NaCl胁迫对金银花幼苗生长及光合生理特性的影响

胡爱双 肖丹丹 孙宇

摘要：为了探索金银花对NaCl胁迫的适应性，为其在东部滨海地区的推广应用提供理论基础，采用蛭石盆栽、过量灌溉盐水的方法，研究不同浓度（0、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%）NaCl胁迫对金银花幼苗生长量及光合生理指标的影响。结果表明，随着NaCl浓度的增加，株高增长量、植株地上部鲜质量、净光合速率、气孔导度、胞间二氧化碳浓度总体呈现降低的趋势;存活率起初不变，后显著下降至0;蒸腾速率呈现先升高后降低的趋势;气孔限制值总体上呈现上升的趋势;水分利用率变化很小;金银花净光合速率下降的原因主要为气孔限制因素。NaCl胁迫对金银花的生长和光合生理指标有明显的抑制作用。

关键词：金银花;NaCl胁迫;幼苗生长;光合生理特性;耐盐机制

中图分类号： S567.7+90.1  文献标志码： A  文章编号：1002-1302（2019）11-0170-03

盐渍土广泛分布于地球表面，其面积约占陆地面积的25%，且仍在不断扩大，已经成为影响农林业生产及生态环境的重要因素[1-2]。我国约有盐渍化土壤2.7×107 hm2，几乎占全国陆地面积的1/3，开发和利用如此大面积的盐渍土不仅有利于缓解土地资源短缺，还可以增加绿色植被面积，改善生态环境[3-4]。盐碱地主要通过换土工程和种植耐盐植物资源进行改良，实践证明，后者不仅成本低且改良效果好，是开发利用盐碱地的有效途径[5]。因此，了解盐胁迫对植物的影响，引种和筛选耐盐的经济植物资源，发展盐土农业，不仅有助于改良修复盐碱地，而且可以促进生态环境与经济的共同发展[6]。

金银花（Lonicera japonica）为忍冬科忍冬属半常绿藤本植物，其花、叶、藤皆可入药，是大宗传统中药材。金银花适应性强、抗逆性，对土壤要求不严，根系繁密发达，萌蘖性强，茎蔓着地即能生根，观赏和水土保持价值高，是一种极具开发潜力的生态、环保、经济型植物。目前，人们对金银花的研究多集中在生态因子影响、药用成分提取及分析等方面[7-9]，关于盐胁迫对金银花影响的研究也有报道，但主要集中在盐胁迫对植株各种生理生化指标的影响方面[10]。在众多被盐胁迫抑制的细胞机能中，光合作用被认为是对盐胁迫最敏感的生理过程，该方面研究在其他植物上已有不少报道[11-13]，但关于盐胁迫对金银花光合作用的影响还鲜有报道，盐胁迫下金银花光合作用的变化机制尚不清楚。本试验采用过量灌溉法，以蒙山红金银花为材料，从生长量和光合生理参数方面研究其对NaCl胁迫的适应性，以期为东部滨海地区金银花的耐盐机制研究和推广应用提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料

供试苗为一年生扦插苗，扦插枝条于2017年2月采自河北省农林科学院滨海农业研究所现代农业成果转化基地标本池内，经该所王文成研究员鉴定为蒙山红金银花。

1.2 方法

1.2.1 盐胁迫试验 采用蛭石盆栽进行盐胁迫试验，2017年4月下旬将长势基本一致的扦插苗定植于装有蛭石的塑料花盆中，每盆种植4棵，置于遮阳棚内，每天浇灌Hoaglands营养液并进行日常的养护管理。10 d后选择生长健壮且长势相对一致的苗进行盐胁迫试验，试验采用完全随机区组设计，以Hoaglands营养液为基础液配制6个盐度[NaCl浓度分别为0（CK）、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%]处理，每个处理4株扦插苗，3次重复。为避免幼苗对盐胁迫的应激反应，采用逐级增加到所需浓度的方法（每天增加0.1%）浇灌营养液，第1天，除对照（浇灌不含NaCl的营养液）外，其余处理均浇灌含0.1% NaCl的营养液1 L（过量灌溉）;第2天，除对照（浇灌不含NaCl的营养液）外，其余处理均浇灌含 0.2% NaCl的营养液1 L;第3天，除对照（浇灌不含NaCl的营养液）和0.2%处理（浇灌含0.2% NaCl的营养液）外，其余处理浇灌含0.3% NaCl的营养液1 L，依次类推，直到各处理均达到所设浓度为止，各处理达到所设浓度后设为处理的第1天，之后每天浇灌含相应浓度NaCl的营养液1 L。在盐胁迫之前测量并记录植株的株高;盐胁迫处理第90天，胁迫处理结束后测定光合指标，并再次测量、记录各处理株高，统计成活率，测定植株地上部分鲜质量。

