張鳳銀，陳禪友，高紅霞

（1.江漢大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，湖北 武漢 430056；2.武漢市農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)研究院 作物科學(xué)研究所，湖北 武漢 430345）

近十幾年來，隨著人們對反季節(jié)蔬菜需求的增大，設(shè)施蔬菜的栽培面積迅速擴(kuò)大。然而由于設(shè)施栽培是采用特殊的覆蓋結(jié)構(gòu)，完全改變了作物生長的內(nèi)部生態(tài)環(huán)境及自然狀態(tài)下的水熱平衡，尤其是大大改變了土壤的理化性質(zhì)，致使設(shè)施土壤次生鹽漬化的程度越來越高。次生鹽漬化現(xiàn)已經(jīng)成為設(shè)施作物栽培的主要問題之一。當(dāng)土壤發(fā)生次生鹽害后，一方面影響土壤結(jié)構(gòu)，使土壤變得更加板結(jié)；另一方面影響蔬菜的生長發(fā)育，最終降低產(chǎn)量和品質(zhì)。土壤次生鹽漬化越來越受到人們的關(guān)注，研究者們試圖通過一些方法和措施緩解鹽害問題［1-3］。本試驗(yàn)選擇3個在生產(chǎn)中應(yīng)用的主栽菜豆品種，研究其對不同濃度NaCl鹽脅迫的響應(yīng)，并采用隸屬函數(shù)方法綜合評價其耐鹽性能，篩選出耐鹽性能相對強(qiáng)的品種，以便于指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)踐。

1 材料與方法

1.1 材料

以紅花白莢、西雜二號、西雜二號（寬）3個菜豆品種的種子為試驗(yàn)材料，種子均從武漢市大東門蔬菜種子市場購得。試驗(yàn)于2015年期間在江漢大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院實(shí)驗(yàn)中心進(jìn)行。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 方法 選擇飽滿無缺的菜豆種子，用溫湯浸種方法浸種4 h。然后將種子置于鋪有兩層濾紙的培養(yǎng)皿內(nèi)，每皿30粒，加入NaCl鹽脅迫溶液15 mL。NaCl鹽脅迫溶液濃度分別設(shè)置為0（CK）、0.5、1.0、2.0、3.0、5.0、7.0、9.0 g/L等8個濃度梯度。菜豆種子于RXZ型人工智能光照培養(yǎng)箱（溫度和濕度分別設(shè)置在27℃和85%）內(nèi)避光培養(yǎng)。培養(yǎng)過程中每天更換濾紙，并添加原溶液15 mL，逐日定時觀察并統(tǒng)計種子發(fā)芽情況，菜豆種子連續(xù)培養(yǎng)7 d后結(jié)束發(fā)芽試驗(yàn)。每個處理重復(fù)3次。

1.2.2 指標(biāo)測定及方法 種子萌發(fā)指標(biāo)測定參照文獻(xiàn)［4］。

發(fā)芽勢（Gv）=n/N×100%，式中：n為第4天發(fā)芽種子數(shù)量，N為供試種子數(shù)量。

發(fā)芽率（Gp）=m/N×100%，式中：m為第7天發(fā)芽種子數(shù)量，N為供試種子數(shù)量。

發(fā)芽指數(shù)（Gi）=∑Gt/Dt，式中：Gt為在第t天的發(fā)芽數(shù)量，Dt為相應(yīng)的發(fā)芽天數(shù)。

活力指數(shù)（Vi）=S×∑Gt/Dt，式中：Gt為在第t天的發(fā)芽數(shù)，Dt為相應(yīng)的發(fā)芽天數(shù)，S為平均主根長。

幼苗生長及生理指標(biāo)測定方法：在種子萌發(fā)的第7天，從每個培養(yǎng)皿中隨機(jī)取10株幼苗測量其主根長、芽長、側(cè)根數(shù)以及鮮重，并測量萌發(fā)期菜豆幼苗超氧物歧化酶（SOD）活性和丙二醛（MDA）含量。其中超氧物歧化酶活性測定用氮藍(lán)四唑法［5］，丙二醛含量測定用硫代巴比妥酸法［5］。

1.2.3 耐鹽性評價方法 為了消除不同材料固有的差異，利用相對性狀指標(biāo)計算隸屬函數(shù)值。

相對性狀指標(biāo)＝鹽脅迫下性狀的測定值/對照性狀測定值×100%。

參照文獻(xiàn)［4，6］計算各性狀的隸屬函數(shù)值：與抗鹽性呈正相關(guān)和負(fù)相關(guān)的指標(biāo)分別采用公式

式中，Xij為i品種j性狀測定值；Xjmin為j性狀的最小值；Xjmax為j性狀的最大值。將每一供試菜豆品種所有性狀具體隸屬值累加，求平均值得到該菜豆品種的最終隸屬值（D），即耐鹽性綜合評價值。D值越大，表示該品種耐鹽性越強(qiáng)，否則表示耐鹽性越弱。

