32个长江中下游麦区小麦品种幼苗期耐盐性的鉴定和评价

余桂红，张 鹏，马鸿翔, 王化敦，范祥云

（江苏省农业科学院 粮食作物研究所，江苏 南京 210014）

江苏省是东部沿海大省，海岸线长达888.9 km，沿海滩涂面积巨大，江苏省沿海滩涂面积占全国总滩涂面积的1/4［1］。滩涂的开发利用应用于农作物生产中可极大地提高农作物的供给，但是沿海滩涂土壤大多存在不同程度的盐渍化。土壤盐渍化是影响农作物生产的主要非生物逆境之一，严重影响农作物的生长发育和产量。滩涂盐渍化土壤的开发利用，一方面是通过物理、化学、工程以及农艺措施等进行土壤的降盐渍化改良；另一方面是种植和培育耐盐碱的农作物［2-3］。

小麦是我国乃至全世界的重要粮食作物之一。滩涂开发的麦田虽然对土壤进行了一定措施的改良，但一般仍有一定的盐度，大多为中低产麦田［4］，若需要种植耐盐小麦，最经济有效的途径是从现有品种中筛选出耐盐性强的小麦。

作物的耐盐性是一个受到多基因控制的复杂数量性状，不同的发育时期耐盐性不同。前人研究认为处于发育早期的发芽期和幼苗期为作物的整个生长发育进程奠定基础，发育早期的盐害伤害较大，因此作物发育早期的耐盐性研究具有重要的意义［5-8］。

小麦品种间耐盐性差异较大，特别是在发育早期。幼苗期是小麦耐盐性最薄弱的阶段，是小麦从异养阶段到自养阶段的过渡，同时也是大多数盐渍化麦田土壤返盐的时期，幼苗期的高耐盐性是保证苗全、苗齐的基础，为小麦后期的生长发育奠定基础［8］。张巧凤等［9］对293份小麦种质进行耐盐性鉴定，筛选出20份幼苗期综合性耐盐性达到或超过耐盐品种山融3号的种质。张婷婷等［10］对30份黑龙江省试种春小麦品种（系）进行耐盐性鉴定，筛选出3个幼苗期高度耐盐碱品种（系），彭智等［11］对321份材料进行耐盐性鉴定，获得18份幼苗期高耐盐材料。此外王萌萌等［8，12-14］均对小麦幼苗期的耐盐性进行了研究，筛选出一批幼苗期耐盐的小麦品种（系）或种质材料，但是以往报道筛选出的幼苗期耐盐的小麦品种（系）或种质材料主要是北方麦区或国外引进的一些品种或种质材料，不适宜处于长江中下游麦区的江苏沿海滩涂种植，因此还需要筛选出适宜长江中下游麦区气候条件的耐盐品种。

本试验在本实验室小麦发芽期耐盐性鉴定的基础上，选用30份发芽期较为耐盐的小麦品种以及长江中下游麦区大面积推广的品种宁麦13和长江中下游麦区的区试对照品种扬麦20进行幼苗期的耐盐性鉴定和评价，为筛选和选育适宜江苏省沿海滩涂盐渍化麦田种植的小麦品种提供发育早期幼苗期的耐盐依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

根据本实验室发芽期耐盐筛选的结果，挑选30份发芽期较为耐盐的长江中下游麦区小麦品种（表1）以及长江中下游麦区大面积推广品种宁麦13和长江中下游麦区的区试对照品种扬麦20进行幼苗期的耐盐性分析，同时以山东省德州市农业科学研究所培育的耐盐品种德抗961［15］作为对照。

表1 供试小麦品种

1.2 试验方法

将供试小麦种子在清水中发芽处理3 d，然后转入1%的NaCl盐水溶液［6］中培养， 培养方法参照刘旭等［12］方法，每处理10株幼苗，3个重复，同时设清水对照，10 d后，调查测量每株幼苗的株高和根长，统计根数，称取幼苗鲜重。

