苏北沿海滩涂盐碱地上不同类型甘薯品种耐盐性比较

董静+邢锦城+朱小梅+丁海荣+刘冲+赵宝泉+温祝桂+洪立洲

摘要：对9个不同类型甘薯品种在盐碱地条件下的生长状况及Na+和K+含量的分配差异进行了系统分析，以期筛选出适宜在苏北沿海滩涂盐碱地栽植的耐盐甘薯品种。研究结果表明，甘薯不同品种间的耐盐性存在差异，主要产量性状如鲜薯产量、薯块干率、薯干产量等在不同甘薯品种间均表现出显著差异。鲜薯和薯干产量可作为综合评价甘薯品种耐盐性的理想指标，并以此筛选出较为耐盐品种如NZ-1、NJ-72、W50-20、XS-33等。耐盐甘薯叶片与根系中的K+比值较高，根部积累Na+较多，叶片部Na+较少。因此Na+与K+离子在体内的吸收与分布差异可能是导致甘薯耐盐性相对强弱的重要原因。同时，对甘薯种植前后土壤的主要理化性质进行了分析，结果表明，甘薯种植后试验区内土壤表层的含盐量显著降低，而土壤养分指标均有不同程度的提高。表明甘薯是一种耐盐性较强的作物，盐碱地种植能起到降低土壤盐分、改良土壤的作用，是提高苏北滩涂盐碱地利用率的有效途径。

关键词：甘薯；盐碱地；耐盐性；产量性状；Na+；K+

中图分类号： S531.01 文献标志码： A 文章编号：1002-1302（2017）18-0085-04

收稿日期：2016-05-16

基金项目：江苏沿海地区农业科学研究所科研基金（编号：YHS201404）。

作者简介：董 静（1988—），女，江苏盐城人，硕士研究生，研究实习员，主要从事耐盐植物栽培利用研究。E-mail：dongjingyc@163.com。

通信作者：洪立洲，硕士，研究员，主要从事土壤肥料与盐土农业工程研究。Tel：（0515）88334141；E-mail：ychonglz@163.com。 甘薯[Ipomoea batatas （L.）Lam.]为旋花科一年生或多年生蔓生性草本块根植物，是重要的粮食、饲料以及工业原料，在世界粮食生产中总产排第7位[1]。我国是世界上最大的甘薯生产国，作为本国的第四大粮食作物，甘薯在粮食生产和能源安全方面发挥着重要作用。近年来，随着人们对甘薯营养价值认识的提高和保健意识的增强，甘薯作为可改善人体营养的保健食品得到广泛关注[1]。

江苏沿海滩涂总面积达68.7万hm2以上，居于全国首位，其中沿海多为淤泥质海岸，而海岸仍在逐年淤积成为新的滩涂陆地，成为江苏省农业发展的重要后备土地资源[2]。沿海滩涂作为海岸带重要湿地资源，土地含盐碱较高，适宜种植的经济作物少。研究表明，甘薯在滨海盐渍土含盐量达 0.5% 条件下仍具有一定的产量，但品种间差异较大[3]。江苏沿海滩涂地少人多，在滩涂盐碱地上种植甘薯，引进、筛选耐盐甘薯新品种，可提高存在土壤障碍的非耕地资源的利用率[4]，因此，在滩涂区发展甘薯产业具有广阔前景。

甘薯适应性较强，耐旱、耐盐碱、用途广、稳产性高。前人对不同甘薯品种耐盐碱程度的研究多集中在室内[5-7]，目前对盐碱地直接种植甘薯进行不同基因型耐盐性鉴定鲜有报道。本研究以沿海滩涂绿色生态开发利用为目标，利用江苏省盐城市大丰区金海农场盐碱地，开展耐盐甘薯种质的田间筛选试验，根据这批不同基因型甘薯的田间农艺性状与经济性状表现，筛选出较为耐盐碱的品种。同时分析甘薯栽植前后土壤主要理化性质的变化，研究甘薯种植改良盐渍化土壤的效果，为沿海滩涂甘薯推广种植及进一步的开发利用提供技术依据。