1.2.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計及分析 利用Excel 2003和DPS 2000統(tǒng)計軟件分別對數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和統(tǒng)計分析，不同鹽濃度對菜豆種子萌發(fā)指標(biāo)和幼苗生理指標(biāo)影響均采用單因素方差分析，多重比較采用鄧肯氏新復(fù)極差測驗(yàn)法。

2 結(jié)果與分析

2.1 NaCl脅迫對菜豆種子萌發(fā)力的影響

2.1.1 對發(fā)芽勢、發(fā)芽率的影響 由表1可以看出，隨著NaCl溶液濃度的升高，3個菜豆品種的發(fā)芽勢和發(fā)芽率均呈現(xiàn)先升高后下降趨勢，且與對照相比，不同菜豆品種發(fā)芽勢和發(fā)芽率受顯著抑制的水平因NaCl溶液濃度不同而不同，紅花白莢和西雜二號的發(fā)芽勢和發(fā)芽率受顯著抑制的濃度均為9.0 g/L，而西雜二號（寬）則分別為9.0 g/L和7.0 g/L。

2.1.2 對發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)影響 表2的結(jié)果表明：與相應(yīng)對照相比，不同菜豆品種發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)開始受顯著抑制作用的NaCl溶液濃度也因品種的不同而不同。其中，經(jīng)NaCl溶液處理后的紅花白莢菜豆的發(fā)芽指數(shù)均與對照差異不顯著，而當(dāng)NaCl溶液濃度超過5.0 g/L，活力指數(shù)顯著降低。西雜二號的發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)當(dāng)NaCl溶液濃度分別超過3.0 g/L和7.0 g/L時受到顯著抑制。西雜二號（寬）的發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)則當(dāng)NaCl溶液濃度分別超過5.0 g/L和9.0 g/L時受到顯著抑制。

表1 NaCl鹽脅迫對菜豆種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢的影響Tab.1 Effects of NaCl salt stress on germination rate and germination potential of kidney bean seeds /%

表2 NaCl鹽脅迫對菜豆種子發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)的影響Tab.2 Effects of NaCl salt stress on germination index and vigor index of kidney bean seeds

2.2 NaCl鹽脅迫對萌發(fā)期菜豆幼苗生長的影響

2.2.1 對萌發(fā)期菜豆幼苗根系生長的影響 從表3可知，3種菜豆根系生長對不同濃度NaCl溶液處理的響應(yīng)不同。與對照相比，濃度低于2.0 g/L的NaCl溶液對紅花白莢的主根生長影響不明顯，但當(dāng)NaCl溶液濃度超過3.0 g/L時，則顯著抑制其主根生長，其濃度越高，受抑制程度越大；0.5 g/L和2.0 g/L的NaCl溶液對紅花白莢的側(cè)根發(fā)生影響不大，1.0 g/L的NaCl溶液促進(jìn)側(cè)根的形成，而NaCl溶液濃度超過5.0 g/L則抑制側(cè)根的發(fā)生，濃度越大，受抑制程度越高。NaCl溶液濃度低于3.0 g/L時，西雜二號的主根長與對照相比，差異不顯著，而濃度高于5.0 g/L則顯著抑制主根生長，濃度越大受抑制程度也越大；濃度為3.0 g/L的NaCl溶液對西雜二號側(cè)根的發(fā)生影響不明顯，0.5～2.0 g/L的NaCl溶液促進(jìn)其側(cè)根的發(fā)生，而濃度高于5.0 g/L的NaCl溶液顯著抑制側(cè)根的形成。0.5 g/L的NaCl溶液促進(jìn)西雜二號（寬）主根的生長，9.0 g/L的NaCl溶液顯著抑制主根的形成，而其余濃度對其主根生長影響不明顯；0.5～3.0 g/L的NaCl溶液促進(jìn)其側(cè)根的發(fā)生，而其余處理濃度對側(cè)根發(fā)生影響不大。

表3 NaCl鹽脅迫對菜豆幼苗主根長及側(cè)根數(shù)的影響Tab.3 Effects of NaCl salt stress on main root length and lateral root number of kidney bean seedlings

2.2.2 NaCl脅迫對萌發(fā)期菜豆幼苗芽長及鮮重的影響 不同濃度NaCl鹽脅迫對菜豆萌芽期幼苗芽的生長和鮮重的影響也因品種的不同而不同（表4）。在試驗(yàn)處理中，對紅花白莢菜豆芽生長影響有兩種表現(xiàn)：①當(dāng)NaCl溶液濃度低于5.0 g/L時對芽生長無影響；②NaCl溶液濃度高于7.0 g/L時顯著抑制芽的生長。對西雜二號的影響有3種表現(xiàn)：①1.0 g/L和3.0 g/L的NaCl溶液對芽生長無影響；②2.0 g/L的NaCl溶液促進(jìn)芽生長；③濃度高于5.0 g/L的NaCl溶液時抑制芽生長。對西雜二號（寬）的芽生長有兩種結(jié)果：①NaCl溶液濃度低于3.0 g/L時無影響；②NaCl溶液濃度高于5.0 g/L時有抑制作用。3個品種對幼苗鮮重的影響均只有兩種表現(xiàn)，即對鮮重?zé)o影響和顯著降低鮮重。即當(dāng)NaCl溶液高于5.0 g/L時顯著降低紅花白莢、西雜二號和西雜二號（寬）3個菜豆品種的鮮重。

