不同盐度对芦苇生长及光合特征的影响

吴春燕， 何彤慧， 于 骥， 夏贵菊

(宁夏大学 西北退化生态系统恢复与重建教育部重点实验室， 西北土地退化与生态恢复省部共建国家重点实验室培育基地， 宁夏 银川 750021)

不同盐度对芦苇生长及光合特征的影响

吴春燕， 何彤慧*， 于 骥， 夏贵菊

(宁夏大学 西北退化生态系统恢复与重建教育部重点实验室， 西北土地退化与生态恢复省部共建国家重点实验室培育基地， 宁夏 银川 750021)

为揭示芦苇在不同盐分浓度下的生理机制，采用银川平原湿地芦苇(Phragmitescommunis)的地下根茎进行芦苇栽培控制试验，利用CIRAS-2光合测定分析仪测定净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、胞间 CO2浓度(Ci)，并统计生态指标，研究不同盐分浓度下芦苇的生长及光合作用特征。结果表明：芦苇具有一定程度的耐盐性，植株高度、多度、盖度和生物量随盐分浓度增加呈先增加后降低趋势，盐分浓度小于0.6%时对芦苇几乎没有不良影响或稍有促进作用，对芦苇的光合作用影响不明显，但盐分浓度大于0.6%时对芦苇生长和叶片净光合速率、气孔导度和胞间CO2浓度呈明显抑制作用。

芦苇； 盐分浓度； 光合特征； 银川平原

银川平原地处干旱地区，三面分别被环境恶劣的腾格里沙漠、乌兰布和沙漠及毛乌素沙漠包围；银川平原有近2千年的垦殖历史，沟渠纵横，但也因千百年来滥垦过牧、过量引水、大灌大排等不合理开发活动的影响，土壤盐渍化严重，盐土碱土广泛分布[1]。中国土地盐渍化面积约为1亿hm2，约占国土总面积的10.3%，主要分布在沿海和三北地区[2]，约有80%的盐碱地尚未得到开发利用[3]。在基本农田保护过程中，随着人口增长和国民经济的发展，人增地减的矛盾日益突出，盐碱地改良利用也随之成为研究的热点问题之一。耐盐植物通过盐分吸收、运移对盐碱地具有一定生物改良作用，依据耐盐植物的耐盐特性及其作用效果构建盐碱地生物改良模式，是盐碱地产业发展的新方向、新理念和新思路[4]。

芦苇(Phragmitescommunis)属禾本科芦苇属，广泛分布于世界各地，可适应多种生境，并进化出不同生态型[5-6]，也是水体绿化中常用的水生植物。芦苇茎粗、秆长、纤维含量高，是优良的造纸原料。根据生理类型芦苇属于拒盐植物，而根据生态类型其属于水生盐生植物[7]。盐含量过高会对植物造成伤害，引起水分亏缺而导致水分胁迫，在一定范围内某些植物可通过自身细胞的渗透调节作用抵抗水分胁迫，表现在植物水势和渗透调节物质的变化等方面[8]。为探明芦苇的耐盐性及其盐胁迫下芦苇光合指标的变化，笔者进行了不同盐分浓度对芦苇的影响试验，以期为盐碱土的生物改良提供参考。

1 材料与方法

1.1 芦苇及其处理

2014年3月从野外挖取芦苇地下根茎，选取大小均匀、茎节上萌蘖芽基本相等的4～5根地下根茎，埋于规格为45 cm×30 cm×25 cm的透明塑料盒(侧面贴上刻度标签)土层(厚度为10 cm)中，每隔1～2 d用机井地下水补水1次，补水量以淹没土层为限。在芦苇幼苗发芽并生长稳定后，于5月份开始进行不同盐分浓度处理，设6个处理组，根据当地以硫化物盐为主的盐分特征，分别用0.3%、0.6%、0.9%、1.2%、1.5%和1.8%的Na2SO4溶液浇灌芦苇，空白对照组(CK)用等量水浇灌，每周1次，每处理3次重复。

1.2 指标测定

1.2.1 生态指标 在芦苇生长季节内每月按时统计芦苇的多度、盖度和高度，并记录塑料盒子内其他植物的生长状况。于10月中旬收割芦苇，装入锡箔纸袋，放入烘箱 65℃烘干至恒重，即为每个样方的干生物量。

1.2.2 光合指标 选择芦苇生长较为旺盛的7月中旬晴天8:00-18:00进行，取长势相近的植株顶端向下第3片充分展开叶，保持叶片在植株上的自然受光态势，利用CIRAS-2光合测定分析仪(美国PPSYSTEMS公司生产)测定净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)和胞间CO2浓度(Ci)，每2 h测1次，每次重复3次。

1.3 数据处理

用软件Excel 2010对数据进行整理，用软件Spss 17.0对数据进行单因素方差分析，用软件Origin制图。

2 结果与分析

2.1 生态指标

从图1看出：1) 高度。在生长季节(6—9月)内，随盐分浓度的增加，芦苇高度增长趋势不明显，增长量逐渐变小；随处理时间延长，不同盐分浓度处理间高度差异越来越明显。2) 多度。对照组和盐分浓度较低组在生长季节内呈明显增加趋势，随盐分浓度增加多度的增加趋势不明显，1.8%盐分处理组降低最明显，因为该组的起始株数最多，盐分处理后多度降低幅度最大，表明盐分较高会影响芦苇的分蘖生长。3) 盖度。其变化趋势与多度相似，说明低浓度盐分处理对芦苇的生长没有构成胁迫，即芦苇能够在低浓度盐分环境下正常生长。4)生物量。0.3%盐分处理组的生物量约高于对照，其余浓度组均小于对照，表明低浓度盐分对芦苇生长有促进作用，高浓度盐分有明显胁迫作用。

