外源钙离子对盐胁迫下盆栽佛甲草的生长影响

王雪娟，张雪平，吴燕，连红燕，聂慧

（安徽科技学院城建与环境学院，安徽凤阳233100）

外源钙离子对盐胁迫下盆栽佛甲草的生长影响

王雪娟，张雪平，吴燕，连红燕，聂慧

（安徽科技学院城建与环境学院，安徽凤阳233100）

本论文通过盆栽实验法测定了不同浓度钙离子在一定盐胁迫下佛甲草生长状况影响的生理指标.结果表明，在一定盐浓度下，随着钙离子浓度的不断增加，植株的生理指标分别呈现出相对含水量先降低后升高、叶绿素含量先升高后降低、质膜相对透性先不变后降低、脯氨酸含量先不变后降低、丙二醛含量先降低后升高等现象.

佛甲草；钙离子；氯化钠；生理指标

佛甲草（SedumlineareThunb.），又名细叶景天，景天科景天属多年生肉质草本植物，株高10-20cm，茎纤细而光滑，柔软，匍匐生长，着地部分节上生根.叶呈线状披针形，叶色翠绿，有光泽；花期5-6月，果期6-7月，原野生于我国东北及日本的山坡或岩石上，茎纤细而光滑，肉质多汁，柔软；匍匐生长.叶三片轮生，长圆形，亮绿有光泽[1].

佛甲草是优良的地被植物，它不仅生长快，扩展能力强，而且根系纵横交错，与土壤紧密结合，能防止表土被雨水冲刷，是一种理想的绿化植物.它的耐阴能力也较强，在园林绿地中可以与乔木、花灌木等配置在一起，在蔽荫度为70%以上的树丛下仍然能够生长良好.佛甲草也可以生长在屋顶较薄的基质上(3—5cm)，作为屋顶绿化材料，且能抗高温，具有理想的效果.夏季屋顶温度高达60℃，它亦能承受，基本不用浇水.而在冬季寒冷的北方，严寒时基质冻结，佛甲草会呈休眠状态.开春后气温回升，很快又能萌发，恢复生机.佛甲草长成后无需修剪，很少有病虫害，自然成型，四季常绿[2].

目前在城市绿化中佛甲草优良的特性越来越受到园林绿化工作者和城市居民的重视和青睐.但同时，对地被植物抗逆性机理等生理特性认识的不足也逐渐成为地被植物开发应用的限制性因素.因此，本实验通过人工控制在不同浓度Ca2+对一定盐浓度下佛甲草各生理生化指标的分析和测定，是为探索Ca2+对佛甲草在盐害情况下的缓解作用，提高其耐盐能力，探讨该种植物可能的抗盐机理和最适缓解浓度，并通过对该植物几种生理生化指标的分析，探讨各指标用于不同种地被之间植物抗盐性比较的可行性，为佛甲草在如今盐渍化日益严重的土壤中适应及生长能力提供了理论依据，并为建立地被植物抗盐性评价体系提供借鉴.

1 材料与方法

1.1 供试材料

试验材料佛甲草来源于安徽科技学院种植园花卉实习基地.

1.2 试验主要仪器

电导率仪（DDS-11A）、循环式真空泵（SHB-B95）、低速离心机（TGL-16G）、磁力加热搅拌器（78-1）、生化培养箱（LRH-150）恒温水浴锅（HH-S）、数显电热干燥箱（202-A）、751分光光度计分光光度计、电子天平、电子分析天平等.

1.3 试验主要药品

甲苯、95%乙醇、磷酸、磺基水杨酸、冰乙酸、酸性茚三酮、三氯乙酸、L—脯氨酸、2—硫代巴比妥酸、2,3,5-三苯基氯化四氮唑、蒽酮、80%丙酮.

1.4 实验设计

1.4.1 实验设计

通过预实验处理，特选定盐浓度最适的一组进行研究.实验组：盐浓度为A:100mmol/L，钙离子浓度梯度为B0:0 mmol/L、B1:3mmol/L、B2:6mmol/L、B3:9mmol/L、B4:12mmol/L，每组重复三次，共30盆，3个区组.

1.4.2 实验准备

2012年4月14日培养佛甲草幼苗，力求它们生长状况达到一致，选择颗粒细致的河沙淘洗至纯净晒干，装置于干净塑料袋中备用.

4月17日从安徽科技学院西区种植园选出生长状况大致相同的幼苗，分株于30个规格相同的营养钵里，每个营养钵里分别盛放900g的细沙，之后通过每日浇清水养苗一周，以备待用.

