结缕草属植物两种耐盐评价方法的比较

陈 宣，郭海林，陈静波，刘建秀

(1．江苏省中国科学院植物研究所(南京中山植物园)，江苏 南京 210014；2．海南省农业科学院园林花卉研究所，海南 海口 571100)

结缕草属植物两种耐盐评价方法的比较

陈 宣1，2，郭海林1，陈静波1，刘建秀1

(1．江苏省中国科学院植物研究所(南京中山植物园)，江苏 南京 210014；2．海南省农业科学院园林花卉研究所，海南 海口 571100)

为了建立操作简单而高效的结缕草属(Zoysia)植物耐盐性评价体系，本研究对水培方法的两种盐胁迫处理方法(不同盐浓度平行处理和盐浓度逐渐增加处理)进行了比较和探讨，通过测定叶片枯黄率和枝叶修剪干质量，并进行Pearson相关分析和一元多次回归分析，比较结缕草耐盐性。结果表明，两个盐处理方式结果基本一致，盐浓度逐渐增加的处理方法操作简便，成本较低，试验误差较小，具有更明显的优势。该处理方法为结缕草种质资源的大规模耐盐性评价试验提供了可靠依据。

结缕草属；耐盐性；评价方法；比较

结缕草属(Zoysia)植物具有较强的耐盐性，是盐碱地绿化和盐水灌溉绿地的首选材料。目前，国内外许多学者也已经对暖季型草坪草的耐盐性进行了研究，涉及耐盐性评价、耐盐机理、耐盐有关基因克隆等多个方面[1-3]。草坪草的耐盐性评价是一个复杂的问题，国内外对草坪草进行耐盐评价时，不同的研究者常使用不同的培养方法、评价指标、处理时间、处理盐分种类及盐度等[2-3]，而且草坪草的耐盐性也易受修剪程度、基质营养状况、通气状况和pH、环境温湿度、光照强度和时间等环境条件和管理方法等多种因素影响[4-7]，其评价结果可能会有较大差异，因此，耐盐性评价结果只是一个相对的结果，即耐盐性是相对的[4-5]。进行草坪草耐盐评价的培养方法有水培法(包括沙培法)、琼脂法、盆栽法以及田间栽培评价法等，其中水培法最常用[6，8-9]。

琼脂法多数用于种子萌芽期及幼苗期的耐盐评价[10]，但由于暖季型草坪草多数使用无性繁殖，所以此法较少使用，而在冷季型草坪草上使用较多。盆栽法由于草坪草种植在土中，比水培法更接近实际盐碱地环境，但是该方法的土壤水溶液的盐度容易变化，给试验增加了误差。田间栽培评价法反映了草坪草在盐碱地的生长情况，最贴近实际的耐盐能力，但由于受气候、地形等多方面因素影响，试验环境难以控制到一致，影响试验结果的不定因素较多，导致试验结果的误差增大。水培法是在草坪草培养过程中均使用营养液来为其提供营养，溶液培养法的环境比较稳定，多数用于成熟的草皮块或匍匐茎的耐盐评价，一些草坪草苗期的评价也用此法，操作简便，环境稳定，盐浓度容易控制，对于暖季型草坪草而言，大规模的种质资源进行耐盐性评价可以采用水培法来进行[7，11-12]。

目前，国内外已经对暖季型草坪草进行了广泛的耐盐性研究，但是由于草坪草耐盐性育种时，种质资源和杂交后代的耐盐性评价是大规模的试验，在操作过程中必须考虑操作的方便性和成本投入，因此，筛选耐盐品种(系)时，建立操作更加简单而高效的评价系统显得尤为重要[13-14]。本研究在考虑处理时间、操作的方便性和成本投入的基础上，对水培法的两种盐胁迫处理方法进行比较和探讨，拟为结缕草属种质资源和杂交后代的大规模耐盐性评价试验提供可靠依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验材料为6份坪用价值较高的优良品种和品系(表 1)。

表1 供试材料及其来源

1.2 试验方法

试验参照陈静波等的方法[15]，取直径5 cm的草皮块，以石英沙为基质种植于底部已经打孔的塑料杯中(直径6 cm×深度9 cm)，然后悬挂于周转箱(45 L)上水培(1/2Hoagland营养液)，铁为螯合的二价铁，培养期间进行不间断通气，期间每周进行一次修剪并更换营养液。培养两个月使其生长健壮一致，然后分别依据以下两种方式进行盐处理，盐浓度分别为0、290、580和870 mmol·L-1，试验结束时测定叶片枯黄率(Leaf Firing Percentage，LF)和枝叶修剪干质量(Shoot Clipping Weight，SCW)。

