李榮華,王亞軍,方 正,趙 斌
(1.滄州師范學(xué)院 生命科學(xué)學(xué)院,河北 滄州 061000; 2.滄州市園林綠化局,河北 滄州 061000;3.河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 理學(xué)院,河北 保定 071000)
我國(guó)鹽堿地面積占國(guó)土面積的1/4,其中可開展農(nóng)業(yè)利用的鹽堿地面積達(dá)0.06億hm2,利用潛力巨大[1]。篩選耐鹽植物品種可以大大降低鹽堿地改良的成本,使本來(lái)不能利用的鹽堿廢地變?yōu)榭筛?,而植物耐鹽品種的篩選則需要相應(yīng)的植物耐鹽性鑒定方法,目前植物耐鹽性的鑒定方法主要有大田法、盆栽法2種。采用大田法篩選出青貯玉米[2]、櫻桃[3]、彩葉植物[4]、地被菊[5]、梅花[6]、北美海棠[7]等植物耐鹽品種,并對(duì)多種園林花卉植物耐鹽性進(jìn)行了排序[8];采用盆栽法鑒定植物耐鹽性的研究較多,主要對(duì)爬山虎[9]、菊芋[10]、羊草[11]、青稞[12]、葡萄[13]、枸杞[14]、高粱[15]、紫花苜蓿[16]等的耐鹽性進(jìn)行了研究和評(píng)價(jià)。而采用葉盤法鑒定植物耐鹽性的報(bào)道目前較少見[17]。
郁金香因其色彩繽紛絢麗,花姿俊俏挺拔,深受人們青睞,廣為栽培[18]。但在鹽堿地區(qū),有些郁金香品種在栽培過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)出苗不齊的現(xiàn)象,極大影響了郁金香的觀賞效果,不能滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的對(duì)郁金香觀賞的需求,郁金香耐鹽品種的缺乏已成為鹽堿地區(qū)郁金香引種的瓶頸,亟待解決。鑒于此,通過(guò)栽培法和葉盤法分別對(duì)9個(gè)郁金香品種進(jìn)行耐鹽性鑒定,篩選郁金香耐鹽性鑒定的適宜方法,為郁金香耐鹽性鑒定提供理論指導(dǎo)。
供試材料牛津等9個(gè)郁金香品種均為荷蘭進(jìn)口1級(jí)種球,主要性狀見表1。
表1 9個(gè)郁金香品種Tab.1 Nine varieties of tulip
栽培法、葉盤法中郁金香受鹽害后,對(duì)郁金香受害程度進(jìn)行賦值,賦值標(biāo)準(zhǔn)分別見表2和表3,根據(jù)公式計(jì)算鹽害指數(shù)[19]。
試驗(yàn)分為2步,第1步確定郁金香的鑒定鹽濃度和鑒定時(shí)間,建立郁金香耐鹽性鑒定及評(píng)價(jià)體系。
栽培法操作過(guò)程:將牛津、金色阿波羅、哈庫(kù)恩3個(gè)品種郁金香種球分別種植于基質(zhì)為蛭石的花盆中,生根后澆灌不同鹽濃度的處理液。對(duì)照(Z0):霍格蘭+0 mol/L NaCl;Z1:霍格蘭+ 0.2 mol/L NaCl;Z2:霍格蘭+0.4 mol/L NaCl;Z3:霍格蘭+0.6 mol/L NaCl;Z4:霍格蘭+0.8 mol/L NaCl。以上處理各種植10盆,均設(shè)3次重復(fù),每盆澆處理液350 mL,每7 d澆1次。置于溫室中的苗床上進(jìn)行常規(guī)培養(yǎng)。每3 d統(tǒng)計(jì)1次3個(gè)品種郁金香各處理的鹽害指數(shù),進(jìn)行郁金香耐鹽性分級(jí)(表4),選擇郁金香各品種耐鹽性分級(jí)區(qū)分度最大的處理液作為郁金香耐鹽性鑒定鹽濃度,保持郁金香品種耐鹽級(jí)別基本不變的最短處理時(shí)間作為鑒定時(shí)間。
葉盤法操作過(guò)程:從牛津、紫旗、世界之愛、橙色帝王4個(gè)品種郁金香植株上取相同部位的嫩葉,用蒸餾水清洗干凈后,用打孔器將郁金香葉片制成1 cm葉盤。將每個(gè)品種的葉盤分別放入加不同處理液的培養(yǎng)皿中,對(duì)照(Y0):MS+0 mol/L NaCl;Y1:MS+0.2 mol/L NaCl;Y2:MS+0.4 mol/L NaCl;Y3:MS+0.6 mol/L NaCl;Y4:MS+0.8 mol/L NaCl。每皿均放10個(gè)葉盤,設(shè)3次重復(fù)。每皿加處理液20 mL,每1 d換1次液。置于培養(yǎng)箱中培養(yǎng),溫度(25±2)℃,光照強(qiáng)度2 000 lx,光周期12 h/d,每1 d統(tǒng)計(jì)1次4個(gè)品種郁金香各處理的鹽害指數(shù),進(jìn)行郁金香耐鹽性分級(jí)(表4),選擇郁金香各品種耐鹽性分級(jí)區(qū)分度最大的處理液作為郁金香耐鹽性鑒定鹽濃度,保持郁金香品種耐鹽級(jí)別基本不變的最短處理時(shí)間作為鑒定時(shí)間。
