高粱萌发期、苗期耐盐性快速鉴定技术规程编制说明

《高粱萌发期、苗期耐盐性快速鉴定技术规程》团体标准编制说明标准编制组2026年6月-1-一、工作简况（一）立项必要性和依据盐碱地是我国重要的后备战略耕地资源，加速耐盐碱作物品种的选育与推广是进一步提升我国粮食产能的重要途径。高粱作为世界五大谷类作物之一，具有显著的抗旱、耐瘠薄、耐盐碱特性，是改良盐碱地的先锋作物和边际土地利用的理想选择。山东省作为盐碱地分布大省，高度重视盐碱地综合利用工作，省科技厅等7部门印发了《山东省盐碱地综合利用科技创新行动计划（2025—2027年）》，明确提出促进盐碱地综合利用科技创新和特色产业创新深度融合。耐盐碱品种的培育和推广，首先需要建立科学有效的耐盐性鉴定方法。本标准的制定将为盐碱地高粱品种筛选提供技术支撑，直接服务于国家盐碱地综合利用战略部署。（二）国内外相关标准情况国外未检索到高粱耐盐性快速鉴定方法的相关报道。当前，国内虽然已有部分高粱耐盐性鉴定的地方标准和团体标准，但均存在适用范围局限、技术指标不统一等问题。东营市地方标准《甜高粱耐盐性鉴定技术规程》（DB3705/T14-2023）仅适用于甜高粱；山东农学会团体标准《高粱苗期耐盐性试验鉴定技术规程》（T/SAASS211-2025）仅覆盖苗期。各科研单位和育种机构在鉴定中采用的盐胁迫浓度、处理时间、评价指标和分级标准各不相同，导致鉴定结果缺乏可比性，严重制约了种质资源的共享评价和耐盐品种的区域性比较。因此，亟需制定涵盖萌发期和苗期的快速鉴定技术规程。（三）工作基础山东省农业科学院作物研究所杂粮创新团队有研发人员15人，其中10人具有博士学位，研究力量雄厚。近10年来，杂粮团队先后承担省部级以上高粱相关科研项目20余项，累计科研经费2000余万元；获得山东省科技进步二等、三等奖各1项和山东省农业科学院科技进步一等奖2项，发表研究论文60余篇，制定省级标准8项，制定生产技术规程10余项。本项目组积累了丰富的高粱资源，多次承担高粱种质资源的收集、保存与鉴定工作，拥有丰富的高粱种质资源和高粱育种研究经验，为本标准的制定提供种质资源保障和田间试验支撑。（四）进度安排明确从标准立项到发布各阶段的时间节点与任务安排，包括草案起草、征求意见、送审、发布等环节，确保标准编制工作有序推进。阶段时间节点主要任务立项阶段2026年5月完成立项申请，提交立项申请书及相关论证材料，通过山东农学会团体标准立项评估草案起草阶段2026年5月成立标准编制组，完成标准草案和编制说明初稿的撰写征求意见阶段向相关单位及专家发送征求意见稿，广泛征求意见，期限30日送审阶段汇总处理反馈意见，修改完善形成送审稿，提交技术审查报批发布阶段根据审查意见修改完善，形成报批稿，报山东农学会批准发布（五）主要起草单位本标准负责起草单位：山东省农业科学院作物研究所。本标准主要起草人：张华文、王润丰、王海莲、赵影星、李成欣、尚雨薇、亓淑芬、陈欣宇（六）任务来源本标准指定任务来源于国家重点研发计划课题“杂粮作物种质资源精准鉴定技术规范的建立”所属子课题“高粱种质资源精准鉴定技术规范的建立”（2023YFD1202701-6）和国家谷子高粱产业技术体系济南综合试验站（CARS-06-14.5-B23）等研究任务。根据山东农学会2026团体标准制修订计划项目立项，由山东农学会归口。本标准由山东省农业科学院作物研究所牵头组织编制，计划项目完成时间是2026年12月。二、标准编制原则和确定标准主要内容（一）标准的编写原则1.适用性本标准明确适用于高粱种质资源萌发期和苗期耐盐性的精准鉴定与评价。标准所规定的技术内容针对我国盐碱地高粱种质筛选的实际需求，旨在为高粱耐盐品种选育提供科学、统一的技术依据。标准适用于高粱品种、品系及种质资源的耐盐性检测，其他禾谷类作物可参考使用。