处理方法一：常规盐处理，选择生长健壮一致的一批材料，用不同的周转箱按照4个浓度分别同时进行处理，在营养液中加入不同浓度的NaCl，其浓度分别为0(对照)、290、580和870 mmol·L-1，每个处理3个重复。每一次加NaCl时为防止盐急性伤害，NaCl以42 mmol·L-1的浓度逐日增加，直到规定的适合浓度为止，NaCl处理期间不进行修剪。

处理方法二：盐浓度逐级递增处理，即选择生长健壮一致的材料，在相同的周转箱中依据盐浓度从低到高处理同一批材料，其浓度分别为0(对照)、290、580和870 mmol·L-1，每个处理3个重复。从0始，每一次加NaCl时为防止盐急性伤害，以42 mmol·L-1的盐浓度逐日增加，直到规定的NaCl浓度至290 mmol·L-1为止，该盐浓度维持两周以后进行评价和修剪，然后在该盐浓度的基础上继续加盐，直到规定的浓度580 mmol·L-1为止，该盐浓度维持两周以后进行评价和修剪，依此方法直到NaCl浓度为870 mmol·L-1为止，该浓度维持两周以后进行评价和修剪，最后结束试验。每次换培养液时一次性加入，维持NaCl浓度稳定，处理期间不修剪。

1.3 数据分析

用Excel和SPSS软件分析各指标。根据叶片枯黄率和枝叶修剪干质量的大小，来比较各份材料耐盐性的强弱。以上各项指标的实测值(除叶片枯黄率和操作时间)分别与各自的对照相比较，用Excel 2003转换成相对值，然后用SPSS 16.0对所有数据进行Pearson相关分析和一元多次回归分析。根据回归方程求出盐度50%(叶片枯黄率为50%和枝叶修剪干质量为对照的50%时的盐度)。

2 结果与分析

通过回归方程的Pearson相关系数分析(表2)，在两种盐胁迫水培处理方法中，叶片枯黄率(LF)相对值均与盐浓度极显著正相关(P<0.01)，即随着盐浓度的提高，叶片枯黄率相对值越大，叶片受伤害越严重，可作为盐胁迫水培处理方法的首要观测指标。而枝叶修剪干质量(SCW)相对值与盐浓度具有显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)负相关关系，即随着盐浓度的提高，枝叶修剪干质量相对值越小，结缕草的生长速度下降甚至停止生长。

表2 盐浓度同两个指标之间的Pearson相关系数

注：*和**表示在0.05和0.01水平上显著相关。

Note：*and**mean correlation is significant at 0.05 and 0.01 level, respectively.

依据叶片枯黄率，常规盐处理结果显示，耐盐性强弱序列为Z123>Z061>Z105>Z119>Z049>Z31-3(表3)。盐浓度逐级递增处理结果显示，耐盐性强弱序列为Z123>Z119>Z105>Z061>Z049>Z31-3(表4)。两个处理方式结果都说明耐盐性最强的是Z123，最弱的是Z31-3，而Z061、Z105、Z119则介于中间，说明这些材料具有中等的耐盐性。

依据枝叶修剪干质量，常规盐处理结果显示耐盐性强弱序列为Z061>Z119>Z123>Z31-3>Z049>Z105(表3)。盐浓度逐级递增处理的结果显示耐盐性强弱序列为Z061>Z123>Z119>Z31-3>Z049>Z105(表4)。可见依据枝叶修剪干质量，两个处理方法结果基本一致，耐盐性最强再生能力最好的是Z061，其次是Z123和Z119，最弱的是Z105。

总体上，两个盐处理方法结果基本一致，常规盐处理中Z123盐度50%为1 026 mmol·L-1，盐浓度逐级递增处理中Z123盐度50%为1 107 mmol·L-1，均为最大值，表明其耐盐性最强。而Z31-3、Z049在两个处理方式中无论叶片枯黄率还是枝叶修剪干质量，这两份材料对盐胁迫最敏感，耐盐性最弱，评价结果完全一致。Z061依据叶片枯黄率评价具有中等的耐盐性，而依据枝叶修剪干质量却显示其具有很强的耐盐性，说明在一定的盐浓度下，可促进其较好的生长，具有一定的耐盐性，但是盐浓度过高则对其造成严重伤害。Z105依据叶片枯黄率具有中等的耐盐性，而依据枝叶修剪干质量却表现为对盐胁迫非常敏感，表明在一定的盐浓度下，Z105停止生长，但是在叶片上的表现却不明显，说明它具有一定的耐盐性。

表3 常规盐处理的回归分析及盐度50%

注：x表示盐浓度(mmol·L-1)，y表示各个指标在某一盐度下的相对值。下表同。

Note:xandymean salt concentration and the relative value, respectively.The same below.