表2 栽培法中郁金香受害程度賦值標(biāo)準(zhǔn)Tab.2 Evaluation standard of tulip injury degree in cultivation method
表3 葉盤法中郁金香受害程度賦值標(biāo)準(zhǔn)Tab.3 Evaluation standard of tulip injury degree in leaf disc method
表4 郁金香耐鹽性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)Tab.4 Levels standard for salt tolerance of tulip
第2步,分別用栽培法和葉盤法鑒定9個(gè)品種郁金香的耐鹽性,篩選郁金香的耐鹽品種,比較2種方法的特點(diǎn),選出適宜的郁金香耐鹽性鑒定方法。
栽培法操作過(guò)程:準(zhǔn)備牛津等9個(gè)品種的盆栽郁金香,每個(gè)品種各10盆,重復(fù)3次。分別澆灌栽培法鑒定鹽濃液(霍格蘭+ 0.6 mol/L NaCl),每盆350 mL,每7 d澆1次,常規(guī)管理。處理18 d時(shí),統(tǒng)計(jì)郁金香各品種的鹽害指數(shù),進(jìn)行郁金香耐鹽性分級(jí)(表4),篩選出郁金香耐鹽品種。
葉盤法操作過(guò)程:準(zhǔn)備牛津等9個(gè)品種郁金香的葉片,每個(gè)品種各10個(gè)1 cm葉盤,重復(fù)3次。將葉盤分別放入培養(yǎng)皿中,每皿加入葉盤法鑒定鹽溶液(MS+0.6 mol/L NaCl)20 mL,每1 d換1次液。處理4 d時(shí),統(tǒng)計(jì)郁金香各品種的鹽害指數(shù),進(jìn)行郁金香耐鹽性分級(jí)(表4),篩選出郁金香耐鹽品種。
2.1.1 栽培法 牛津、金色阿波羅、哈庫(kù)恩3個(gè)品種的郁金香植株在不同濃度鹽溶液處理下呈現(xiàn)出不同程度的葉片受鹽害癥狀,主要癥狀表現(xiàn)為葉片失綠,且隨著處理鹽濃度的增加或時(shí)間的延長(zhǎng),失綠面積逐漸加大。由圖1a可知,在0.8 mol/L NaCl處理下,3個(gè)品種郁金香的鹽害指數(shù)隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng)上升很快,處理9 d即可區(qū)分哈庫(kù)恩與其他2個(gè)郁金香品種的耐鹽性不同。但金色阿波羅和牛津的鹽害指數(shù)相近,耐鹽級(jí)別也基本相同(表4),即無(wú)法區(qū)分二者的耐鹽性級(jí)別。而且隨著時(shí)間的延長(zhǎng)各郁金香品種的耐鹽性有較大的變化,故霍格蘭+0.8 mol/L NaCl鑒定郁金香耐鹽性時(shí)其濃度偏高,不宜作為鑒定鹽溶液。
由圖1b可知,在0.6 mol/L NaCl處理下,隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng),3個(gè)品種郁金香的鹽害指數(shù)之差逐漸變大。對(duì)照表4,處理18~21 d時(shí),哈庫(kù)恩耐鹽性分級(jí)均為耐鹽性強(qiáng), 金色阿波羅的耐鹽性分級(jí)均為耐鹽性較強(qiáng),牛津的耐鹽性分級(jí)均為耐鹽性中等,3個(gè)品種郁金香的耐鹽性區(qū)分度最大。而且處理18~21 d時(shí)郁金香各品種均保持在各自相應(yīng)的耐鹽級(jí)別之內(nèi),即耐鹽性穩(wěn)定。故霍格蘭+0.6 mol/L NaCl可作為郁金香耐鹽性鑒定鹽溶液,處理18 d時(shí)可有效鑒定郁金香各品種的相對(duì)耐鹽性。