表4 NaCl鹽脅迫對菜豆幼苗芽長及鮮重的影響Tab.4 Effects of NaCl salt stress on bud length and fresh weight of kidney bean seedlings

2.3 NaCl脅迫對萌發(fā)期菜豆幼苗生理指標(biāo)的影響

2.3.1 對菜豆幼苗SOD活性的影響 表5結(jié)果表明，隨著NaCl溶液濃度不斷升高，3種菜豆品種萌發(fā)期幼苗的SOD酶活性均呈現(xiàn)先升高后下降趨勢。其中，紅花白莢經(jīng)過濃度為0.5、1.0、7.0和9.0 g/L的NaCl溶液脅迫后，其幼苗的SOD酶活性顯著低于對照，而其余濃度與對照差異不顯著；西雜二號經(jīng)過濃度為3.0 g/L和5.0 g/L的NaCl溶液脅迫后，其幼苗SOD酶活性顯著高于對照，濃度為7.0 g/L的NaCl溶液脅迫后與對照差異不顯著，而其余濃度脅迫后則顯著低于對照；西雜二號（寬）經(jīng)過9.0 g/L的NaCl溶液脅迫后，幼苗的SOD酶活性顯著低于對照，濃度為0.5 g/L和7.0 g/L的NaCl溶液脅迫的幼苗與對照差異不顯著，而其余濃度NaCl溶液脅迫后幼苗的SOD酶活性顯著高于對照。因此，不同濃度NaCl溶液脅迫后幼苗的SOD酶活性表現(xiàn)因菜豆品種的不同而不同。

表5 NaCl鹽脅迫對菜豆幼苗SOD活性的影響Tab.5 Effects of NaCl salt stress on SOD activity of kidney bean seedlings/（U·g-1）

2.3.2 對菜豆幼苗MDA含量的影響 深度為表6中可知，隨NaCl溶液濃度的提高，3個菜豆品種幼苗的MDA含量呈上升趨勢。3個菜豆品種除受濃度為0.5 g/L的NaCl溶液脅迫后幼苗的MDA含量與對照差異不顯著外，其余濃度NaCl溶液脅迫后幼苗的MDA含量均顯著高于對照，表明隨著NaCl溶液濃度的增加，菜豆幼苗受抑制程度也增加。

表6 NaCl鹽脅迫對菜豆幼苗MDA含量的影響Tab.6Effects of NaCl salt stress on MDA content of kidney bean seedlings/（μmol·g-1）

2.4 菜豆品種耐鹽性能的綜合評價

從表7可以看出，3個菜豆品種在9.0 g/L的NaCl溶液處理時，其種子萌發(fā)和幼苗生長均受到明顯抑制，采用隸屬函數(shù)法綜合評定其耐鹽性能從強(qiáng)至弱依次為紅花白莢菜豆＞西雜二號（寬）菜豆＞西雜二號菜豆。

表7 菜豆品種各指標(biāo)的隸屬函數(shù)值及耐鹽綜合性評價值Tab.7 Membership function value and salt tolerance comprehensive evaluation value of each index of kidney heans

3 討論與結(jié)論

植物在種子萌發(fā)期相對于生長期來說對鹽脅迫更加敏感，在種子萌發(fā)階段的耐鹽狀況能反映該物種的耐鹽程度，這有利于耐鹽植物的早期選擇與評價。有研究報道鹽脅迫下，隨著鹽濃度增加，苦瓜和冬瓜的種子萌發(fā)和幼苗生長受抑制程度逐漸增加［7-8］，本試驗(yàn)也取得了一致的研究結(jié)果。低濃度鹽對種子萌發(fā)影響因植物種類不同而不同，一般有3種表現(xiàn)：對種子萌發(fā)影響不大；促進(jìn)種子萌發(fā)；抑制種子萌發(fā)［9-11］。本研究中也發(fā)現(xiàn)，低濃度的鹽脅迫，無論是對菜豆種子萌發(fā)的影響，還是對幼苗生長，甚至對幼苗生理指標(biāo)的影響也有3種表現(xiàn)。其表現(xiàn)取決于NaCl濃度，也與菜豆品種有關(guān)。

目前對植物抗逆性能綜合評判多采用科學(xué)的、合理的主成分分析或隸屬函數(shù)法等方法，避免采用單一指標(biāo)評價的片面性［12-14］。在本研究中采用隸屬函數(shù)法對3個菜豆品種進(jìn)行了耐鹽性綜合評價，發(fā)現(xiàn)耐鹽能力從強(qiáng)至弱依次為紅花白莢菜豆＞西雜二號（寬）菜豆＞西雜二號菜豆。