1.3 耐盐性评价

耐盐系数（STC， Saline Tolerance Coefficient）的计算［16］。

其中，Xt和XCK分别为盐胁迫处理下的某性状平均值和同一性状在对照条件下的平均值。

耐盐综合评价值（D）的计算［17］

Uij表示第i个品种第 j个性状的隶数函数；STCij表示第i个品种第 j个性状的耐盐系数；STCjmin表示第 j个性状的最小耐盐系数；STCjmax表示第 j个性状的最大耐盐系数；Di为第i个品种的耐盐综合评价值；σj表示为第 j个性状耐盐系数的变异系数。

采用K-Means法对检测品种的耐盐综合评价值D值进行聚类分析，设置聚类数目为5，D值由高到低将检测品种对应分为5个等级：高度耐盐（HT）、耐盐（T）、耐盐性中等（M）、盐敏感（S）和高度盐敏感（HS）［11］。

采用Excel 2016 和SPSS 19软件进行数据统计和分析。

2 结果与分析

2.1 幼苗期盐胁迫对小麦不同性状的影响

对发芽期筛选出来的较为耐盐的30个小麦品种，以及扬麦20、宁麦13和德抗961在幼苗期进行了耐盐性鉴定，方差分析结果显示在株高、根长、根数和鲜重等4个性状的耐盐系数方面，品种之间均存在显著的差异（表2）。

表2 株高、根长、根数和鲜重等4个性状的耐盐系数方差分析

从4个性状耐盐系数的平均值来看，4个性状总体都受到了盐胁迫的抑制作用，但不同性状受到盐胁迫的抑制作用大小不同（表3）。其中株高受盐胁迫影响抑制作用最大，降幅为25.76%；根长受盐胁迫的抑制作用最小，平均降幅仅为6.19%；根数和鲜重受盐胁迫的抑制作用介于两者之间，降幅分别为15.57%和12.65%。

表3 供试小麦品种幼苗期4个性状的耐盐系数

除株高以外，其他3个性状根长、根数和鲜重均有在盐胁迫下性状数值升高、耐盐系数大于1的材料，在根长、根数和鲜重这3个性状上，耐盐系数大于1的材料分别有9、9和6个，各占总参试品种的27.27%、27.27%和18.18%。在4个检测性状中，根数的变异系数最大为18.10%；其次为鲜重，变异系数为14.40%；根长和株高的变异系数分别为13.90%和12.50%。

2.2 小麦品种幼苗期耐盐性的综合评价

小麦的耐盐性是一个复杂的数量性状，涉及发芽期、幼苗期、拔节期和成熟期等不同的阶段，不同的发育阶段也涉及多个性状，目前虽然研究较多，但仍无统一的鉴定标准。本研究选用小麦发育的早期幼苗期对长江中下游麦区的32个小麦品种进行耐盐性鉴定，采用的方法为隶属函数法，通过隶属函数法计算出与耐盐相关的各个性状的综合评价值（D值）。综合评价值可消除单一指标评价的片面性，达到对作物的抗逆性进行的综合评价。D值计算结果显示供测定小麦品种的D值分布于0.079～0.502，平均值为0.266， 变异系数为43.70%，变异系数较大，说明检测品种在幼苗期的耐盐性差异较大。耐盐品种德抗961的D值是0.38，皖麦54、苏麦188、宁盐1号、鄂麦18、皖麦42和宁麦24这6个品种的D值高于德抗961，说明这6个品种在幼苗期的耐盐性高于耐盐品种德抗961。

K-Means聚类分析结果显示（表4），皖麦54、苏麦188和宁盐1号这3个品种在幼苗期的耐盐性较高，属于高耐盐品种，D值介于0.461～0.502，平均值为0.476，占全部参试品种的9.38%；鄂麦18、皖麦42、宁麦24等8个品种（占全部参试品种的25%）和耐盐品种德抗961的聚类分属于耐盐品种一类，D值介于0.327～0.398，平均值为0.369；宁麦17、鄂麦580和扬麦25等8个品种属于中等耐盐品种，D值介于0.236～0.282，平均值为0.255，占全部参试品种的25%；皖麦27、皖麦43和华麦12等7个品种属于盐敏感品种，D值介于0.157～0.221，平均值为0.191，占全部参试品种的21.87%；鄂麦23、鄂麦25和扬麦15等6个品种在幼苗期属于高度盐敏感品种，D值介于0.079～0.138，平均值为0.104，占全部参试品种的18.75%。

