刘青松，贾艳丽，肖 宇，郭志顶，纪明妹，赵忠祥，黄素芳，岳明强，刘 震，阎旭东，徐玉鹏

（沧州市农林科学院，河北 沧州 061001）

0 引言

苜蓿是中国栽培最早、分布最广、利用效益最高的优良豆科牧草之一，被誉为“牧草之王”，它不仅营养价值丰富、产量高、适口性好，而且具有很强的生物固氮、改土培肥、固土护坡和植物修复的能力，同时具有广泛的生态适应性[1-3]。随着农业产业结构调整、高效优质畜牧业发展以及2019年河北省奶业振兴规划纲要的提出，优质牧草发展得到了前所未有机遇[4]。

中国土壤盐渍化面积大，盐渍化土壤约占耕地面积的1/5[5]，主要分布在中国东北、华北和西北地区。2010年以来，中国北方地区土壤次生盐渍化危害进一步加重，到2010年中国盐碱化土壤面积已超过3667万hm2[6-9]。多数学者认为，改良盐碱地最经济有效的方法为种植耐盐作物[10]。紫花苜蓿(Medicago sativaL.)是全世界范围内种植面积最广的耐盐性较强的优良豆科牧草，培育筛选耐盐性强的苜蓿品种，是开发利用盐碱地土壤的有效方式之一[11]。河北沧州东部有超过2万hm2的盐碱地，土地资源丰富，进一步开发培育耐盐紫花苜蓿新品种对改善该地区土壤条件意义重大。本试验选用‘中苜3号’和‘WL440HQ’2个紫花苜蓿品种进行盐胁迫下的生理指标和生长指标测定分析，探究盐胁迫对苜蓿的生理特性等的影响，以期为盐碱地改良和苜蓿分子育种研究提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

通过盆栽和MS培养基培养2种培育方式的耐盐性鉴定，从120个苜蓿种质资源中筛选出2个紫花苜蓿品种‘中苜3号’和‘WL440HQ’作为试验材料。其中‘中苜3号’为耐盐型，‘WL440HQ’为敏盐型。

1.2 种子预处理

选取成熟健康、籽粒饱满的种子，采用75%乙醇表面震荡消毒30 s，0.1% HgCl2震荡灭菌8 min，去离子水清洗3次。

1.3 试验设计

试验采用盆栽法，盐碱土为取自河北沧州黄骅地区的重度盐碱土，土壤含盐量0.75%，砂壤土含盐量0.1%。

试验设置7个处理（表1），按体积比例设置盐碱土与砂壤土的混合土壤。装入盆高35 cm，盆口直径30 cm的塑料盆中，内装定量的风干过筛后的耕层土壤，盆底无排水孔。播种紫花苜蓿品种，播量按22.5 kg/hm2，播深1.5 cm，每个处理3次重复，共21盆，于2020年4月12日播种，播前浇水，每隔一天进行补水。

表1 试验设计

1.4 测定指标及测定方法

根据不同处理下的苜蓿长势，待其生长至苗期时，选择长势相近的的苜蓿20株，并做好标记，用于测定生长性状。

株高：用直尺测定株高。

地上生物量：试验结束时，收获盆内全部地上部苜蓿，称重后105℃杀青，75℃烘干至恒重，根据含水量计算地上生物量[12]。单株干重(g)=单株鲜重×（1-含水量）。

主枝侧枝数：试验结束时，取每一株苜蓿记录其侧枝数目。

根系长：试验结束时，将盆内所有根系挖出，洗净后烘干，用直尺测定其长度。

地下生物量：将测定长度后的根系进行生物量的称取。

于不同生长时期对不同处理进行抗逆性评价指标丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)和超氧化物歧化酶(SOD)含量的测定。

