盐碱胁迫下高羊茅种子萌发及幼苗生理特性的变化

李淑梅，严翔鹏

(1.信阳农林学院 农学院，河南 信阳 464000；2.河南省农业广播电视学校 信阳市平桥区分校，河南 信阳 464000)



盐碱胁迫下高羊茅种子萌发及幼苗生理特性的变化

李淑梅1，严翔鹏2

(1.信阳农林学院 农学院，河南 信阳 464000；2.河南省农业广播电视学校 信阳市平桥区分校，河南 信阳 464000)

摘要：为明确盐碱胁迫对高羊茅种子萌发及幼苗生理指标的影响，将中性盐NaCl、Na2SO4和碱性盐Na2CO3按照2:1:1的比例混合，测定幼苗的苗长、根长、生物量及生理指标等。结果表明，随着盐碱浓度的增大，高羊茅植株的苗长、根长、植株生物量呈逐渐降低的趋势，叶片中可溶性糖含量、MDA呈现逐渐升高的趋势，叶绿素含量呈现先升后降的趋势。

关键词：高羊茅；苗长；根长；生物量；可溶性糖；MDA；叶绿素

由于各种人为或自然因素的影响，土壤盐渍化已成为主要的环境问题之一。全球大约有3.8亿hm2的土地存在不同程度的盐渍化，约占可耕地面积的10%[1-3]，而且每年仍以100～150万hm2的速度增长[4]。我国约有10%的耕地常年受到盐渍化和次生盐渍化的危害[5]。土壤的盐害与碱化往往相伴发生，所以长期以来人们一直将土壤可溶性盐分的增加笼统称为“土壤盐碱化”[6]。盐碱胁迫是影响植物物生长发育，导致产量和品质下降的主要非生物逆境因素。土壤中的致害盐类除了以NaCl为主的中性盐以外，还有以Na2CO3和NaHCO3为主的碱性盐，目前我国内陆盐碱地苏打盐碱土占的比重也越来越大[7]。

高羊茅又名羊茅，为禾本目禾本科羊茅属多年生草本植物，具有较强的耐寒、耐热、耐盐碱及抗病能力，在我国分布广泛。可以作为观赏草坪及牧草。本试验通过利用中性盐NaCl、Na2SO4和碱性盐Na2CO3胁迫处理高羊茅种子，研究在不同的盐碱胁迫下高羊茅的幼苗生长、植株生物量及生理指标的变化，旨在为高羊茅在盐碱地的利用提供理论依据。

1材料与方法

1.1材料

实验所用的爱瑞3号为从种子市场购买的当年收获的种子，盐碱胁迫处理在种子生理实验室进行。

1.2实验组合的设置

盐碱胁迫试验采用中性盐NaCl、Na2SO4和碱性盐Na2CO3，首选分别配制浓度为20、40、60、80、100mmol/L的3种盐溶液，再将同浓度的盐溶液分别按照2:1:1的质量比混合，配制不同浓度的盐碱溶液，依据浓度由低到高的顺序分别记为处理1、2、3、4、5，蒸馏水作为对照(0mmol/L，CK)。

1.3培养方法

挑选经过净度分析的、籽粒饱满、且大小一致的高羊茅种子，用0.1%HgCl2消毒10min后再用蒸馏水冲洗3次，备用。本试验采用育苗盘培养法，所用的育苗基质为市场购买的专用育苗基质。将经过处理的高羊茅种子播在育苗盘内，种子出苗后间苗，每孔保留5株幼苗。精心管理幼苗，待其生长1个月后进行盐碱胁迫试验，每隔4天处理1次，共处理3次，设置3个重复，最后一次处理后第5天进行各指标的测定。

1.4测定指标

1.4.1幼苗长度、根长及相对生长率的测定待发芽实验结束，从育苗盘中随机取10株幼苗，测定每株幼苗的苗长和根长(cm)，然后计算幼苗相对生长率。

幼苗相对生长率=盐碱胁迫下幼苗平均长度/对照幼苗平均长度。

1.4.2幼苗生物量的测定先将每株幼苗的根和茎叶分开，再分别称重，最后置于烘箱中烘干至恒重后称干重(g)。

1.4.3幼苗生理指标的测定采用蒽酮法进行可溶性糖含量的测定[8]、硫代巴比妥酸法[9]测定丙二醛(MAD)含量、丙酮乙醇混合液浸提法[10]测定叶绿素含量，每个处理3次重复。

