、15号和19号柱花草材料较相对其它材料不耐旱。另外，本试验研究方法简便易行，以致4号和6号柱花草材料的研究结果表现不一致，说明在试验过程中对试验测定指标与观测存在误差，同时，由于温室环境与大田环境的差异有可能带来试验误差，与张绪元[13]研究结果有相似之处。

（3）柱花草的抗旱机理十分复杂[9]，由于条件有限，本次试验涉及的柱花草种质稍多，观测量大，仅观测22个柱花草材料的部分形态指标和生理指标确定苗期抗旱性初步结果。为了更准确地鉴定柱花草苗期的抗旱性，下一步研究中，还需要进行与苗期抗旱性鉴定有关的许多研究工作，将柱花草多个形态指标、生理生化指标相结合综合评价[14]，如果有条件应从分子水平上阐明作物抗旱性的物质基础及其生理功能， 通过基因工程手段进行抗旱基因重组， 应用常规育种与遗传工程相结合的方法培育抗旱与高水分利用效率的抗旱新品系[15]，为抗旱牧草品种的选育提供理论依据[6]。

参考文献

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[15] 蒲伟凤，纪展波，李桂兰，等. 作物抗旱性鉴定方法研究进展（综述）[J]. 河北科技师范学院学报，25（2），2011：34-39.