表4 32个小麦品种和德抗961的D值和耐盐性分级

2.3 相关性分析

相关性分析结果显示株高耐盐系数与鲜重耐盐系数间存在极显著的相关性，根数耐盐系数与株高和鲜重的耐盐系数均存在显著的相关性，根长耐盐系数与株高、根数和鲜重这3个指标的耐盐系数均无显著的相关性。综合评价D值与株高、根长、根数和鲜重这4个指标的耐盐系数均存在极显著的相关性（表5）。

表5 供试小麦品种的耐盐系数之间以及与综合评价 D值的相关性

3 结论与讨论

在本研究中，盐胁迫对小麦幼苗期不同性状的抑制作用不同，从检测品种不同性状耐盐系数的平均值来看，盐胁迫对4个检测性状的抑制作用的大小依次为株高＞根数＞鲜重＞根长，株高受盐胁迫抑制作用最大、根长受盐胁迫抑制作用最小。张巧凤等［9］研究认为在小麦幼苗期盐胁迫对根长的抑制作用比对株高的大，而在本研究中发现小麦幼苗期盐胁迫对株高的抑制作用大于对根长的抑制作用，其原因可能是本研究主要选择的是长江中下游麦区近年来培育的品种，由于长期的环境适应，根部较其他来源的品种对盐害逆境的忍耐力可能更强，具体原因需要进一步的研究。

幼苗期盐胁迫对所有供检测材料的株高都有抑制作用，全部供检测品种的株高耐盐系数均小于1，而其余3个性状，均出现了耐盐系数大于1的材料。佟汉文等［17］在湖北稻茬小麦新品种（系）孕穗期耐渍性研究中发现穗长、千粒重和籽粒产量等9个性状中出现了耐渍系数大于1的材料，与本研究结果相类似，产生这种现象的原因可能与不同性状以及不同小麦品种基因型对逆境伤害的适应性差异较大有关［10，17-18］。

小麦的耐盐性是一个涉及多条代谢途径、易受环境影响、多基因控制的复杂数量性状，单一性状评价指标对小麦耐盐性的评价具有一定的片面性。基于隶属函数法的作物抗逆性综合评价法已成功应用于作物的耐湿［17］、抗旱［19］和耐盐［20］等作物逆境的评价。本研究通过耐盐综合评价法对32个长江中下游小麦品种进行幼苗期的耐盐性鉴定和评价，筛选出皖麦54、苏麦188和宁盐1号等3个幼苗期高度耐盐的品种，鄂麦18、皖麦42、宁麦24、襄麦25、生选6号、宁麦11号、扬辐麦4号和镇麦6号等8个耐盐的品种，山东省德州市农业科学研究所培育的耐盐品种德抗961在幼苗期的耐盐性与这8个耐盐品种聚为一类。长江中下游麦区大面积推广品种宁麦13和长江中下游麦区的区试对照品种扬麦20在幼苗期都属于中等耐盐。本研究筛选出的11个幼苗期耐盐性较强的品种均为本实验室筛选的发芽期耐盐性较好的品种，这11个品种可进一步用于江苏海滨滩涂盐渍化土地小麦全生育期耐盐性的筛选。

孙永媛等［21］研究认为盐胁迫下小麦幼苗期株高受抑制程度大小与品种耐盐能力相关性强，可作为评价小麦幼苗期耐盐能力的参考指标。从本研究的相关性分析发现，小麦幼苗期的耐盐性综合评价值（D值）与鲜重耐盐系数的相关系数最大为0.812，其次与株高耐盐系数的相关系数为0.78。耐盐综合评价法对作物不同品种的耐盐能力评价较为全面，但是需要测量的性状较多，工作量较大，不适宜于对大量材料的耐盐能力的快速鉴定。除株高耐盐系数（在已发表的部分文章中称为相对株高）可作为耐盐快速检测指标外，在苗期水培条件下，鲜重代表了幼苗生物物质的总积累，鲜重耐盐系数与幼苗期耐盐性综合评价值相关系数最大，推荐鲜重耐盐系数（相对鲜重）作为幼苗期水培条件下耐盐快速检测的指标。