标准覆盖了从种子萌发到幼苗生长的两个关键生育阶段，能够满足不同研究目的和育种阶段对耐盐性鉴定的需要。2.可操作性本标准制定具体、详细的操作流程与技术参数，使标准易于理解和执行。在萌发期鉴定中，明确了种子消毒方法、培养条件（昼/夜温度25℃、湿度60%、光照/黑暗各12h、光照强度12000Lux）、盐浓度梯度设置（0、50、100、150、200、250、300mmol/L）、培养皿规格、每皿种子数量（30粒）、重复次数（3次）等具体参数。在苗期鉴定中，规定了水培装置规格（直径110mm、高度150mm的圆筒形塑料盒）、营养液配方（1/2Hoagland营养液）、换液周期（4天/次）等操作细节。各项操作步骤均有明确的量化指标，便于在行业内推广应用。3.科学性本标准的技术指标与参数均建立在系统的科学试验基础之上。通过177份高粱核心种质资源的系统鉴定，采用随机森林算法、主成分分析、隶属函数分析、聚类分析等多种统计方法，确定了萌发期最适筛选盐浓度（150mmol/LNaCl）和苗期最适筛选盐浓度（100mmol/LNaCl），筛选出核心鉴定指标（萌发期：发芽指数和根干重；苗期：叶鲜重和根干重），并建立了耐盐性评价数学模型（萌发期：y=0.101+0.296x₁+0.361x₂；苗期：y=0.069+0.332x₁+0.143x₂）。各项技术参数的确定均有充分的试验数据支撑，经得起实践检验。4.规范性本标准编写格式遵循GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的要求。标准结构包括前言、范围、规范性引用文件、术语和定义、仪器设备、鉴定方法、指标测定、数据处理与评价等部分，格式规范统一，便于查阅与使用。术语定义参照相关国家标准和行业规范，确保术语的准确性和一致性。5.协调性本标准内容与国家法律法规、现行有效标准相协调。规范性引用文件包括GB/T3543.4《农作物种子检验规程发芽试验》、GB4404.1《粮食作物种子第1部分：禾谷类》等国家标准。在耐盐性分级方面，本标准将高粱种质分为耐盐型、中度耐盐型、中度盐敏感型和盐敏感型4个等级，与同类作物耐盐性鉴定标准的分级体系保持一致，避免冲突与矛盾。（二）提出本标准主要内容的依据1.主要内容概述本标准涵盖以下主要技术内容：（1）萌发期耐盐性鉴定技术：包括种子消毒与预处理、盐胁迫处理（设置150mmol/LNaCl为最适筛选浓度）、培养条件控制、发芽势/发芽率/发芽指数等指标的定时观测与记录。（2）苗期耐盐性鉴定技术：包括水培装置与营养液配制、幼苗移栽与定苗、盐胁迫处理（设置100mmol/LNaCl为最适筛选浓度）、叶长/根长/生物量/叶绿素含量/根系形态等指标的测定方法。（3）指标测定与数据采集：规定了发芽势（第4天统计）、发芽率（第7天统计）、发芽指数（∑Gt/Dt）、芽长/根长（直尺测量，精确到0.05mm）、鲜重/干重（烘箱60℃烘干至恒重）等具体测定方法。（4）数据处理与耐盐性评价：包括耐盐系数（STC）计算、隶属函数值计算、主成分分析、综合评价值（D值）计算、K-means聚类分析、耐盐等级划分等内容。2.主要内容的确定依据（1）最适筛选盐浓度的确定：通过预试验从177份种质中随机挑选7份代表性种质（G20、G50、G64、G101、G128、G133、G164用于萌发期；G21、G52、G66、G103、G133、G139、G170用于苗期），设置多个盐浓度梯度进行系统试验。萌发期结果表明，在150mmol/LNaCl浓度下，8个性状相对值的数值范围为0.248~0.736，达到了半致死浓度，能够有效区分不同种质的耐盐性差异，因此确定为最适筛选浓度。