南方果园生草栽培常见草种幼苗期的耐盐性评价

李细高，谭放军，李星曦

（1.湖南省农作物种质资源保护与良种繁育中心，湖南 长沙 410219；2.湖南省蔬菜研究所，湖南 长沙 410125；3. 湖南隆科农资连锁有限公司，湖南 长沙 410007）

果园生草栽培是指选择适宜的草种在果树行间或全园种植草本植物作为覆盖物的一种果园管理方法，具有能够增加土壤有机质含量、改善土壤理化性质、提高土壤蓄水保肥能力、提高产量及果实品质、改善果园生态环境的作用。近年来，果园生草栽培得到越来越广泛的应用。

土壤含盐量是决定土壤理化性质的主要影响因素之一[1]。土壤含盐量过高时，果园中植物的生长受到抑制，往往容易导致植物枯萎甚至死亡，对草类的影响尤为显著。当前，由于常年重施化肥、不施或少施有机肥以及种植技术不善等原因，导致土壤次生盐碱化日益严重，严重影响果园生草栽培的效果[2]。高羊茅、黑麦草、白三叶和紫花苜蓿是南方果园生草栽培中常见的草种[3-6]。通过研究比较它们幼苗期的耐盐性强弱，可以为含盐量高的盐碱地果园生草栽培提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试草种为高羊茅、一年生黑麦草、三叶草、紫花苜蓿，从湖南天泉草业发展有限公司采购，挑选颗粒饱满、大小相近的种子做为供试材料。

1.2 试验方法

1.2.1试验设计根据培养液中NaCl的质量体积浓度来考察种子的耐盐性，分别设置0（纯净水）、0.3%、0.6%、0.9% 和1.2%这5个梯度，其中，纯净水培养作为对照，每个处理重复3次。

1.2.2种子萌发管理先用4%的次氯酸钠溶液对种子进行消毒处理，然后用纯净水冲洗6～7次，去除浮于表面的瘪种、劣种，于无菌纸上沥干。取10 cm口径培养皿铺垫2层滤纸，每个培养皿中挑选150粒健康饱满的种子。在各培养皿中加入10 mL相应溶液，将培养皿置于培养室中培养，设定16 h光照、8 h暗处理，温度设定为25℃。定期记录各培养皿中种子的萌发情况。每次测量后调整各培养皿的空间位置，以减少光照不均对种子萌发及幼苗生长的影响。

1.2.3考察指标及方法记录各培养皿中草种萌芽及幼苗的生长状况，三叶草、紫花苜蓿2种草种以种子吸水膨胀、芽胚发育、胚根突破种皮即判定为开始萌发，黑麦草、高羊茅2种草种以胚芽长度生长到种子长度的一半时（便于观察和记录）判定为萌发，当种子萌发完毕后（种子萌发数不再变化或变化数小于3颗时认定为萌发完成），每隔2 d随机选取20颗幼苗，用游标卡尺分别测量和记录其根长和苗长。

1.3 数据计算及分析

对采集到的原始数据进行整理统计，并按公式（1）～（6）计算出相应指标。

式中：Gt表示当供试种子为100粒时，第t天发芽的种子数；Dt为发芽的天数。

试验得到的数据通过 Excel进行整理和分类，通过SPSS 2019进行数据分析，经隶属函数分析法处理各试验指标，综合评价4种草种的耐盐能力，隶属函数计算见公式（7）。

式中：X表示某一指标下材料的测定值；Xmax表示这一指标下所有供试材料中的最大值；Xmin表示这一指标下所有供试材料中的最小值。获取每个盐浓度下每份供试材料的RGR、RRL、RGL、VI等各指标的隶属函数值后，加和同一草种在不同指标下的隶属函数值，得到综合评价值，通过综合评价值来比较4种草种的耐盐性。

2 结果与分析

2.1 不同浓度NaCl溶液对4种草种子萌发的影响

由表1和表2可知，在萌发过程中，4种草的发芽率均表现出随着盐浓度的提高而降低的趋势，相对发芽率也有同样的趋向。在萌发的第1天，当NaCl溶液浓度为0.3%时，4种草的发芽率均显著低于对照，但随着时间的推移，该浓度下4种草种子的发芽率均与对照处于同等水平，有些发芽率甚至高于对照，表明低浓度盐环境能明显延迟种子萌发，但不会显著降低种子的萌发率。随着盐处理浓度的增加，4种草种子的萌发率均有所降低；在萌发第6天，高羊茅和黑麦草种子仅在1.2%的NaCl溶液处理下萌发率显著低于对照，而三叶草种子在0.9%和1.2%的NaCl溶液处理下萌发率显著低于对照，紫花苜蓿种子在0.6%、0.9%和1.2%的NaCl溶液处理下萌发率显著低于对照，表明4种草中紫花苜蓿的耐盐性最差，其次是三叶草，而高羊茅和黑麦草的耐盐性较好。在1.2%的NaCl溶液处理下，三叶草的最终发芽率为80.44 %，比对照降低了15.56个百分点，而紫花苜蓿种子的最终发芽率仅4.67 %，比对照降低了51.00 个百分点。随着盐胁迫浓度的升高，4种草种相对发芽率随时间的推移呈现出愈发减缓的趋向，表明盐胁迫会延缓草种的发芽速度，延长部分种子完成萌发所需要的时间，草种萌发的整齐性差。