1 材料与方法

1.1 材料

选择白肉甘薯品种（系）3个，分别为SY-303、N104-2、XYS-35；紫肉甘薯品种（系）6个，分别为XS-33、N6-8、XS-5、NJ-72、NZ-1、W50-20作为供试材料，由江苏省徐州甘薯研究中心提供。

1.2 试验方法

田间小区试验于2015年6—10月在江苏省盐城市大丰区金海农场进行。采用起垄净作栽培方式，垄距0.9 m，株距0.2 m，小区面积25 m2，每个品种（系）3次重复，随机区组排列。种植密度为3 100株/hm2，四周设保护行3行，栽插 125 d 后收获。氮肥（尿素）用量为150 kg/hm2，磷肥（P2O5）用量为135 kg/hm2。

1.3 测定项目和方法

1.3.1 甘薯性状的测定 收获前10 d在每小区第1垄选取具代表性的甘薯6株进行取样，取样部位分别为第1张幼叶、成熟叶、须根和块根，并测定每个品种（系）主蔓长、基部分枝数、叶片数和茎粗；收获期分区进行考种，每小区随机取样5个，将块根洗净切成丝状均匀混合后取100 g样置于80 ℃烘箱内烘干至恒质量，称质量，记为薯块干率。记录小区内甘薯地上部茎叶鲜质量、须根及块根鲜质量。

1.3.2 钠、钾含量的测定 将叶片和须根洗净分别置于 105 ℃ 烘箱内杀青15 min后，80 ℃烘干至恒质量，重复3次。取叶片和块根干样各0.5 g，马弗炉灰化后，用1.0 mmol/L盐酸溶解并定容到50 mL容量瓶内，随后稀释20倍，利用原子吸收分光光度计分别测定相应的离子含量。

1.3.3 土样的测定 甘薯栽插前及收获后分别取0～20 cm土壤样本，分析含盐量、速效氮含量、速效钾含量、速效磷含量、有机质含量等，土样基本性状用常规方法测定[8]。

1.4 数据处理

采用Excel 2003和SPSS 19.0对数据进行分析处理。

2 结果与分析

2.1 盐碱地条件下不同甘薯品种农艺性状与经济性状比较

2.1.1 农艺性状比较 大部分甘薯品种生长良好，表现出较强的耐盐性。从表1可以看出，主蔓长以NZ-1最长，达190.83 cm，N104-2最短；基部分枝数、单株结薯数差异均不显著。单株叶片数、茎粗、主蔓长不同甘薯品种间差异明显。

2.1.2 经济性状比较 从表2可以看出，鲜薯产量、茎叶产量、薯块干率、薯块鲜质量、须根质量等均表现出显著差异。有研究认為，甘薯茎粗与基部分枝数和最长蔓长之间有某种相关性，但缺乏统一认识，甚至存在相互矛盾的结论[9-12]。本研究并未发现有何规律，这可能与供试甘薯品种有关。鲜薯产量以NZ-1最高，与产量最低的N6-8相比，产量增加534.06 kg/hm2，增幅达 43.43%。薯干产量最高的为NJ-72，W50-20次之，其中XYS-35产量最低，与NJ-72相比薯干产量降低了 36.61%。由鲜薯产量和薯干产量可知，较为耐盐的品种主要有NZ-1、NJ-72、W50-20、XS-33等。endprint

与普通土壤种植相比，在盐碱地中的不同甘薯品种小薯个数显著增多，大薯数量有所降低。此外，试验发现薯块干率亦有所变化，如NZ-1在非盐碱地种植，其薯块干率为 27.2% 左右，本试验中仅为25.12%，下降幅度达7.65%；SY-303的干率一般为29.0%～31.0%，在盐碱地里种植其薯块干率仅为24.79%。其原因一方面是因为苏北沿海滩涂土地含盐碱高，有碍甘薯的生长；另一方面本试验区濒临黄海，海风较大且气温低，导致甘薯前期茎叶生长缓慢，不利于干物质的积累。

