盐分和水分胁迫对金叶白蜡幼苗生长及生理生化特性的影响

2015-04-29刘旭陈芬刘博等

安徽农业科学 2015年28期

刘旭　陈芬　刘博等

摘要采用温室盆栽试验方法，研究了不同土壤水分下盐胁迫对金叶白蜡幼苗的生长及生理生化特性的影响。结果表明：土壤盐分胁迫下金叶白蜡幼苗的生长发生了显著的变化，这种变化又因土壤含水量的不同而不同。金叶白蜡相对高生长、相对地径生长、相对冠幅以及生物量增量随着土壤盐分浓度的增加和土壤水分含量的减少而减少，表明盐分和水分胁迫影响了金叶白蜡的生长。生理生化分析表明：叶片中游离脯氨酸含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白质含量、相对质膜透性随着土壤盐分浓度的增加和土壤水分含量的减少而增大，但MDA含量随着土壤盐分浓度的增加和土壤水分含量的减少而有减少趋势。

关键词土壤水分；盐胁迫；金叶白蜡；生长量；生理生化特性

中图分类号S718.43文献标识码A文章编号0517-6611（2015）28-181-03

Effect of Salt Stress on Growth and Physiological and Biochemical Characteristics of Fraxinus chinensis under Varying Soil Water Content

LIU Xu， CHEN Fen， LIU Bo et al

（Suqian Institute of Jiangsu Academy of Agricultural Sciences， Suqian， Jiangsu 223800）

AbstractThe seedlings of Fraxinus chinensis were grown in a pot under greenhouse conditions with varying soil water content.The results showed that there were significant effects of soil water and salt contents on growth and biochemical characteristic of F.chinensis.The relative height growth， relative ground diameter growth， relative crown diameter and biomass increment decreased with increase of soil salt content and decrease of soil water content.The contents of proline， soluble sugar， soluble protein raised with increase of soil salt content under the soil condition of flooding， while the contents of MDA decreased.

Key wordsSoil water content； Salt stress； Fraxinus chinensis； Growth； Physiological and biochemical characteristics

金叶白蜡（Fraxinus chinensis）又叫金冠白蜡，木犀科白蜡属植物，是优良乡土彩叶树种，园林绿化落叶乔木，枝叶稠密，树形优美，花朵金黄色，观赏价值极高。由于金叶白蜡具有耐干旱、耐瘠薄、耐盐碱、耐一定水湿的特性，因而一般情况下都能正常生长，但是在干旱严重、盐碱较重的地方生长缓慢，甚至死亡，失去观赏价值。目前关于金叶白蜡研究主要是繁育和栽培管理技术[1-3]，而关于金叶白蜡抗逆性研究较少。该试验主要探讨盐分和水分胁迫对金叶白蜡生长和生理生化特性的影响，为金叶白蜡园林绿化栽培提供指导。

l材料与方法

1.1试验材料与设计

试验在宿迁市农业科学院连栋温室中进行，盆规格为25 cm×30 cm，取砂壤土烘干，过筛装盆，每盆装干土7.5 kg。土壤田间持水量为33.4%，其中土壤水解氮119 mg/kg，有效磷30 mg/kg，速效钾12 mg/kg，有机质含量46 mg/g。选用1年生金叶白蜡实生苗（高约40.0 cm，地径约4.5 mm）作为供试材料，每盆3株。共12个处理，即W1、W2、W3、W1S1、W2S2、W3S3、W2S1、W2S2、W3S2、W1S3、W2S3、W3S3。其中，S1、S2、S3分别表示NaCl含量为土壤干重的0.15%、0.30%和0.45%；W1表示正常田间持水量，W2、W3分别表示土壤含水量为土壤田间持水量的75%和25%；每个处理重复8盆。苗木于2014年4月20日栽植于盆中，放室外按正常水肥管理，2014年5月20日将盆移到连栋温室中对供试苗木进行水分控制，控水期间，每天傍晚测定土壤容积含水量，用天平称重补足其失去的水分。控水60 d后，即7月21日开始取样测定，8月20日前试验结束。