1.5数据处理

采用EXCEL和SAS软件进行数据的统计分析(P<0.05)。

2结果与分析

2.1盐碱胁迫对高羊茅幼苗的苗长、根长及相对生长率的影响

混合盐碱胁迫处理对高羊茅幼苗的苗长、根长及相对生长率产生了显著的抑制作用，并且抑制程度与浓度呈正比，见表1。处理5对高羊茅幼苗的苗长和根长的抑制作用最显著，分别为对照的81.35%和84.42%。说明混合盐碱胁迫处理对苗长的抑制作用大于对根长的抑制作用。

注：同列相同字母表示在P<0.05水平上无显著差异。

2.2盐碱胁迫对高羊茅幼苗生物量的影响

表2表明，盐碱胁迫处理对高羊茅幼苗的单株干鲜重产生了显著的抑制作用，盐分浓度越高，植株生长越慢，重量越小。与对照相比，植株干鲜重呈现先升后降的趋势。处理5胁迫下，植株鲜重降为对照的31.80%，干重则降为了对照的27.27%。表明盐碱胁迫处理对植株干重的影响较大。

2.3盐碱胁迫对高羊茅幼苗生理指标的影响

逆境胁迫下，植物体内的可溶性糖会大量积累，既可作为能量储备，又是植物体内主要的渗透调节物质，用于减少外界对植物造成的伤害[11]。由图1可以看出随着盐碱浓度的增加可溶性糖含量逐渐增高，其中处理4和处理5增加非常迅速，分别为对照糖含量的1.93和2.56倍。

图1盐碱胁迫对植株叶片中可溶性糖含量的影响图2盐碱胁迫对植株叶片中MDA含量的影响

表3　盐碱胁迫对高羊茅叶片叶绿素含量的影响

注：同列数据后不同大写英文字母表示在0.05水平上的差异显著性。

丙二醛含量的高低可以反映细胞膜质过氧化的程度和植物对逆境条件反应的强弱[12]。MDA含量越高，膜质过氧化作用越强。图2可以看出，MDA含量随着盐碱浓度的增高逐渐增高，表明细胞膜已经受到了严重的损害。处理5的MDA含量高达对照的3.63倍，说明其膜系统受到的损害最为严重。

由表3可以看出，随着盐分浓度的增大，叶绿素a、b的含量呈现逐渐升高的趋势，至处理3时达到最大值，以后迅速下降，每个处理之间的差异均达到了显著水平。另外表还显示，处理3的浓度水平可以刺激叶片光合色素的形成，处理4和处理5浓度下，叶绿素酶活性提高，光合色素分解增加、合成减少，总量显著降低。叶绿素a/b变化较大，有显著差异。

3结论与讨论

3.1对幼苗苗长、根长和生物量的影响

研究结果表明，高羊茅幼苗的苗长、根长随着盐碱浓度的增高呈现逐渐降低的趋势，且盐分浓度越大，降低越明显。生物量虽然有小幅的上升，但是随后逐渐降低。这是因为在高浓度盐分胁迫下，植株的生长发育受阻，从而表现出一系列外在和内在的变化。研究还发现，在高浓度的盐碱胁迫下，高羊茅幼苗叶片的边缘变黄萎蔫，株高降低显著。

3.2对幼苗生理生化特性的影响

可溶性糖是植物体内重要的渗透调节物质，在干旱、低温、高温、盐渍等逆境下都会造成植物体内可溶性糖含量的增加，是植物对逆境胁迫的一种生理生化反应[13]。本实验结果表明，可溶性糖含量随着随着盐分浓度的增加而增加，两者呈正比，这与前人研究的在逆境胁迫下，植物积累的可溶性糖越多，则抗逆性越强的结果相同。

MDA是膜质过氧化水平的标志，也是植物细胞膜不饱和脂肪酸发生过氧化作用的终产物，其含量高低可以作为植物细胞膜质损伤程度的参数[14]。研究结果表明，MDA含量随着盐碱浓度的增大逐渐增加，表明其膜结构受到了损伤，且损伤程度与盐浓度成正比。