2.2 盐碱地条件下不同甘薯品种钠、钾含量与分配比较

2.2.1 不同甘薯品种体内Na+吸收与分配 盐胁迫可导致植物内体Na+过量吸收。植物体内一旦积累过多的Na+则会破坏代谢中酶的结构和功能，降低酶活[13]，影响细胞正常的新陈代谢，进而对植物体产生伤害。从图1可以看出，甘薯不同品种不同部位的Na+含量具有很大差异。与各器官相比，Na+主要积累在甘薯根部，且须根中Na+含量均显著高于块根部。叶片中Na+含量普遍较低，除SY-303和N6-8外，其他甘薯品种成熟叶片中Na+含量均高于嫩叶。Na+在根部积累，可减轻对地上部代谢活动的干扰，有利于根部的盐离子进行渗透调节，进而降低水势[14]，保持植物吸收水分的能力，从而减少生理性干旱，这可能是植物适应盐害的一种机制。

2.2.2 不同甘薯品种体内K+吸收与分配 K是植物所必需的三大营养元素之一，参与许多生理过程，在细胞的生长及代谢中发挥重要作用。甘薯对钾素吸收受甘薯品种、土壤理化性质、气候条件以及水分管理等因素的影响。从图2可以看出，在盐碱地环境条件下，甘薯叶片中积累的K+显著高于根系部分，其中XS-33、NJ-72、NZ-1等葉片与根系中的K+比值明显高于其他品种。嫩叶中K+含量均高于成熟叶片，绝大多数甘薯品种中块根部K+含量高于须根部。

在盐胁迫下，植物细胞内Na+积累过多可影响植物对K+的吸收，K+含量降低，则K+/Na+比例失调，会造成离子毒害进而严重影响植物的正常生长[15]，因此K+/Na+通常用于植物可在盐渍土壤中正常生长的一项判定指标。本研究中甘薯叶片部分的K+/Na+显著大于根系部分，这是因为根系最先接触盐离子胁迫，大量Na+进入根系，对K+的选择性吸收降低；而地上部分则可能需要经过体内木质部薄壁细胞重新吸收再运输到韧皮部最后才将Na+运往根部，因此对叶片的Na+的影响要晚于根系部分。

2.3 甘薯种植对试验区土壤基本理化性质的影响

土壤全盐量是表征土壤盐化程度的一项重要指标，从表3可以看出，在苏北滩涂盐渍土上种植甘薯后土壤盐分明显下降。氮、磷、钾作为作物生长必需的营养元素，对于作物生

长发育具有极其重要的作用。本试验研究发现，甘薯收获后，土壤速效氮、速效磷以及速效钾含量分别增加了22.22%、11.34%和10.22%。原因主要有：（1）甘薯种植后其庞大的茎叶及藤蔓覆盖了地表，减少了土壤水分的地面蒸发，植物蒸腾作用取而代之，从而抑制盐分随土壤水分的蒸发而上升所产生的地表积盐现象；（2）甘薯生长中后期茎叶脱落物及根系脱落物腐解有利于土壤有机物含量的增加，从而导致氮素和土壤微生物数量的增加，而后者的活动以及根系分泌物等可提高土壤难溶物质的溶解度[16]，促进了钙、磷、钾等盐的溶解；（3）甘薯根系发达，在生长过程中密集根系对土壤进行穿插、切割和挤压，这对于土壤结构的改良发挥了显著作用，促进盐分淋溶到耕作层以下。

3 讨论与结论

3.1 甘薯盐离子的吸收及分配与耐盐性的关系

盐胁迫对植物的伤害作用主要是通过离子胁迫使其细胞质膜受损，通透性增大，选择性降低造成的[17]。作物的耐盐性与其对盐离子的吸收、运输及积累调控能力有关。通常认为，耐盐植物能够抑制Na+向地上部转运，并促使其在液泡内积累，降低其在细胞质或者细胞壁中的浓度，从而减轻盐分毒害作用[18]。从本研究结果可以看到，盐碱地条件下甘薯叶片部分的K+/Na+比值较高，这与朱小梅等关于盐胁迫下黑枸杞叶片中的K+、Na+含量变化的研究结论[19]相一致。盐碱胁迫下，耐盐甘薯叶片与根系中的K+比值较高，留存在根部的Na+较多，而分配到叶片的Na+较少，从而可以减轻Na+对叶片等器官的伤害，使其功能得以正常发挥。由此推测，盐离子吸收与分布的差异可能是导致这9种甘薯耐盐性相对强弱的重要原因。