1.2.2 光合指标的测定 在晴朗无风的10：00—14：00采用LI-6400便携式光合仪测定植株中上部功能叶片的凈光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、蒸腾速率（Tr）、胞间CO2浓度（Ci）、大气CO2浓度（Ca）等光合指标，每处理测定6张叶片。气孔限制LS=1-Ci/Ca，水分利用效率WUE=Pn/Tr。

1.3 数据统计与分析

试验所得数据采用SPSS 17.0软件进行one-way ANOVA方差分析，并采用LSD和Duncans进行多重比较，Excel进行作图。表格中数据采用平均值±标准差的方式表示。

2 结果与分析

2.1 NaCl胁迫对金银花成活率和生长量的影响

从表1可以看出，盐胁迫对金银花的存活率有一定的影响，NaCl浓度小于等于0.4%时，苗木全部存活，NaCl浓度为0.6%时，存活率有所下降，为83.33%，但与对照差异不显著，随着NaCl浓度进一步升高至0.8%时，苗木存活率显著下降为33.33%，再进一步升高NaCl浓度到1.0%时，苗木全部死亡，存活率下降为0。由此可见，较低浓度的NaCl胁迫对金银花苗木的存活率影响不大，但较高浓度的NaCl胁迫可以显著降低其存活率。

同时由表1可知，盐胁迫对金银花的生长有一定的抑制作用，随着NaCl浓度的增加，不论是株高增长量还是植株地上部鲜质量都有不同程度的下降，当盐浓度为0.2%时，株高增长量和植株地上部鲜质量分别较对照显著降低40.48%和 20.13%;当盐浓度进一步升至0.6%时，株高增长量和植株地上部鲜质量分别较对照显著降低87.56%和87.01%。因此可知，盐胁迫可显著抑制金银花的生长。

2.2 金银花耐盐阈值的确定

耐盐阈值是指植株生长量为对照植株生长量1/2时的盐浓度，以植株地上部鲜质量为因变量（y），NaCl浓度为自变量（x），通过曲线估计，建立回归方程，结果（图1）表明，植株地上部鲜质量与NaCl浓度符合线性模型，方程为y=56.411x2-111.450x+57.305，r2=0.963 7，以植株地上部鲜质量较对照下降50%为准，计算得到金银花的耐盐阈值为 0.33%。

2.2 NaCl胁迫对金银花光合生理特性指标的影响

由图2可知，盐胁迫对金银花的净光合速率（Pn）有明显影响，各盐分处理的Pn较对照均有所下降，其中当NaCl浓度为0.2%时，Pn有所下降，但与对照差异不显著;当NaCl浓度为0.4%时，Pn下降为10.78 μmol/（m2·s），较对照显著下降30.11%，随着NaCl浓度的进一步升高，净光合速率逐步降低。

在盐胁迫下，金银花气孔导度（Gs）呈现出与Pn类似的变化规律，随着NaCl浓度的增加，呈现下降趋势，其中当NaCl浓度为0.2%时，Gs为0.29 mol/（m2·s），与对照相比有所下降，但与对照差异不显著;当NaCl浓度为0.4%时，Gs下降为0.18 mol/（m2·s），较对照显著下降43.75%，随着NaCl浓度的进一步增加，Gs进一步下降。由此可知，0.2%的低浓度盐胁迫对金银花Pn和Gs有所抑制，但影响不大，当NaCl浓度进一步升高为0.4%时，抑制程度显著增强（图2）。