表4 盐浓度逐级递增处理的回归分析及盐度50%

3 讨论

由于不合理的灌溉以及水质劣化所带来的土壤盐渍化正以前所未有的速度蔓延，因此，耐盐草坪植物的培育及规模化生产将是草坪业的发展方向，通过栽培耐盐草坪草，既可增加地面覆盖以减少地表蒸发，又可实现改良土壤，抑制土地的盐渍化。利用水培方法进行结缕草属草坪草耐盐性评价，操作简便，生长环境稳定，盐浓度比较容易控制[6]，相关的观测指标很多，有叶片枯黄率[4]、绿叶盖度、枝叶修剪干质量[14]、枝叶总干质量、根系修剪干质量、植株总干质量、脯氨酸含量、无机离子(Na+、Cl-、K+等)含量[4]等，其中脯氨酸含量、无机离子含量等生理指标做大规模评价时需要相关的检测仪器，操作繁琐，费时费力，而叶片枯黄率、枝叶修剪干质量、枝叶总干质量、植株总干质量等指标操作相对简单、效率高、准确性强。

本研究对水培法的两种盐胁迫处理方法进行了分析比较，结果表明，这两种方法对于结缕草耐盐性最强的材料Z123和对盐胁迫最敏感、耐盐性最弱的材料Z31-3都能够明确区分开来，可见这两种方法对于结缕草耐盐性的评价结果是一致的。在Marcum等[1]、Qian等[14]和陈静波等[16-17]的试验中均发现Z123具有最强的耐盐性，本研究同样表明，Z123具有很强的耐盐性。叶片枯黄率和枝叶修剪干质量作为评价指标都能够直观表明结缕草的耐盐性，在两种处理方法中，不同材料的枝叶修剪干质量相对于叶片枯黄率而言，评价结果具有高度一致性，这可能是由于结缕草属本身复杂的耐盐机制所导致的结果，通过相关系数分析表明叶片枯黄率同盐浓度具有显著相关关系，因此，对于结缕草的耐盐性评价应该以叶片枯黄率为首要指标，同时结合枝叶修剪干质量进行分析，可以获得更加可靠的结果，该分析结果同陈静波等[10]以结缕草相对绿叶盖度和相对枝叶修剪干质量为指标进行综合评价的结论是统一的。

两种盐胁迫处理方法相比较而言各有优缺点。常规盐处理中，4个盐浓度处理所需时间分别为14、21、28和35 d，即完成全部试验所需时间最长为35 d，而盐浓度逐级递增处理，即在原有盐浓度的基础之上从低浓度至高浓度进行胁迫处理的，自始至终所需时间为63 d。盐胁迫时间的长短对结缕草耐盐性的评价影响不大，陈静波等[13]通过盐水灌溉的方法，比较了短期(6周)和长期(9个月)盐胁迫对沟叶结缕草Z123、结缕草Z080、狗牙根C291和海雀稗P006共4个新选系生长影响的差异，研究表明，短期的和长期的相对耐盐性评价结果是基本一致的。尽管盐浓度逐级递增处理所需时间比较长，但是结缕草经过盐浓度的逐级递增，其耐盐性不断得到驯化和加强[18-19]，试验结果更加直观地表明了结缕草在较长时间内受到盐胁迫的生长状态，降低了试验评价的误差，对于筛选获得强耐盐性结缕草品种结果更加可靠。常规盐处理中4个不同盐浓度同时开始处理，同盐浓度逐级递增处理比较而言，其操作重复量大，盐胁迫持续时间比较短，评价误差比较大，同时试验所需的容器、溶液、设备等是后者的两倍，成本比较高。

4 结论

总之，对于结缕草属植物的耐盐性评价和优良耐盐品系的筛选，两种盐胁迫处理方法都是有效可靠的，如果进行大规模的结缕草材料评价和筛选，从耐盐性评价结果可靠性、操作便利性和降低成本等方面考虑，盐浓度逐级递增处理具有更明显的优势，值得推广应用。叶片枯黄率和枝叶修剪干质量作为评价指标均可直接指示结缕草的耐盐性强弱，相关性分析表明叶片枯黄率同盐浓度的相关系数更高，因此，对于结缕草的耐盐性评价应以叶片枯黄率为首要观测指标，同时结合枝叶修剪干质量进行综合分析，可获得更加可靠的研究结果。

[1] Marcum K B,Anderson S J,Engelke M C.Salt gland ion secretion:A salinity tolerance mechanism among five Zoysiagrass species[J].Crop Science,1998,38:806-810.

[2] 李亚,耿蕾,刘建秀.中国结缕草属植物耐盐性评价[J].草地学报,2004,12(1):8-11.

[3] 刘莉,胡涛,傅金民.中国沿海地区野生结缕草属分布现状调查与耐盐性评价[J].草业科学,2012,29(8):1250-1255.