2.2 光合指标

从表中看出，净光合速率、气孔导度、蒸腾速率均随盐分浓度增加呈降低趋势，空白对照组与0.3%组间差异不显著，与其他组间差异均显著。表明，低浓度盐分胁迫对芦苇的光合作用影响不大。

图 1 不同盐分浓度下芦苇高度、多度、盖度和生物量的变化趋势

Fig.1 Change trend of plant height, abundance, coverage and biomass ofP.communisunder different salt concentration

表 不同盐分浓度处理芦苇的光合指标参数

图2 不同盐分浓度处理芦苇叶片气孔导度的日变化

Fig.2 Diurnal variation of stomatal conductance of reed under different salt concentration

气孔既是光合作用吸收空气中CO2的入口，也是水蒸气逸出叶片的主要出口，在控制碳吸收和水分损失的平衡中起关键作用[9]。气孔的运动状况一定程度上反应植物体内的代谢情况，其反应灵敏度也是植物的一个重要特征[10]。从图2看出，气孔导度大小与盐分浓度基本呈负相关关系，可能与不同盐分浓度处理叶片的水势差异有关。因为气孔导度随叶片水势的降低而减小，当叶片水势下降时气孔开度减小或关闭[10]。12:00-14:00由于温度过高，部分气孔关闭，导致气孔导度相应下降，但不同盐分浓度处理的降低幅度有差异，可能与不同处理芦苇对外部环境因子响应的灵敏度不同有关。

3 结论与讨论

1) 试验结果表明，芦苇表现出一定程度的耐盐性，其植株高度、多度、盖度和生物量随盐分增加呈先增加后降低趋势，盐分浓度小于0.6%对芦苇几乎没有不良影响或稍有促进作用，但盐分浓度大于0.6%时对芦苇表现出抑制作用，但仍能正常生长繁殖，与黄溪水等[11]的研究结果一致。表明，用低浓度盐分浇灌芦苇不会导致产量降低，对节约淡水资源有一定的意义[12]。随处理时间的延长，不同盐分浓度处理芦苇的生态指标含量差异越明显，与施建羽[13]对三角梅的研究结果一致。

2) 光合作用是植物生长所需能量的主要来源，也是物质生产的基础。芦苇的光合作用会受到各种环境因素如温度、水分、CO2浓度和养分状况等影响。试验结果表明，低浓度盐分胁迫对芦苇的光合作用影响不明显，与前人的研究结果即低盐刺激不会抑制植物光合作用，且有时对光合反应起促进作用的观点相符[14-15]。高浓度盐分胁迫下芦苇的光合作用会受到抑制，即随盐分胁迫增强，芦苇叶片净光合速率、气孔导度和胞间CO2浓度呈降低趋势，与张涛等[16]对结缕草的研究结果一致。其中，气孔导度受盐胁迫的影响最明显，即盐胁迫越重气孔导度越低，与赵可夫等[17]对芦苇的研究结果一致。

3) 试验结果表明，芦苇在盐分浓度小于0.6%时能正常生长，具有一定的耐盐性，与孙博等[18]对芦苇的研究即芦苇对盐碱土能起到缓慢改良的作用结果一致。目前，生物措施改良是开发盐碱地的最佳方法[19]，用耐盐植物芦苇改良盐碱地，并可用其作为纤维原料等，具有一定的经济效益。

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(责任编辑： 冯 卫)

Effects of Growth and Photosynthetic Characteristics ofPhragmitesaustralisunder Different Salinity Concentration

WU Chunyan, HE Tonghui*， YU Ji， XIA Guiju

(KeyLaboratoryforRestorationandReconstructionofDegradedEcosystem，MinistryofEducation，BreedingBaseforStateKeyLaboratoryofLandDegradationandEcologicalRestorationinNorthwestChina,NingxiaUniversity,Yinchuan,Ningxia750021,China)

In order to reveal physiological mechanisms of reed at different salinity gradients, the authors conducted the experiments ofP.communisunderground rhizomes cultivation in Yinchuan Plain wetland to get their growth and photosynthesis characteristics under different nutrient conditions，and then discussed the influence of salt concentration onP.communisgrowth. CIRAS-2 photosynthesis analyzer was employed to measure the net photosynthetic rate (Pn)，transpiration rate (Tr)，stomatal conductance (Gs)，intercellular CO2concentration (Ci) and other gas exchange parameters ofP.communis. Results:P.communiswas tolerant to salt in certain degree. The plant height, abundance, coverage and biomass first increased and then decreased with salt concentration increasing. Salt almost had no bad influence or even had promotion effects onP.communiswhen the concentration was lower than 0.6%. Meanwhile, there was no significant influence on photosynthesis. But the growth, net photosynthetic rate, stomatal conductance and intercellular CO2concentration were significantly inhibited when salt concentration was higher than 0.6%.

Phragmitescommunis; salt concentration; photosynthetic characteristics; Yinchuan Plain

2016-03-07； 2016-04-26修回

国家自然科学基金项目“绿洲梯度开发下的湿地系统生态累积效应研究”(41361095)

吴春燕(1990-)，女，在读硕士，研究方向：植物生态与生态恢复。E-mail:1362249662@qq.com

*通讯作者：何彤慧(1964-)，女，教授，从事生态系统监测评估、环境变化及湿地生态恢复研究。E-mail:hetonghui@163.com

1001-3601(2016)06-0238-0018-04

Q945.78

A