苗期结果表明，在100mmol/LNaCl浓度下，叶长、叶鲜重、叶干重等性状的数值范围是0.387~0.641，达到半致死浓度，因此确定为苗期最适筛选浓度。（2）核心鉴定指标的筛选：采用随机森林算法对9个（萌发期）/10个（苗期）耐盐性状进行10000次交叉验证和变量重要性评估。萌发期结果表明，发芽势、发芽指数和根干重的重要性排序具有统计学意义（P<0.05），进一步通过多元回归模型优化，确定发芽指数和根干重为萌发期核心鉴定指标，回归方程为y=0.101+0.296x₁+0.361x₂，模型调整R²=0.929。苗期结果表明，叶鲜重、叶长、根干重和叶干重的重要性排序具有统计学意义，经模型优化后确定叶鲜重和根干重为苗期核心鉴定指标，回归方程为y=0.069+0.332x₁+0.143x₂，模型调整R²=0.952。（3）耐盐性评价方法的建立：采用主成分分析对多个性状进行降维处理。萌发期前3个主成分累计贡献率达88.338%；苗期前3个主成分累计贡献率达87.2%。通过隶属函数法计算各性状的隶属函数值，结合主成分权重计算综合评价值D值，再通过K-means聚类分析将种质划分为5个耐盐等级。这一评价方法综合了多个性状的信息，避免了单一指标评价的片面性。（4）耐盐等级划分标准的确定：基于综合评价值D值的聚类分析结果，萌发期将177份种质分为高度耐盐型（6份，占3.39%）、耐盐型（60份，占33.90%）、中度耐盐型（65份，占36.72%）、盐敏感型（40份，占22.60%）和高度盐敏感型（6份，占3.39%）5个类群。苗期分为高度耐盐型（2份）、耐盐型（25份，占14.12%）、中度耐盐型（57份，占32.20%）、盐敏感型（54份，占30.51%）和高度盐敏感型（39份，占22.03%）。在此基础上制定了耐盐性分级标准表（A≥0.6为耐盐，0.4≤A<0.6为中度耐盐，0.2≤A<0.4为中度盐敏感，A<0.2为盐敏感）。3.试验方法（1）样品采集与准备：试验材料为177份高粱核心种质资源，由山东省农业科学院作物研究所提供，包含中国146份、美国16份、印度11份、墨西哥3份、苏丹1份。种子质量符合GB4404.1标准规定。（2）试验仪器设备：YKRD-500D3型智能人工气候箱（温度控制范围10℃~40℃，光照强度0~240μmol/m²/s，湿度50%~95%）、电子天平（感量0.001g）、直尺（精确到0.05mm）、烘箱、无菌培养皿（直径90mm）、水培盒（直径110mm、高度150mm）等。（3）萌发期试验步骤：种子消毒后放入铺有两层滤纸的无菌培养皿中，每皿30粒，每个处理3次重复。加入5mL相应浓度的NaCl溶液或蒸馏水（CK），在25℃、湿度60%、光照/黑暗各12h、光照强度12000Lux条件下培养。第4天更换培养皿并统计发芽数，第7天再次统计发芽数并选取10株幼苗测定相关指标。（4）苗期试验步骤：种子萌发至第5天，选取10株长势一致的幼苗移栽至水培盒中，培养液为1/2Hoagland营养液。幼苗进入两叶一心期后更换为含相应浓度NaCl的营养液，每4天更换一次培养液。培养至第16天，每个处理选取3株测定叶绿素含量、苗长、生物量、根系长度、根表面积等10项指标。（5）数据处理方法：原始数据在WPSOffice中初步整理后导入R语言进行统计分析。耐盐系数STC=处理组表型值/对照组表型值；隶属函数值F(xij)=(xij-xjmin)/(xjmax-xjmin)；主成分权重Wa=λa/∑λa；综合评价值Di=∑[F(xij)×Wa]。采用随机森林算法进行变量重要性评估和交叉验证，采用多元线性回归构建评价模型。4.性能指标本标准规定的核心性能指标如下：（1）萌发期核心指标：发芽指数（RGI）和根干重（RRDW）的耐盐系数。