1.4.3 实验方法

4月25日第一次浇营养液100ml，之后至5月26日每隔两日按实验设计的组别编号浇灌营养液，处理期间其他养护同常规管理，6月1日至5日进行生理指标测定，通过测定佛甲草植株的各项生理生化指标，表明佛甲草在相同外界条件下，受到盐胁迫的植株在不同钙离子浓度缓解的效应亦有不同.

1.5 测定方法

1.5.1 生长观察

通过目测法，将佛甲草各处理组植株的生长状况分为3个等级：生长良好、轻度生长不良、中度生长不良.

1.5.2 生理性状的测定[3-5]

相对含水量的测定采用加热烘干发；叶绿素的含量测定采用分光光度法；质膜相对透性测定采用电导仪法测定；脯氨酸含量采用酸性茚三酮比色法测定；采用巴比妥酸法测定丙二醛含量.

2 结果与分析

2.1 不同浓度钙离子对盐胁迫下佛甲草生长特性的影响

伴随钙离子浓度的不断变化，经过近一个月的处理后，植株的生长状况分别呈现B0、B1中度生长不良,出现大部分萎蔫；B2轻度生长不良小部分生长萎蔫；B3、B4生长良好.

2.2 不同浓度钙离子对盐胁迫下佛甲草叶片相对含水量的影响

由于植物处于“土壤—植物—大气—水分”连续体系中，植物体内维持一定的水分含量是植株进行生命活动的基础，否则，植株体内正常的生理活动就会受阻.叶片相对含水量（RWC）是植物实际含水数量占饱和含水量的百分率，是表示植物水分状况的一个重要指标，它可以反映植物的水分亏缺程度和植株保水程度，盐胁迫下组织相对含水量作为地被植物抗盐性鉴定的指标应用十分普遍.

图1 不同处理对佛甲草相对含水量的变化

由上图所示，我们能看出，在B2（6mmol/L）组的相对水含量较高，总体呈现先升后降的趋势.

2.3 不同浓度钙离子对盐胁迫下佛甲草叶片叶绿素含量的影响

叶片是植物进行光合作用的主要器官，而叶绿素是光合作用的重要细胞器，是影响植物光合作用的重要因素，叶绿素含量高低在一定程度上反映了光合作用水平.水分可以影响叶绿素的合成，从而间接影响到植物的光合作用.若叶绿素含量低，则光合作用弱，会导致植物有机物积累量减少，造成鲜重降低，生长不良.

图2 不同处理组佛甲草叶绿素含量的变化

由图上可以看出，图表在B2（6mmol/L）出现峰值，说明在这点的钙离子浓度对盐胁迫下的植株有显著的缓解作用.

2.4 不同浓度钙离子对盐胁迫下佛甲草叶片质膜相对透性的影响

生物膜是构成细胞与其周围环境之间或真核细胞的胞液与各种细胞器的屏障.植物组织在受到逆境伤害时，感受最敏感的是细胞膜，细胞膜是细胞与环境发生物质交换的主要通道.在逆境胁迫时，由于膜的功能受损或结构破坏，使其透性增大，这是膜受伤害和变性的重要标志.

图3 不同处理对佛甲草相对电导率的变化

由上图可以看出，植株在外在条件盐浓度的影响下呈现相对透性增大，但是由于钙离子的加入，从而改变了这种现象，使B2（6mmol/L）组呈现下降趋势.

2.5 不同浓度钙离子对盐胁迫下佛甲草叶片脯氨酸含量的影响

在遭受到盐胁迫时，植物体内累积大量的脯氨酸.脯氨酸起着渗透调节作用，其积累量的大小影响着渗透调节能力，而渗透调节能力的大小与抗盐性之间有着密切的关系，因此脯氨酸含量的变化可以反应出地被植物的抗盐性.

图4 不同处理对佛甲草脯氨酸含量的变化

从上图可以看出，整幅图在B2（6mmol/L）组为临界点，说明在B2组积累的脯氨酸含量在降低，即抗盐性在升高.

2.6 不同浓度钙离子对盐胁迫下佛甲草叶片MDA含量的影响

丙二醛(MDA)是膜脂过氧化作用的最终产物，也是反映细胞膜系统受害程度的重要指标.盐胁迫下MDA积累越多，表明组织受到的伤害越大.

图5 不同处理对佛甲草丙二醛含量的变化

由图上可以看出，在B2（6mmol/L）钙离子浓度，丙二醛含量最低，总体呈现出先升后降的趋势.