丙二醛含量采用硫代巴比妥酸法测定[13]。

脯氨酸含量采用磺基水杨酸提取，茚三酮比色法测定[13]。

1.5 数据分析

采用Excel和SPSS等软件进行数据分析。

2 结果与分析

2.1 不同盐胁迫处理对苜蓿株高的影响

由表2可以看出，砂壤土混入盐碱土后，苜蓿各生长阶段株高均受到抑制，且随着混入盐碱土比例的升高，株高受抑制程度显著增强。各处理中以未混入盐碱土的苜蓿各生育时期株高表现最好，均显著高于其他各处理。‘中苜3号’苜蓿在YJ-0、YJ-1和YJ-2 3个处理下株高无显著差异(P＜0.05)，且在YJ-1和YJ-2处理下株高高于YJ-0，说明其耐盐性较强。而‘WL440HQ’在各生育时期株高均随着盐碱土比例的升高而显著下降(P＜0.05)，说明其对盐敏感，盐胁迫对其株高影响较大。‘中苜3号’和‘WL440HQ’在YJ-6纯盐碱土胁迫下初花期株高分别为17.9 cm和4.6 cm，说明高盐浓度胁迫会导致苜蓿生长显著降低，甚至生长停滞。

表2 盐胁迫处理对苜蓿株高的影响cm

2.2 不同盐胁迫对苜蓿地上生物量的影响

由表3可以看出，苜蓿地上生物量和主枝侧枝数均随着盐碱土比例的增加受抑制程度加强。其中在YJ-0、YJ-1和YJ-2 3个梯度下，‘中苜3号’紫花苜蓿单株鲜重、干重和主枝侧枝数均随着盐碱土比例的增加而身高，但差异不显著(P＜0.05)。当盐碱土：砂壤土比例超过1:2时，单株鲜重、干重和主枝侧枝数则显著下降(P＜0.05)，纯盐碱土种植的‘中苜3号’初花期单株干重仅为0.7 g，主枝侧枝数仅为3.2个，说明低盐胁迫对‘中苜3号’生长无显著影响，当盐浓度超过一定比例时，对其抑制作用加强，说明‘中苜3号’耐盐性较强。‘WL440HQ’苜蓿品种单株鲜重、干重和主枝侧枝数则均随着盐碱土比例的增加而显著下降(P＜0.05)，低盐胁迫对‘WL440HQ’有显著的抑制作用，‘WL440HQ’对盐胁迫较敏感。

表3 盐胁迫对苜蓿地上生物量的影响

2.3 不同盐胁迫处理对苜蓿地下生物量和根系长度影响

由表4可以看出，盐碱土混入比例的增加显著影响苜蓿的地下生物量和根系长度。‘中苜3号’在YJ-0、YJ-1、YJ-2和YJ-3 4个梯度下地下生物量和根系长度均无显著差异(P＜0.05)，且YJ-1和YJ-2 2个处理的地下生物量和根系长度高于YJ-0和YJ-3，说明一定的盐胁迫能刺激‘中苜3号’苜蓿品种的根系生长，低盐胁迫对‘中苜3号’具有一定的促进作用。WL440HQ地下生物量和根系长度均随着盐碱土比例的增加而显著下降(P＜0.05)，说明低盐胁迫对‘WL440HQ’根系生长具有显著的抑制作用。‘WL440HQ’在YJ-6纯盐碱土种植条件下初花期根系长度仅为0.71 cm，生长基本停滞。

表4 盐胁迫处理对地下生物量和根系长度的影响

2.4 不同盐胁迫下苜蓿丙二醛含量的变化

由表5可以看出，同一盐碱土混入比例条件下，‘中苜3号’和‘WL440HQ’叶片丙二醛的含量均表现为随着生育时期的推移而增加，各处理均在初花期表现为丙二醛含量最高。同一生育期内，2个苜蓿品种丙二醛含量均表现为随着盐碱土比例的增加而增加。丙二醛含量增加速度则随着生育期的推移而表现为先快后慢的趋势，苗期—分枝期丙二醛含量增加速度最快，分枝期以后增加速度变缓。在YJ-1和YJ-2 2个处理条件下，‘中苜3号’紫花苜蓿在初花期较苗期丙二醛含量分别增加5.8 nmol/g FW和5.9 nmol/g FW，高于其他处理。而‘WL440HQ’则在YJ-3和YJ-4 2个处理下丙二醛增加量最大。