评价方程y=0.101+0.296x₁+0.361x₂（x₁为发芽指数，x₂为根干重），模型调整R²=0.929。（2）苗期核心指标：叶鲜重（RSFW）和根干重（RRDW）的耐盐系数。评价方程y=0.069+0.332x₁+0.143x₂（x₁为叶鲜重，x₂为根干重），模型调整R²=0.952。（3）耐盐等级划分标准：根据综合评价值D值，将高粱种质划分为5个等级——高度耐盐型（D值最高）、耐盐型、中度耐盐型、盐敏感型、高度盐敏感型（D值最低）。综合评价值D值越高，表明耐盐性越强。三、主要试验（或验证）的分析、综合报告，预期的经济效果（一）主要试验的分析、综述报告1.试验目的本试验旨在建立高粱种质资源萌发期和苗期耐盐性状的精准鉴定技术标准。具体目的包括：（1）确定萌发期和苗期耐盐性鉴定的最适筛选盐浓度；（2）筛选能够准确反映高粱耐盐性的核心鉴定指标；（3）建立基于多指标综合的耐盐性评价数学模型；（4）制定高粱种质耐盐性分级标准，为耐盐高粱品种选育和盐碱地高粱种质筛选提供技术支撑。2.试验方案（1）试验材料：177份高粱核心种质资源，涵盖5个国家（中国146份、美国16份、印度11份、墨西哥3份、苏丹1份），具有广泛的地理和遗传代表性。（2）试验设计：萌发期试验设7个NaCl浓度梯度（0、50、100、150、200、250、300mmol/L），每处理3次重复，每重复30粒种子；苗期试验设8个NaCl浓度梯度（0、25、50、75、100、125、150、175mmol/L），每处理2~3次重复。通过预试验从177份种质中随机挑选7份代表性种质确定最适筛选浓度，再以最适浓度对所有177份种质进行系统鉴定。（3）试验地点与时间：试验在智能人工气候箱中完成，环境条件严格可控（温度25℃、湿度60%~70%、光照/黑暗各12h、光照强度12000Lux），消除了自然环境差异对试验结果的影响。（4）测定指标：萌发期测定发芽势、发芽率、发芽指数、芽长、芽鲜重、芽干重、根长、根鲜重、根干重共9项指标；苗期测定叶长、叶鲜重、叶干重、叶绿素含量、根长、根鲜重、根干重、根表面积、根直径、根体积共10项指标。（5）统计分析方法：采用R语言进行方差分析、相关性分析、主成分分析、隶属函数分析、随机森林算法变量重要性评估、多元线性回归分析和K-means聚类分析。3.试验结果分析（1）最适筛选盐浓度的确定：萌发期试验表明，在150mmol/LNaCl浓度下，8个性状相对值范围为0.248~0.736，达到半致死浓度，能够有效区分不同种质的耐盐性差异。苗期试验表明，在100mmol/LNaCl浓度下，叶长、叶鲜重、叶干重等性状的数值范围为0.387~0.641，达到半致死浓度。因此分别确定150mmol/L和100mmol/L为萌发期和苗期的最适筛选盐浓度。（2）核心鉴定指标的筛选：通过随机森林算法的变量重要性评估和多元回归模型优化，萌发期确定发芽指数和根干重为核心鉴定指标，回归方程y=0.101+0.296x₁+0.361x₂，调整R²=0.929，F值1156（P<0.001）。苗期确定叶鲜重和根干重为核心鉴定指标，回归方程y=0.069+0.332x₁+0.143x₂，调整R²=0.952，F值1749（P<0.001）。两个模型的VIF值均小于5，未检测到自变量间存在共线性，模型稳定可靠。（3）耐盐性综合评价与分级：基于综合评价值D值的聚类分析，萌发期将177份种质分为5个类群，其中G053、G075、G060、G047、G048、G058为高度耐盐型，G022、G070、G076、G080、G089、G118为高度盐敏感型。苗期鉴定结果中，G136（长挺子）和G147（七叶子）为高度耐盐型，G098（吉R8917）耐盐性最弱。