Na2CO3、NaHCO3混合胁迫对红花幼苗生长的影响

刘丹 李然红 陈鑫

摘要 [目的]研究碱性土壤对红花幼苗生长发育的影响。[方法]分别用不同浓度的Na2CO3、NaHCO3混合胁迫溶液处理红花幼苗，用蒸馏水作为空白对照组（CK）。对各处理后红花幼苗的各项生理指标（根长、株高、根重、株重）及过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）活性进行了测定。[结果]株高、株重、根长和根重随混合胁迫液中Na2CO3浓度的增加而减少，其中根重受抑制作用突出。POD活性受Na2CO3作用明显，而SOD活性受NaHCO3作用显著。[结论]结果为深入探究碱胁迫对红花幼苗生长影响的生理机制提供理论支撑。

关键词 碱胁迫；红花幼苗；生长发育

中图分类号：S143.8 文献标识码：A 文章编号：2095-3305（2018）03-054-02

DOI： 10.19383/j.cnki.nyzhyj.2018.03.023

Abstract [Objective] The aim was to study the effect of alkaline soil on the growth and development of Carthamus tinctorius L. seedlings. [Method] Carthamus tinctorius L. seedlings were treated with different concentrations of NaHCO3 and Na2CO3 solution， and distilled water was used as control （CK）. The physiological indexes （root length， plant height， root weight， plant weight） and peroxidase （POD） and superoxide dismutase （SOD） activities of Carthamus tinctorius L. seedlings were determined after each treatment. [Result] With the increase of Na2CO3 concentration in mixed solution， the plant height， root length， plant weight and root weight of Carthamus tinctorius L. seedlings showed a downward trend， among which the root weight was inhibited significantly.The POD activities were obviously affected by Na2CO3，while the SOD activities were affected by NaHCO3 significantly. [Conclusion] The results provided theoretical support for further investigation of the physiological mechanism of alkali stress on the growth of Carthamus tinctorius L. seedlings.

Key words Alkali stress； Carthamus tinctorius L. seedlings； Growth and development

紅花（Carthamus tinctorius L.），又称草红花、刺红花，是菊科红花属的双子叶植物 [1]。红花入药历史悠久，可用于降压、抵抗炎症、扩张血管，对血管的组织细胞具有很好的保护作用[3]，还具有提高免疫力，抗肿瘤和预防疾病的作用[4]。中亚地区为红花原产地，上世纪80年代，我国开始对红花进行人工种植。红花生长对环境要求低，对旱、寒、盐碱都具有较强抗性，此外其对土壤中有机物含量及营养物质的要求也不是特别高[4]。

土壤中的CO32-、HCO3-含量过多是土壤碱化的主要原因，然而碳酸盐的增加更是加剧土壤碱化的决定性因素。植物通过根系吸收养分和水分，土地的碱化加大了土壤渗透压，阻碍了植物水分和必要营养物质的吸收，导致植物萎蔫甚至死亡[5]。该次试验首次研究了不同浓度的Na2CO3、NaHCO3配比的碱性胁迫液对红花幼苗生长的影响，初步总结了其生长发育的耐碱特性，以期为深入探究碱胁迫对红花幼苗生长影响的生理机制提供理论支撑。

1 材料与方法

1.1 材料

供试植物：红花种子，由北京市农林科学院蔬菜种子测试中心提供。

供试土壤：腐殖土，由牡丹江师范学院北山种植园提供。

1.2 试验设计

选取长势良好且相近的红花幼苗进行试验，设置处理1（100 mmol/L Na2CO3）、处理2（75 mmol/L Na2CO3，25 mmol/L NaHCO3）、处理3（50 mmol/L Na2CO3，

50 mmol/L NaHCO3）、处理4（25 mmol/L Na2CO3，75 mmol/L NaHCO3）、处理5（0 mmol/L Na2CO3，100 mmol/L NaHCO3）5个胁迫处理，以蒸馏水作为空白对照（CK），每处理4次重复。将处理后的幼苗放在同一个植物光照培养箱中培养30 d，培养过程中分别添加相应的胁迫溶液，并每周添加1次1/4 MS营养液，以保证水分及营养的充足。