表5 盐胁迫处理对苜蓿丙二醛含量的影响 nmol/g FW

2.5 不同盐胁迫下苜蓿脯氨酸含量的变化

由表6可以看出，苜蓿内脯氨酸的含量与丙二醛的表现规律相似。同一盐碱土混入比例条件下，苜蓿脯氨酸含量随着生育时期的推移而提高，2个苜蓿品种均表现为初花期脯氨酸含量最高。同一生育时期，随着盐碱土混入比例的增加，苜蓿脯氨酸含量增加。‘中苜3号’苜蓿在YJ-2和YJ-3 2个处理下，初花期脯氨酸含量较苗期分别增加了6.1 g/g FW和6.0g/g FW，增加量最大。而‘WL440HQ’则在YJ-3和YJ-42个处理下初花期较苗期脯氨酸含量增加最大，分别增加了6.7 g/g FW和6.5 g/g FW。苗期—初花期脯氨酸含量增加速度表现为先快后慢，苗期—分枝期增长速度最快。

表6 盐胁迫处理对苜蓿脯氨酸含量的影响 g/g FW

3 结论

（1）砂壤土中混入不同比例的盐碱土均会对苜蓿的生长发育产生抑制。本试验中‘中苜3号’苜蓿品种随着盐碱土比例的升高，株高、地上生物量、主枝侧枝数、地下生物量及根系长度等均表现为先增加后减少的趋势；而‘WL440HQ’的生长指标则表现为随着盐碱土占比的升高而下降的趋势。

（2）同一生育时期，‘中苜3号’和‘WL440HQ’体内脯氨酸和丙二醛含量均表现为随着盐碱土占比的增加而升高，说明盐胁迫能提高苜蓿体内脯氨酸和丙二醛的积累，增强苜蓿的抗逆性。‘中苜3号’在YJ-1和YJ-2 2个处理下体内脯氨酸和丙二醛含量增加最多，而‘WL440HQ’则在YJ-3和YJ-4 2个处理下增加最多。

（3）在YJ-0、YJ-1和YJ-2 3个处理下，‘中苜3号’在株高、地上生物量、主枝侧枝数、地下生物量以及根系长度等方面均无显著差异(P＜0.05)，且在YJ-2处理下脯氨酸和丙二醛积累最多，说明在轻度盐胁迫对‘中苜3号’无显著影响，而轻度盐胁迫则对‘WL440HQ’产生显著的抑制。

综合分析盐胁迫对2个苜蓿生长特性和生理特性产生的影响可以看出，在选用耐盐性紫花苜蓿‘中苜3号’时，河北沧州东部黄骅等地区重度盐碱土可以通过盐碱土:砂壤土=1:2的混合比例，既不影响苜蓿正常的生长，还可改良利用该地区盐碱土壤。

4 讨论

盐胁迫会严重影响苜蓿的正常生长[14]。王晓春[15]等通过研究15个苜蓿品种在盐胁迫下的种子萌发率，结果表明盐浓度低于0.6%时，多数品种均能保持较高的种子萌发率，且当盐浓度为0.2%时，对部分苜蓿品种的萌发具有一定的促进作用。蔺吉祥等[16]则研究表明随着盐浓度的增大，苜蓿种子发芽率、发芽指数及种子活力等均会受到抑制。陈小芳等[17]通过研究‘中苜3号’和‘WL-SALT’2个苜蓿品种的耐盐性，结果表明低盐胁迫并不影响2个苜蓿品种的正常生长，但随着盐浓度的升高，生长受到显著抑制，甚至生长停滞。王运涛等[18]则研究表明盐碱胁迫主要影响苜蓿主根生长，对侧根影响不大。于浩然等[19]则研究表明轻度盐碱地对苜蓿产量影响不大，但中度和重度盐碱地则显著降低苜蓿产量。本研究中较低的盐碱土占比时，对‘中苜3号’紫花苜蓿的生长影响不大，且能促进苜蓿的生长，这与陈小芳[17]、于浩然[19]等研究结果一致。

诸多研究[20-21]表明，植物对环境胁迫的承受能力与植物体内脯氨酸和丙二醛含量的积累呈正相关。Sanada等[22]认为，植物体内脯氨酸和丙二醛含量的上升，是植物对环境胁迫的一种自身适应能力。张永锋等[23]则研究认为脯氨酸和丙二醛可作为植物渗透调节的关键物资，是衡量植物耐盐碱的重要指标。但也有一些研究认为[24]，脯氨酸和丙二醛含量不能作为衡量植物抗逆性的指标。本研究中，苜蓿在受到盐胁迫后，体内脯氨酸和丙二醛含量均逐渐积累，说明盐胁迫后可能导致苜蓿体内细胞失水，渗透胁迫会促使植株体内积累脯氨酸等物资来维持植物的正常代谢。