萌发期与苗期耐盐性鉴定结果存在一定差异，说明不同生育阶段的耐盐机制可能不同，建议根据研究目的选择相应阶段的鉴定方法。（4）试验结论：本试验成功建立了基于发芽指数和根干重（萌发期）、叶鲜重和根干重（苗期）的高粱耐盐性精准鉴定技术体系，制定了5级耐盐性分级标准。试验结果表明，该技术体系具有较高的准确性和可重复性，能够满足高粱种质资源耐盐性大规模鉴定的需求。4.改进建议（1）建议在标准应用过程中进一步积累不同生态区、不同年份的验证数据，持续优化评价模型的参数。（2）建议开展全生育期耐盐性鉴定方法的研究，探索萌发期、苗期鉴定结果与田间成株期耐盐性的相关性。（3）建议结合分子标记技术，开展耐盐性相关基因的挖掘与验证，进一步提高鉴定的精准度。（二）预期的经济效果1.提高耐盐高粱品种选育效率本标准的实施将为耐盐高粱品种选育提供科学、高效的技术支撑。传统耐盐性鉴定往往依赖单一指标或经验判断，鉴定周期长、准确性低。本标准通过建立基于核心指标的评价模型，可将鉴定周期从传统的全生育期缩短至萌发期（7天）或苗期（16天），显著提高育种效率。以年鉴定1000份种质计算，可节约时间成本约60%，降低人力成本约40%。2.促进盐碱地高粱产业发展我国盐碱地面积约9913万公顷，高粱作为耐盐性较强的C4作物，是盐碱地农业利用的重要选择。本标准的实施将加速耐盐高粱种质的筛选与推广应用，为盐碱地高粱种植提供优质种源保障。按山东省盐碱地面积约60万公顷估算，若推广耐盐高粱品种覆盖10%的盐碱地，按每公顷增产1500kg、高粱单价2.0元/kg计算，年增经济效益可达1.8亿元。3.降低种质资源鉴定成本本标准明确了最适筛选盐浓度和核心鉴定指标，减少了不必要的盐浓度梯度设置和冗余指标的测定，可大幅降低鉴定成本。萌发期鉴定仅需测定发芽指数和根干重2项指标，苗期鉴定仅需测定叶鲜重和根干重2项指标，相较于传统方法需测定9~10项指标，测定工作量减少约70%~80%，试剂耗材成本降低约50%。4.推动种质资源高效利用本标准建立的耐盐性评价体系和分级标准，将为高粱种质资源的精准评价和高效利用提供技术支撑。通过明确各份种质的耐盐等级，育种家可根据育种目标快速筛选目标种质，避免盲目配组，提高育种效率。同时，高度耐盐种质（如G053、G075、G136、G147等）的精准鉴定和推广应用，将为盐碱地高粱产业发展提供核心种质资源。5.促进产业升级与标准体系建设本标准的制定填补了高粱种质资源萌发期和苗期耐盐性精准鉴定技术标准的空白，与已发布的相关标准（DB13/T2216-2015、DB37/T4897-2025、T/SAASS211-2025等）共同构成了高粱耐盐性鉴定的标准体系。标准的实施将推动高粱耐盐育种从经验型向精准型转变，促进高粱种业和盐碱地农业的产业升级，具有显著的社会效益和生态效益。四、标准中涉及专利情况无。五、采用国际标准和国外先进标准的情况，与国际、国内同类标准水平的对比情况经检索，目前国际上尚无专门针对高粱萌发期和苗期耐盐性鉴定的国际标准（ISO标准）或国外先进标准。美国、澳大利亚等高粱主产国虽有高粱耐盐性相关的科学研究报道，但尚未形成公开发布的标准性文件。本标准在技术内容上具有以下特色和先进性：双时期联合鉴定。同时涵盖萌发期和苗期两个关键生育时期，弥补了现有标准仅覆盖单一时期的不足，能够更全面地评价高粱的耐盐性。多指标综合评价。采用主成分分析结合隶属函数法的综合评定方法，克服了单一指标评价的局限性，评价结果更加客观准确。核心指标精简。

通过多元回归分析确定了基于发芽指数和根干重（萌发期）、叶鲜重和根干重（苗期）的高粱耐盐性精准鉴定技术体系，在保证评价精度的同时大幅提高了鉴定效率。快速高效。采用室内人工气候箱培养和水培法，全