1.2测定项目与方法

处理之前和试验结束后，分别测定每株金叶白蜡苗高、地径、冠幅，并取样测定生物量。相对生长量=（试验结束后的生长量-试验处理前的生长量）/试验处理前的生长量；生物量增量=试验结束后生物量-试验处理前生物量。试验结束后，将每个处理的苗木全部取出、洗净，分根、茎和叶于105 ℃条件下烘干，计算生物量。叶片相对含水量采用称重法[4]测定；游离脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白质含量采用比色法[5]测定；膜相对透性采用李合生[5-6]的方法来测定；丙二醛（MDA）含量采用硫代巴比妥酸法测定[7]。试验结果采用Excel及DPS软件进行分析。

2结果与分析

2.1土壤盐分和水分胁迫对金叶白蜡幼苗生长的影响

土壤盐分和水分含量对金叶白蜡生物量增量、相对高生长、相对地径生长和相对冠幅生长都产生了显著的影响（表1）。在W1、W2和W3土壤水分条件下，不同盐分处理相对高生长、相对地径生长以及相对冠幅生长以无盐处理最大，其次是S1、S2，以S3盐处理最小；在各种土壤水分条件下，金叶白蜡生物量增量随着土壤盐分含量的增加逐渐减小。在同一土壤盐分含量条件下，各种不同的水分处理金叶白蜡生物量增量均以正常田间持水量条件下最大，其次为W1水分处理，以W3水分处理最小。正常条件下（W1）金叶白蜡生物量增量为10.3 g，在盐分和水分双重胁迫下，生物量增量逐渐下降，当盐分和水分胁迫均最大（W3S3）时生物量增量仅为2.5 g。可见，盐分和水分胁迫严重影响了金叶白蜡的生长，具体表现在影响相对高、相对地径和相对冠幅的生长。

双因素方差分析表明，不同的水分、盐分处理间，以及土壤中的盐分和水分互作对金叶白蜡相对高生长（F水=79.45，F盐=97.54，F水+盐=28.05）、相对地径生长（F水=115.22，F盐=85.41，F水+盐=30.14）、相对冠幅生长（F水=68.24，F盐=40.21，F水+盐=10.54）以及生物量增量（F水=118.54，F盐=35.05，F水+盐=6.78）的影响均达极显著水平，结合相对高生长量、相对地径生长量及生物量增量等指标的观测值，表明土壤水分含量的减少以及土壤盐分含量的增加明显阻碍了金叶白蜡相对高生长、相对地径生长、相对冠幅生长，从而使生物量增长缓慢。

2.2土壤盐分和水分胁迫对金叶白蜡幼苗叶片生理生化特性的影响

2.2.1土壤盐分和水分含量对金叶白蜡幼苗叶片相对含水量的影响。

相对含水量反映了植物体内的水分状况及其生理生化代谢的活跃程度。由表2可以看出，金叶白蜡叶片相对含水量以淹水条件下最高，但是随着盐分浓度增加而逐渐减少；在同一盐浓度下，叶片含水量随着土壤含水量减少而减少。金叶白蜡在正常生长条件下叶片含水量为73.67%，而在盐胁迫和水分胁迫严重条件下（W3S3处理）为59.67%，两者相差14个百分点，可见盐分和水分胁迫严重地方会严重影响金叶白蜡叶片的水分代谢，从而影响其正常生长。方差分析结果表明，盐分和水分互作对金叶白蜡生长的影响达到极显著水平，表明水分胁迫影响金叶白蜡水分代谢，而在盐胁迫下，这种影响进一步加剧。