a,b,c,d分別為0.8、0.6、0.4、0.2 mol/L NaCl,圖2同a,b,c,d are 0.8,0.6,0.4,0.2 mol/L NaCl,respectively,the same as Fig.2圖1 不同濃度NaCl對(duì)3種郁金香鹽害指數(shù)的影響Fig.1 The effect of different concentrations of NaCl on the salt injury index of three tulip varieties
由圖1c可知,在0.4 mol/L NaCl處理下,3個(gè)品種郁金香的鹽害指數(shù)隨時(shí)間的延長(zhǎng)呈現(xiàn)緩慢上升的趨勢(shì),金色阿波羅比牛津的鹽害指數(shù)略低,二者基本在同一個(gè)耐鹽級(jí)別,無(wú)法有效區(qū)分金色阿波羅和牛津的耐鹽性,故霍格蘭+0.4 mol/L NaCl不宜作為鑒定鹽溶液。
由圖1d可知,0.2 mol/L NaCl處理21 d時(shí),3個(gè)品種郁金香的鹽害指數(shù)上升幅度均較小,耐鹽性均在同一個(gè)級(jí)別,無(wú)法區(qū)分其耐鹽性,故霍格蘭+0.2 mol/L NaCl不宜作為鑒定鹽溶液。
綜上所述,栽培法中郁金香耐鹽性鑒定鹽溶液為霍格蘭+0.6 mol/L NaCl,處理時(shí)間為18 d。
2.1.2 葉盤法 牛津、紫旗、世界之愛、橙色帝王4個(gè)品種的郁金香葉盤在不同濃度鹽溶液處理下,呈現(xiàn)失綠癥狀,且隨著處理鹽濃度的增加或時(shí)間的延長(zhǎng),失綠的程度逐漸加大。
由圖2a可知,在0.8 mol/L NaCl處理下,牛津等4個(gè)品種郁金香的鹽害指數(shù)隨時(shí)間的延長(zhǎng)迅速增加,其中世界之愛和紫旗鹽害指數(shù)相近,牛津和橙色帝王鹽害指數(shù)相近,耐鹽性級(jí)別區(qū)分度較小。而且處理時(shí)間每延長(zhǎng)1 d,鹽害指數(shù)增加劇烈,各郁金香品種的耐鹽性級(jí)別很不穩(wěn)定,故MS+0.8 mol/L NaCl不能作為鑒定鹽溶液,濃度偏大。
由圖2b可知,在0.6 mol/L NaCl處理下,牛津等4個(gè)品種郁金香的鹽害指數(shù)隨著時(shí)間的延長(zhǎng),在處理4~5 d時(shí)趨于穩(wěn)定,且耐鹽性分級(jí)區(qū)分度最大,故MS+0.6 mol/L NaCl可作為郁金香耐鹽性鑒定鹽溶液,處理4 d可有效鑒定郁金香各品種的相對(duì)耐鹽性。
圖2c顯示,在0.4 mol/L NaCl處理下,隨著處理時(shí)間的增加,橙色帝王和牛津的鹽害指數(shù)相近,耐鹽級(jí)別基本相同,說(shuō)明MS+0.4 mol/L NaCl不能區(qū)分橙色帝王和牛津的耐鹽性,不能作為鑒定鹽溶液,濃度偏小。
圖2d顯示,在0.2 mol/L NaCl處理下,各品種郁金香的鹽害指數(shù)隨時(shí)間變化很小,不能有效區(qū)分耐鹽性相近的牛津和橙色帝王、紫旗和世界之愛的耐鹽性。故MS+0.2 mol/L NaCl不能作為鑒定鹽溶液。
綜上所述,葉盤法中郁金香耐鹽性鑒定鹽溶液為MS+0.6 mol/L NaCl,處理時(shí)間為4 d。
圖2 不同濃度NaCl對(duì)4種郁金香鹽害指數(shù)的影響Fig.2 The effect of different concentrations of NaCl on the salt injury index of four tulip varieties
2.2.1 栽培法 由圖3可以看出,9個(gè)品種郁金香的鹽害指數(shù)依次為7號(hào)<3號(hào)<9號(hào)<2號(hào)<1號(hào)<5號(hào)<4號(hào)<6號(hào)<8號(hào),故郁金香品種的耐鹽性依次為7號(hào)>3號(hào)>9號(hào)>2號(hào)>1號(hào)>5號(hào)>4號(hào)>6號(hào)>8號(hào)。根據(jù)郁金香耐鹽性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(表4),則9個(gè)品種郁金香的耐鹽性結(jié)果為:1號(hào)牛津耐鹽性中等,2號(hào)金色阿波羅耐鹽性較強(qiáng),3號(hào)哈庫(kù)恩耐鹽性強(qiáng),4號(hào)紫旗耐鹽性較弱,5號(hào)紅色力量耐鹽性較弱,6號(hào)世界之愛耐鹽性弱,7號(hào)阿德瑞姆耐鹽性強(qiáng),8號(hào)朱迪斯耐鹽性弱,9號(hào)橙色帝王耐鹽性較強(qiáng)。