3.2 甘薯耐盐碱能力的评定

自然条件下各种生物因素和环境因素错综复杂，因此对甘薯耐盐性评定的研究不应局限于某一种单盐，而应建立在生产实践的基础上。盐分胁迫下，植物具有较高的K+/Na+比，通常被认为是耐盐品种的重要标志之一。甘薯品种间差异较大，其不同器官中的Na+、K+离子含量可作为一项生理指标，但仅靠某一项生理指标的测定结果难以准确判断品种的耐盐性，需要综合多项生理指标评定结果才更可靠。前人研究表明，薯干产量和鲜薯产量之间呈极显著正相关，白肉甘薯鲜薯产量、薯干产量与单株结薯数呈显著正相关，但该规律可能不适用于紫薯[9]。此外，甘薯农艺性状与产量性状受多重环境因素影响，白肉甘薯与紫薯各性状间相关性并不完全一致。因此在生产实践中，对于简单的品种间耐盐性试验比较，我们更倾向于使用可以量化的产量指标，如鲜薯产量和薯干产量。只要该甘薯品种在盐碱地条件下鲜薯产量和薯干产量较高，且藤蔓部分生长旺盛，就可以判定这个甘薯品种较为耐盐碱，适合在该地区种植。

3.3 盐碱地种植甘薯的经济效益与生态效益

研究表明，甘薯根系较为发达，可作为一种拓荒性的作物种植于干旱、贫瘠地区。苏北沿海滩涂土壤为冲积盐土类，表层多为中度盐渍化土壤，略呈碱性[20]。本试验结果证明，甘薯在苏北滩涂盐碱地上种植也可获得较好的产量。滩涂盐碱地由于地面覆盖度小，春秋蒸发强烈，而雨季淋盐作用强烈，因此返盐和淋盐周期性进行。甘薯生长期间茎叶多为匍匐生长，在沿海滩涂地区种植耐盐型甘薯可逐步提高盐碱地的植被覆盖率，降低表层土壤的水分蒸发，减少盐分在地表的积累。盐分降低有利于耐盐性较弱的物种生长，可进一步增加地表覆盖度，将地表含盐量维持在较低的水平。甘薯不仅块根营养、经济价值高，收获后的茎叶等副产物也可作为动物饲料或肥料，促进地力培肥等生态效益，环境负担小。因此，栽植甘薯是提高盐碱地利用率的有效途径，有利于苏北滩涂盐碱地区生态环境的改善。endprint

在江苏苏北滩涂盐碱地上种植甘薯，甘薯不同品种间的耐盐性存在差异。基部分枝数、单株结薯数差异不显著；鲜薯产量、茎叶产量、薯块干率、薯块鲜质量、叶片数、须根质量、主蔓长、茎粗等均表现出显著差异。鲜薯和薯干产量可作为综合评价甘薯品种耐盐性的理想指标，基于此筛选出较为耐盐品种有：NZ-1、NJ-72、W50-20、XS-33等。

耐盐甘薯叶片与根系中的K+比值较高，根部积累Na+较多，叶片部Na+较少。由此推测，Na+在体内的分配及地上部对K+的选择性吸收是影响甘薯耐盐性强弱的原因，但应以鲜薯和薯干产量为主要评价指标。

甘薯种植前，试验区内土壤属于中度盐渍化土壤，而收获后，变成轻度盐渍化土壤。同时试验区内各土壤养分指标随着盐分的降低，亦有不同程度的增加。其中土壤速效氮含量、速效磷含量、速效钾含量分别增加了22.22%、11.34%、10.22%。

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