2.2.2土壤盐分和水分含量对金叶白蜡幼苗叶片渗透调节物质、MDA含量和质膜透性的影响。

由表2看出，游离脯氨酸含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白质含量随着盐浓度增加而逐渐增加，表明金叶白蜡随着盐浓度增大而受到伤害程度加大；在同一盐浓度下，游离脯氨酸含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白质含量随着水分减少而加大，表明水分胁迫加剧了金叶白蜡的伤害程度。叶片中MDA含量随着盐浓度加大而含量增加，但是在水分胁迫条件下又有一定程度上升，表明金叶白蜡在盐和水分胁迫共同作用下体内启用了自身的保护机制使其少受伤害。细胞膜是植物与外界接触的最初和关键部位，其相对透性的大小表明植物受伤害的程度，相对质膜透性在正常条件下是32.07%，但是在盐浓度较高和水分胁迫较重条件下（W3S3处理）为44.40%，表明在盐胁迫下，水分胁迫进一步加剧了对金叶白蜡的伤害。双因素方差分析表明，不同的水分、盐分处理间，以及土壤中的盐分和水分交互效应对金叶白蜡叶片相对含水量、游离脯氨酸含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白质含量、MDA含量、相对质膜透性影响，除了盐分浓度对MDA含量影响未达显著水平外，其他处理均达显著水平。

3结论与讨论

（1）盐分胁迫对金叶白蜡的生长产生了显著的影响，同时，其影响的大小又因土壤水分含量的不同而不同。随着土壤盐分浓度的增加及土壤水分含量的减少，金叶白蜡生长量也随之减小，表明在土壤水分含量较少的条件下，金叶白蜡生长不仅受到盐胁迫，还受到了干旱胁迫的影响，盐分和干旱双重胁迫加剧了金叶白蜡生长量的降低。这主要是因为同样的土壤含盐量因土壤水分含量的不同导致了土壤溶液盐浓度的差异所致。土壤水分含量高，土壤溶液盐分浓度低，土壤水势高，土壤水分有效性也高，苗木不会产生水分亏缺；另一方面，土壤盐分浓度低减轻了对苗木的离子毒害，从而对苗木生长影响较小。而土壤含水量较低时，土壤溶液盐分浓度高、土壤水势低，造成苗木吸水困难及过量吸收盐分离子导致离子毒害，因而苗木生长量显著下降。在淹水条件下，各种盐分处理对金叶白蜡生物量增量影响较少，而在干旱条件下，随着土壤盐分浓度的增加，分配到根系的生物量显著增加，分配到叶片的生物量显著下降，这显然与干旱条件下，盐分浓度的升高进一步降低了土壤水势、加剧了土壤干旱有关。有研究表明，落羽杉相对高生长、相对地径生长和生物量增量随着土壤盐分浓度的增加和土壤水分含量的减少而减少[8]，这与该研究结果一致。也有研究表明，干旱和盐分胁迫能够使植物的根冠比增大[9]，可见盐和水分胁迫严重影响了植物的生长。

（2）可溶性蛋白质的持水力较强，能提高细胞质的浓度来降低质膜的透性，从而减轻逆境的伤害，使各项生理功能正常进行。赵双锁等[10]研究水分胁迫条件下小麦可溶性糖变化，认为水分胁迫使小麦可溶性蛋白含量下降；史玉炜等[11]研究水分胁迫对刚毛柽柳可溶性蛋白影响，认为水分胁迫下可溶性蛋白含量增加，可知试验材料不同，所得结论会有差别。该试验中，水分和盐胁迫使可溶性蛋白质含量增加。MDA含量是植物逆境条件下一种生理指标，许多试验表明MDA含量随着逆境加剧而含量增加[12-13]，但在该试验中，在盐胁迫和水分胁迫共同作用下MDA含量反而降低。任丽花等[14]研究水分胁迫对圆叶决明生理生化特性的影响表明，随着干旱时间持续，MDA含量也有减低的趋势，这可能是与植物在多重逆境作用下，启动了自身的保护机制使自身免受外界的影响。

金叶白蜡生长受到干旱程度、干旱持续时间、盐浓度等多种因素影响，该研究仅在盆栽条件下进行，对于金叶白蜡大规模种植情况下是否与该研究结论一致还有待进一步研究。

参考文献

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