光合色素含量的稳定有利于幼苗在胁迫下维持正常的光合作用，从而增强植物幼苗对盐胁迫的耐受能力[15]。研究结果表明，随着盐浓度的增高，幼苗叶片的叶绿素含量呈现先升后降的趋势，说明低浓度的盐胁迫能刺激叶片光合色素的合成，而高浓度盐胁迫则提高叶绿素酶活性，最终导致光合色素合成减少，分解增加，总含量降低，这与前人的研究结果相同。

综上所述，可溶性糖和MDA可作为高羊茅耐盐性的生理指标，由于耐盐性的机理非常复杂，若仅仅依据一两个指标来进行衡量是不科学的，需将多个因素综合起来进行评价才较合理，以后会继续进行高羊茅耐盐性相关方面的研究。

参考文献：

[1]阮成江,谢庆良.盐胁迫下沙棘的渗透调节效应[J].植物资源与环境学报,2002,11(2):45-47.

[2]Zhu J K.Plant salt tolerance[J].Trends in plant Science,2001,6(2)：66-71.

[3]王星玉.中国黍稷[M].北京:中国农业出版社,1996:52-60.

[4]Szabolcs I.Salt-affected soils[M].boca Raton,Florida:CRC Press Inc,1989.

[5]张鹤山,刘洋,田宏,等.黑麦种子在不同盐分胁迫下萌发特性的研究[J].种子,2009:28(3):14-17.

[6]蔺吉祥,高战武,王颖,等.盐碱胁迫对紫花苜蓿种子发芽的协同影响[J].草地学报,2014,22(2):312-318.

[7]元曲刚，赵可夫.氯化钠和碳酸钠对玉米生长和生理胁迫效应的比较研究[J].作物学报，2004,30(4)334-341.

[8]张兆英,秦淑英,王文全,等.人工老化过程中黄芩种子发芽率及酶活性等变化规律研究[J].河北果树研究,2003(2):120-123.

[9]刘成运,孟庆梅.冷害条件下凤眼莲某些生理特性变化的研究[J].武汉植物学研究,1993,11(4):345-354.

[10]郝建军,植物生理学实验技术[M].沈阳：辽宁科学技术出版社,2001.

[11]翁森红,牧草耐盐性鉴定指标和方法的初步研究[D].北京:中国农业科学院,1990.

[12]JALEEL C A,SANKAR B,SRIDHARAN R,et al，Soil salinity alters growth ,chlorophyll content and secondary metabolite accumulation in Catharan thus roseus[J],Turkish Journal of Biology,2008(32):79-83.

[13]汤章程.逆境条件下植物游离脯氨酸的积累及其可能的意义[J].植物生理学通讯,1984(4):27-32.

[14]刘延吉,张珊珊,田晓燕,等.盐胁迫对NHC牧草叶片保护酶系统、MDA含量及膜透性的影响[J].草原与草坪,2008(2):30-33.

[15]段九菊,郭世荣.外源亚精胺对NaCl胁迫下黄瓜幼苗耐盐性的影响[J].中国蔬菜,2005(12):8-10.

(编辑：严佩峰)

Salinity Stress on Germination and Seedling Physiological Indexes of Tall Fescue

LI Shu-mei1，YAN Xiang-peng2

(1. Agriculture College, Xinyang College of Agriculture and Forestry, Xinyang 464000,China;2. Agricultural Broadcasting and Television School in Pingqiao District, Xinyang City of Henan Province, Xinyang 464000, China)

Abstract：In order to clear salinity-alkalinity stress on germination and seedling physiological indexes of tall fescue, according to the ratio of 2:1:1, the neutral salt NaCl and Na2SO4and alkaline salt Na2CO3were mixed to determine the seedling length, root length, seedling biomass and physiological indexes, etc. The results show that with the increase of salt concentration, the seedling length, root length, plant biomass of tall fescue plant showed a trend of gradually reducing, soluble sugar content and MDA in leaf showed a trend of gradually increasing, the chlorophyll content showed a trend of first increased and later lowered.

Keywords：tall fescue; seedling length; root length; biomass; soluble sugar; MDA; chlorophyll

中图分类号：S543+.9

文献标识码：A

文章编号：2095-8978(2016)01-0100-03

作者简介：李淑梅(1979—)，女，河北冀州人，讲师，硕士，主要从事植物逆境生理及作物遗传育种的教学科研工作.

收稿日期：2015-11-18