圖3 0.6 mol/L NaCl處理18 d各品種郁金香植株的鹽害指數(shù)Fig.3 The salt injury index of tulip plants of different varieties under 0.6 mol/L NaCl for 18 days
2.2.2 葉盤法 由圖4可以看出,9個(gè)品種郁金香的鹽害指數(shù)依次為7號(hào)<3號(hào)<9號(hào)<2號(hào)<1號(hào)<5號(hào)<4號(hào)<6號(hào)<8號(hào),故郁金香品種的耐鹽性依次為7號(hào)>3號(hào)>9號(hào)>2號(hào)>1號(hào)>5號(hào)>4號(hào)>6號(hào)>8號(hào)。根據(jù)郁金香耐鹽性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(表4),則9個(gè)品種郁金香的耐鹽性結(jié)果為:1號(hào)牛津耐鹽性中等,2號(hào)金色阿波羅耐鹽性較強(qiáng),3號(hào)哈庫(kù)恩耐鹽性強(qiáng),4號(hào)紫旗耐鹽性較弱,5號(hào)紅色力量耐鹽性中等,6號(hào)世界之愛耐鹽性弱,7號(hào)阿德瑞姆耐鹽性強(qiáng),8號(hào)朱迪斯耐鹽性弱,9號(hào)橙色帝王耐鹽性較強(qiáng)。
栽培法和葉盤法鑒定牛津等9個(gè)品種郁金香的相對(duì)耐鹽性順序一致,即耐鹽性依次為7號(hào)>3號(hào)>9號(hào)>2號(hào)>1號(hào)>5號(hào)>4號(hào)>6號(hào)>8號(hào);在郁金香耐鹽性分級(jí)上,9個(gè)郁金香品種中,栽培法和葉盤法有牛津等8個(gè)品種郁金香的耐鹽性等級(jí)相同,只有5號(hào)紅色力量相差1個(gè)等級(jí),即栽培法鑒定其耐鹽性為較弱,而葉盤法鑒定為耐鹽性中等??赡芘c葉盤法處理時(shí)間較短有關(guān),當(dāng)葉盤法處理5 d時(shí),5號(hào)紅色力量的耐鹽性為較弱,即與栽培法鑒定結(jié)果一致。
圖4 0.6 mol/L NaCl處理4 d各品種郁金香葉盤的鹽害指數(shù)Fig.4 The salt injury index of leaf discs of different tulip varieties under 0.6 mol/L NaCl for 4 days
葉片是植物體上的功能器官,也是在鹽脅迫下響應(yīng)最明顯的器官之一,鹽脅迫下葉片的受害程度可用于評(píng)價(jià)植株受害的程度[20]。對(duì)牛津等9個(gè)品種郁金香耐鹽性鑒定進(jìn)行了栽培法和葉盤法2種方法的比較,結(jié)果表明,栽培法鑒定鹽溶液為霍格蘭+0.6 mol/L NaCl,鑒定時(shí)間為18 d;葉盤法鑒定鹽溶液為MS+0.6 mol/L NaCl,鑒定時(shí)間為4 d。
栽培法中郁金香受鹽害后出現(xiàn)葉片失綠、萎蔫等異?,F(xiàn)象,由于郁金香植株是從根部吸收鹽溶液后再傳到葉片中,所以栽培法郁金香耐鹽性鑒定用時(shí)較長(zhǎng),為18 d;葉盤法中郁金香葉盤受鹽害后出現(xiàn)葉片失綠、水漬狀、葉脈間出現(xiàn)黑褐色斑點(diǎn)等異?,F(xiàn)象,由于在鹽溶液中進(jìn)行葉片離體靜置培養(yǎng),葉片直接吸收鹽溶液,故鑒定用時(shí)較短,為4 d。
栽培法在鑒定郁金香耐鹽性的過(guò)程中是在溫室完成,需要種植郁金香種球,配套的花盆和基質(zhì)較多,并澆營(yíng)養(yǎng)液維持其生長(zhǎng),需要大量的鑒定鹽溶液,鑒定時(shí)間長(zhǎng)(18 d),管理過(guò)程繁瑣,成本高,花費(fèi)較多的人力、物力,鑒定結(jié)果準(zhǔn)確;而葉盤法只需要1個(gè)光照培養(yǎng)箱即可,采集少量葉片、配套少量的培養(yǎng)皿和少量的鑒定鹽溶液,鑒定時(shí)間短(4 d),管理過(guò)程簡(jiǎn)單,成本低,節(jié)省人力、物力,鑒定結(jié)果與栽培法相比基本準(zhǔn)確。所以,推薦葉盤法作為郁金香耐鹽性鑒定的適宜方法,可應(yīng)用于大量郁金香耐鹽品種的快速篩選。