表1 不同浓度NaCl溶液处理下4种草种子的发芽率 （%）

表2 不同浓度NaCl溶液处理下4种草种子的相对发芽率 （%）

2.2 不同浓度NaCl溶液对4种草幼苗生长的影响

从表3来看，4种草的苗长和根长都随盐胁迫浓度的增大而有所缩短。相对来说，盐胁迫对根长的影响比其对苗长的影响更为显著，且不同草种对盐胁迫的敏感度有所差别，其中对盐胁迫最敏感的是紫花苜蓿，在0.3%的NaCl溶液处理下其苗长和根长即表现出明显的缩短，根长仅为对照组的49.24%，苗长仅为对照组的82.77%。

表3 不同浓度NaCl溶液处理下4种草幼苗的相对苗长和相对根长 （%）

从苗长的变化可以看出，当NaCl溶液浓度为0.3%时，仅紫花苜蓿的苗长较对照组明显降低，仅为对照苗长的82.77 %。其他3种草的苗长均略高于对照组，黑麦草为100.50%、三叶草为103.39%、高羊茅为102.60%。随着盐胁迫浓度的增加，4种草的苗长均变短，其中紫花苜蓿的变化量最大，而黑麦草的变化量最小。

从根长的变化可以看出，当NaCl溶液浓度为0.3%时，仅三叶草的根长较对照组略有增加，相对根长为103.01%，表明当盐胁迫浓度较低时，可小幅度促进三叶草根的生长，这可能是由于适度的盐胁迫激活了草的某些抗盐机制；而在该浓度盐胁迫下，高羊茅、黑麦草和三叶草的相对根长分别为93.72%、88.50%、49.24%。随着NaCl溶液浓度的增大，4种草种的相对根长变化率也不尽相同，三叶草的变化率最大，与0.3%的NaCl溶液处理相比，1.2%的NaCl溶液处理下相对根长降低了58.82个百分点，而黑麦草只下降了14.38个百分点。

2.3 采用隶属函数法综合分析4种草的耐盐性

进行隶属函数分析时，将4个盐胁迫浓度下某种草的4个指标数值分别取平均数后，与其他3种草的相应指标进行隶属度函数比较。从评定结果（表4）来看，黑麦草在这4种草中的耐盐性最强；而紫花苜蓿的耐盐性最差，各项指标的评测值都表现最差。从综合评价值来看，黑麦草的耐盐性最强，综合评价值为3.794；高羊茅次之，综合评价值为3.697；三叶草第三，综合评价值为3.244；紫花苜蓿的耐盐性最弱。

表4 各草种隶属函数值及综合评价值

3 结论与讨论

植物种子正常萌发的一个决定性条件是足够的水分吸收，NaCl的存在使种子周围环境的渗透压升高，植物种子不能正常从外界吸收足够的水分，细胞的结构和功能受到一定程度的破坏，种子萌发需要的基因表达以及各种相关蛋白质、酶等生物活性物质的合成受到抑制，进而导致种子的萌发和幼苗发育进程受到影响[7]。

从试验结果来看，在试验设置的盐胁迫处理下，高羊茅的平均相对发芽率表现最佳，其平均相对发芽率为82.10%；黑麦草的平均相对苗长最长，为93.02%；三叶草平均相对根长最长，为79.20%；通过隶属函数比较，该研究所用4种草的耐盐性强弱表现为：黑麦草最强，高羊茅次之，三叶草第三，紫花苜蓿最弱。其中，高羊茅在相似盐浓度下的相对发芽率与谢宇涵等[4]的研究结果基本吻合；与杨春桃等[8]所使用的黑麦草品种相比，笔者所用黑麦草的耐盐性表现一般；而笔者所用三叶草的发芽情况较李陈建等[9]使用的白三叶品种表现更好，在0.3%的盐胁迫下发芽率达到96.67 %；与王静等[10]的研究结果相比，笔者所用紫花苜蓿的耐盐性表现较差。

在较低的NaCl胁迫下，部分草种的根长、苗长表现出促进生长的现象，可能与种子内部分抗逆基因和酶系统被激活有关。从此次试验结果来看，盐胁迫会延缓种子的萌芽进程，降低其发芽势，导致出苗不齐，同时高浓度的盐胁迫会导致部分种子休眠或失活，被抑制的种子极易感病死亡，从而导致整体发芽表现不佳。

植物耐盐性评测是一个比较复杂的问题[11]，植株生长环境的水分、温度、光照、微生物和酶的活动以及土壤中矿质离子的种类和浓度等诸多因素都可能影响植株的耐盐性表现。要比较草种耐盐性还需要通过进一步田间试验来验证。