[4] Marcum K B.Salinity tolerance mechanisms of six C4turfgrasses[J].Journal of the American Society for Horticultural Science,1994,119(4):779-784.

[5] 李珊,陈静波,郭海林,刘建秀.结缕草属草坪草种质资源的耐盐性评价[J].草业学报,2012,21(4):43-51.

[6] Lee G J,Yoo Y K,Kim K S.Comparative salt tolerance study in Zoysiagrasses Ⅱ.Interspecific comparison among eight zoysiagrasses (Zoysiaspp.)[J].Journal of Korea Society of Horticulture Science,1994,35(2):178-185.

[7] Lee G J,Yoo Y K,Kim K S.Comparative salt tolerance study in Zoysiagrasses Ⅲ.Changes in inorganic constituents and proline contents in eight Zoysiagrasses (Zoysiaspp.) [J].Journal of Korea Society of Horticulture Science,1994,35(3):241-250.

[8] Marcum K B.Salinity tolerance mechanisms of grasses in the subfamily Chloridoideae[J].Crop Science,1999,39:1153-1160.

[9] Smith M A,Meyer J E,Knight S L．Gauging turfgrass salinity responses in whole-plant microculture and solution culture[J].Crop Science,1993,33:566-572.

[10] 陈静波,阎君,郭海林,刘建秀.暖季型草坪草大规模种质资源耐盐性评价指标的选择[J].草业科学,2008,25(4):95-99.

[11] 蒋乔峰,陈静波,宗俊勤,刘建秀.盐胁迫下磷素对沟叶结缕草生长及Na+和K+含量的影响[J].草业学报,2013,22(3):162-168.

[12] 黄小辉,廖丽,白昌军，王志勇.地毯草耐盐浓度梯度筛选与临界盐浓度研究[J].草业科学,2012,29(4):599-604.

[13] 陈静波,张婷婷,阎君,刘建秀.短期和长期盐胁迫对暖季型草坪草新选系生长的影响[J].草业科学,2008,25(8):95-99.

[14] Qian Y L,Engelke M C,Foster M J V.Salinity effects on Zoysiagrass cultivars and experimental lines[J].Crop Science,2000,40:488-49.

[15] 陈静波,阎君,张婷婷，刘建秀.NaCl胁迫对6种暖季型草坪草新选系生长的影响[J].植物资源与环境学报,2007,16(4):47-52.

[16] 陈静波,阎君,姜燕琴,郭海林，刘建秀.暖季型草坪草优良选系和品种耐盐性的初步评价[J].草业学报,2009,18(5):107-114.

[17] 陈静波,阎君,张婷婷,刘建秀.四种暖季型草坪草对长期盐胁迫的生长反应[J].草业学报,2008,17(5):30-36.

[18] 陈静波,褚晓晴,李珊,郭海林，刘建秀.盐水灌溉对7属11种暖季型草坪草生长的影响及耐盐性差异[J].草业科学,2012,29(8):1185-1192.

[19] Pessarakli M,Kopec D M.Establishment of three warm-season grasses under salinity stress[J].Acta Hortculturae,2008,783:29-37.

(责任编辑 武艳培)

Comparison of salinity tolerance evaluation system of Zoysiagrass

CHEN Xuan1,2, GUO Hai-lin1, CHEN Jing-bo1, LIU Jian-xiu1

(1.Institute of Botany, Jiangsu Province and the Chinese Academy of Sciences,Nanjing Botanical Garden Mem. Sun Yat-Sen, Nanjing 210014, China；2.Institute of Garden&Flower, Hainan Academy of Agricultural Sciences, Haikou 571100, China)

In order to establish efficient and convenient evaluation system of salinity tolerance for Zoysiagrass, the effects of different NaCl levels on leaf firing percentage and dry shoot clipping weight were investigated with parallel processing and gradually increasing processing. The results showed that two processing methods were consistent with each for salt tolerance of Zoysiagrass. The gradually increasing processing method could be used to quick evaluation of large-scale germplasm resources of Zoysiagrass because it was convenient, low cost, stable and reliable.

Zoysia; salt-tolerance; methods of evaluation; comparison

LIU Jian-xiu E-mail:turfunit@yahoo.com.cn

10.11829j.issn.1001-0629.2013-0441

2013-08-02 接受日期：2013-09-27

国家科技支撑计划项目(2011BAD13B09、2012BAB03B04)；江苏省农业支撑项目(BE2010309)

陈宣(1983-)，男，海南定安人，助理研究员，硕士，主要从事园林花卉植物育种与栽培研究。E-mail:chenxuan06@sina.com

刘建秀(1964-)，女，陕西宝鸡人，研究员，博导，博士，主要从事草坪草育种研究。E-mail: turfunit@yahoo.com.cn

S543+.903.4;Q945.78

A

1001-0629(2014)06-1052-06*1