1.3 测定方法

株高、根长：直尺测量法；植株、鲜重：电子天平称量法；过氧化物酶（Peroxidase，POD）活性：愈创木酚法；超氧化物歧化酶（Superoxide Dismutase，SOD）活性：氮蓝四唑NBT光还原法[6]。

1.4 数据分析

采用Microsoft Excel 2007和SPSS 18.0软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 Na2CO3、NaHCO3胁迫对红花幼苗生长的影响

从表1可以看出，红花幼苗经过不同浓度的Na2CO3、NaHCO3混合胁迫溶液处理之后，其红花幼苗的生长均受到不同程度的抑制影响。处理1、5胁迫下的株高仅为CK的1/2，株重为CK的1/3，根长为CK的1/5，根重为CK的2/5和1/6，差异显著，但二者间差异不显著；处理2、3的株高和株重与CK差异不显著，根长、根重与CK差异显著，同时显著高于其他处理。整体来看，100 mmol/L Na2CO3和NaHCO3的高浓度处理对红花幼苗的抑制生长影响均显著高于其他处理。混合处理中随着Na2CO3的浓度升高抑制作用增强，说明Na2CO3和NaHCO3混合处理时，Na2CO3占主导作用。

2.2 Na2CO3、NaHCO3胁迫对红花幼苗POD、SOD活性的影响

由图1所示，处理2 POD活性较CK无明显差异，但显著低于其他处理。处理1、3、4之间没有显著差异，处理5的POD活性最高，为CK的近4.5倍。POD是用于保护膜的完整性，清除活性氧的一种防御系统酶[7]。POD活性的增加说明植株受害严重，单一Na2CO3胁迫下的植物保护膜受到严重影响，相对于单一NaHCO3胁迫，影响更大。

从图2可以看出，CK的SOD活性显著低于其他处理。随着Na2CO3浓度的增加，红花幼苗的SOD活性增长明显，其中单一100 mmol/L Na2CO3胁迫下的SOD活性是CK的近1倍，但显著低于单一100 mmol/L NaHCO3胁迫下的SOD活性。说明红花幼苗的SOD活性受高浓度NaHCO3的影响较大。

3 结论与讨论

试验结果表明：在红花幼苗生长方面，高浓度单一的Na2CO3与NaHCO3对其株高、株重、根长和根重均有一定抑制影响，其中Na2CO3的影响较为显著，占主导地位；另外，混合盐处理下的红花幼苗根长和根重明显较株高、株重受害严重，说明碱性土壤主要作用于植物根部，严重的影响着植物的根系长度、质量及植物中干物质的积累量。植物通过根系的吸水作用获取自身所需要的水分和营养物质，但土地的碱化使得地下水的pH增加，破坏了植物的叶绿体，叶片的气孔也受到一定的影响，导致植物的光合作用和蒸腾作用均受到不同程度的影响。碱性环境下红花幼苗的POD、SOD活性明显增加，高浓度单一的Na2CO3与NaHCO3对幼苗的POD、SOD活性作用显著，红花幼苗中POD酶活性受Na2CO3作用明显，而SOD酶活性受NaHCO3作用显著。

参考文献

[1] 中国植物[M].北京：科学出版社，1983，78（1）：186.

[2] 顏世铭，吴敬炳，徐德扬.微量元素导论[M].上海：同济大学出版社， 1992： 309.

[3] 易善勇，官丽莉，杨晶，等.红花药理作用及其开发与应用研究进展[J]. 北方园艺，2015（5）：191-195.

[4] S K.A study on the determination of suitable sowing date of safflower （Carthamus tinctorius L） in Diyarbaki ecological conditions [J]. Anadolu，2002，12（1）：37-50.

[5] 陈鑫，李然红，刘丹，等. Na2CO3胁迫对狗枣猕猴桃幼苗生长发育的影响[J]. 黑龙江科技信息，2015，05：118-119.

[6] 王学奎.植物生理生化试验原理和技术[M].北京：高等教育出版社，2006.

[7] 刘丹，陈鑫，李然红，等. NaCl胁迫对软枣猕猴桃幼苗生长发育的影响[J].北方园艺，2017（7）：35-39.

责任编辑：刘赟