由图3可知，盐胁迫对金银花胞间CO2浓度（Ci）有一定影响，但影响不大，随着NaCl浓度的增加，Ci整体呈现出缓慢降低的趋势，但各处理Ci与对照差异均不显著。

随着NaCl浓度的增加，金银花蒸腾速率呈现先升高后降低的趋势，当盐浓度为0.2%时，蒸腾速率（Tr）较对照升高10.35%，但与对照差异不显著。之后随着NaCl浓度的增加，蒸腾速率逐渐降低，当NaCl浓度为0.6%时，蒸腾速率较对照显著下降33.01%（图3）。

由图4可知，NaCl浓度小于等于0.4%时，气孔限制（Ls）保持在一个较低的水平，各处理Ls与对照差异不显著;当NaCl浓度大于0.4%时，随着NaCl浓度的增加，Ls逐渐升高，当NaCl浓度为0.6%时，Ls比对照显著增加41.67%;当NaCl浓度为0.8%时，Ls进一步提高，比对照增加79.17%。

在盐胁迫下，各处理金银花的水分利用率（WUE）随着NaCl浓度的增加呈现先降低后升高的变化趋势，但各处理间差异不显著，说明盐胁迫对金银花WUE的影响不大（图4）。

3 讨论与结论

植株的生长量和生物量是对盐胁迫的综合表现，也是最直观的耐盐性指标。一般耐盐性强的植物，在各浓度盐胁迫下植株的相对株高和鲜质量变化较小，反之，变化较大[14-15]。本试验结果表明，当盐浓度小于等于0.4%时，植株的存活率与对照无差异，全部存活，但各处理的株高增长量和地上部鲜质量与对照差异显著，说明较低浓度的盐胁迫，不影响其成活率，但会显著抑制金银花的生长。当盐浓度达到0.8%后，株高增长量和地上部鲜质量仅为对照的3.98%和11.74%，植株生长极缓，存活率也仅为33.33%，说明在盐分质量分数高于0.8%时，金银花几乎停止生长，很难生存。不同的土壤条件、氣候条件，该临界点可能有所调动。

光合作用是一个很复杂的生理过程。净光合速率直接反映了植物单位叶面积的同化能力，是衡量植物光合能力的重要指标。一些学者认为，低盐胁迫不会抑制植物的光合作用，反而会对光合作用起到促进作用[16-17]。但本试验结果显示，在较低浓度（0.2%）的盐胁迫时，Pn较对照就有所降低，说明低盐胁迫抑制金银花的光合作用，这与盐胁迫对台湾桤木[18]和葡萄[19]的影响相似，但与上述观点不同，其原因可能是由于盐胁迫的植物物种不同，或低浓度盐分的浓度不同。

影响Pn大小的因素主要有Gs、Ci、Tr、Ls等，它们在植物光合作用过程中协同发挥作用，使光合作用顺利进行。一般认为，盐胁迫使Pn下降的原因主要有2个方面，（1）气孔限制。Pn降低的同时伴随着Gs、Ci的下降，Ls的上升;（2）非气孔限制。Pn降低时，Ci升高，Gs、Ls下降[20]。本试验中，伴随着Pn的降低，Gs、Tr、Ci总体下降，Ls缓慢上升，说明限制光合速率的主要原因是气孔限制，可能是由于盐胁迫导致了渗透胁迫，使得气孔导度下降，CO2由外界向细胞内扩散的阻力增强，最终导致光合作用受阻。

NaCl胁迫对金银花的生长以及光合生理特性具有抑制作用，随着NaCl浓度的升高，其对植株的生长和光合生理抑制现象愈加明显。本试验仅涉及到盐胁迫对金银花幼苗生长和光合生理指标的影响，但盐胁迫对植物的危害是多方面的，盐胁迫对金银花叶片生理生化等方面的影响还有待于进一步研究。

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