3 结论与讨论

3.1 不同浓度钙离子对盐胁迫下佛甲草生长特性的关系

抗盐性是植物对于盐胁迫环境的反应.但在不同浓度钙离子的缓解作用下，同种植物会产生不同的外观表现.在本实验中当钙离子浓度达到B2(6mmol/L)时，佛甲草的生长表现为良好，而当钙离子浓度进一步增加时，佛甲草的生长又呈现出轻度生长不良的现象，这说明钙离子对盐害情况下佛甲草的生长具有一定的缓解作用.

3.2 不同浓度钙离子对盐胁迫下佛甲草组织相对含水量的关系

水分是植物生长过程中的主要限制因子，同一物种在不同盐胁迫条件下表现不同的形态和生理指标，可以从中了解物种对不同盐水梯度环境的适应机制[6].我们可以看出相对含水量呈现先升高后降低的趋势，也就是说明钙离子在B2浓度时缓解了受到盐胁迫的佛甲草植株生长，随着钙离子的浓度再次增加，对植株的缓解效应有所下降.

3.3 不同浓度钙离子对盐胁迫下佛甲草叶片叶绿素含量的关系

叶绿素含量的变化对光合作用具有直接影响，盐胁迫下叶绿素含量的变化，反映了植物对盐胁迫的敏感性.盐胁迫可导致叶绿素含量降低，随着盐胁迫强度的增加，叶绿素也随之降解[7].从本实验结果看，在不同钙离子情况下佛甲草叶绿素含量总体呈现先升后降的趋势，在B2组是临界点，植株通过外援钙离子的加入增强了对盐的抗性，恢复了细胞膜的相对透性.

3.4 不同浓度钙离子对盐胁迫下佛甲草叶片质膜相对透性的关系

盐胁迫使细胞膜结构遭到破坏将引起细胞内物质加速向外渗透.在逆境条件下，植物体内自由基的大量生产和累积能引发膜脂过氧化和脱脂化作用，造成膜脂和膜蛋白质的损伤，从而破坏膜结构和功能，膜结构受伤害越重，电解质含量增加越多[8].用电导率仪测定外渗液电导率的变化，可反映出质膜受伤害的程度.此次实验佛甲草在胁迫期间质膜相对透性先降后升，在B2组这一临界点，质膜相对透性达到最低，说明盐胁迫在此得到很好的缓解.说明其细胞膜虽在初期受到损害，但是受到钙离子的影响而得到缓解.

3.5 不同浓度钙离子对盐胁迫下佛甲草叶片脯氨酸含量的关系

脯氨酸是植物蛋白质的主要组成部分，当植物受到盐胁迫时，脯氨酸可作为渗透剂参与植物的渗透调节作用，盐胁迫会导致植物体内脯氨酸的含量积累增加[9].本试验结果表明，佛甲草受到盐胁迫时，叶片中脯氨酸含量随钙离子浓度变化而变化，在轻度胁迫游离脯氨酸迅速积累，随着钙离子浓度增大而降低.在B2组为临界点，经此浓度钙离子的缓解，脯氨酸含量最低，说明在6mmol/l时钙离子的缓解效应最佳.

3.6 不同浓度钙离子对盐胁迫下佛甲草叶片丙二醛含量的关系

丙二醛是植物细胞膜脂过氧化物之一.有研究认为，丙二醛浓度与植物抗盐性密切相关，轻度的盐胁迫对丙二醛积累的影响较小，说明在一定范围内植物叶片对盐胁迫具有自我生理调节能力，随着盐胁迫程度的加剧，胁迫时间的延长，植物叶片中过氧化物MDA的含量升高，表明盐胁迫引起氧化作用加强，细胞膜伤害更加严重，对植物株体的伤害更为严重[10][11].本试验的结果表明随着钙离子浓度升高，在B2组为临界点，经此浓度钙离子的缓解，植株丙二醛含量最低，说明在6mmol/l时钙离子的缓解效应最佳.

通过本试验，初步了解了钙离子对盐胁迫下的佛甲草的缓解效应，植株在100mmol/L的盐胁迫情况下，不同钙离子对其生长均有一定程度的缓解效应，但在6mmol的钙离子浓度时缓解效应最佳.但本试验对佛甲草的研究还缺乏全面的认识，一些结论是建立在对彼此独立的几个指标的研究结果上，植株在养护过程中受到天气、通风、光照、湿度等问题的影响，以及在测定时实验过程中仪器方面的问题造成了个别的误差，这些均对反映佛甲草的抗盐机理有一定的影响.

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S668

A

1673-260X（2013）11-0010-03

安徽科技学院自然科学研究重点项目（ZRC2013368）