园林绿化树种耐盐碱性评价

王晓燕

(南岔镇人民政府，黑龙江 伊春 153100)

世界上约有10亿hm2盐碱地，近 20% 耕地和 50% 灌溉地遭受不同程度的盐碱危害[1]。我国盐碱地面积约有1亿hm2，主要分布在沿海地区和北方干旱、半干旱区[2]。我国盐碱地面积较大、分布较广、类型多样，进化出多种适宜盐碱地生长的植物。土壤盐渍化对植物的生长产生严重危害，限制植物的正常生长与发育[3]，造成盐碱地区植物单调、绿化困难等诸多问题。在耐盐碱性评价时，针对植物不同生长阶段如胡枝子(Lespedezabicolors)芽期[4]、刺槐(Robiniapseudoacacia)幼苗期[5]、绿化树种及苜蓿(Medicagosativa)萌发期[6-7]等进行耐盐碱性评价研究。目前，耐盐碱园林植物的评价还不够系统，致使在应用中没有可供园林绿化参考的耐盐碱数据支撑。据现有文献报道，我国应用于盐碱地绿化的园林植物有343种，其中包括强耐盐植物80种、较强耐盐植物103种、中度耐盐植物93种、轻度耐盐植物55种、非耐盐植物12种，从植物的形态习性角度分析，耐盐碱灌木数量>乔木数量>草本数量，可粗略判断出灌木的耐盐能力大于乔木和草本[8]。

我国园林植物种类丰富，分布广泛，不同地区外部环境条件不尽一致，使得不同品种的形态特征反应也较为复杂。国内尚缺乏统一的评价方法来鉴定不同树种的耐盐性。因此，采用合理的评价体系对我国北方园林绿化树种耐盐碱性进行评价，可有利于扩增我国园林绿化树种耐盐碱数据库。耐盐碱评价体系还不够完善，本研究提出了相对合理的适用于园林树种耐盐碱性的评价方法，可有效保证植物耐盐碱评价的高效性、准确性，为耐盐碱园林绿化树种筛选提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验中的园林植物分别为白榆(Ulmuspumila)、刺槐、银杏(Ginkgobiloba)，所有植物种子购于中国林木种子公司(表1)。

表1 供试树种Tab.1 Testing tree species

1.2 试验设计

试验在黑龙江省铁力市马永顺林场进行。2020年7月进行育苗，并对幼苗进行定植，定植时所用基质以V泥炭∶V蛭石=1∶1混合，称取等量的基质装于口径26 cm、高 25 cm的花盆中，定期进行常规养护。选取长势一致的苗木进行盐碱胁迫，采用随机区组设计，分别设置4个盐梯度和碱梯度，盐碱梯度为NaCl和NaHCO3浓度为50 mmol·L-1、100 mmol·L-1、200 mmol·L-1、300 mmol·L-1，以无盐碱胁迫为对照(CK)，3次重复，每个重复10株苗木，当达到设定盐浓度后，每天加入等量的水，以平衡蒸发量。测定指标与方法如下：

株高：盐碱胁迫40 d时，每个处理随机选取5株，用测量尺(精确 0.01 cm)测定株高。

地径：盐碱胁迫40 d时，每个处理随机选取5株，测定地径部位为高于基质1 cm处，用游标卡尺测定，求平均值。

生物量：盐碱胁迫第0 天和第40 天分别取每一梯度下5株苗木，用蒸馏水洗净根系，之后吸干根系上的水分，用电子天平称量植物的整株鲜重，再置于85 ℃下烘干至恒重，最后称取植物的干重。

根冠比：盐碱胁迫第0 天和第40 天，重复上述操作，分别测定植物的茎鲜重、根鲜重，然后进行烘干处理，之后称取植物的茎干重、根干重。根冠比=根系干重/(叶+茎)干重

1.3 数据处理

用Excel 2010进行数据处理，用SAS 9.0软件进行方差分析和相关性分析。

2 结果与分析

2.1 株高

盐碱胁迫对苗木的生长发育状况有一定影响，抑制植株的生长高度。白榆和银杏在盐浓度50～200 mmol·L-1时，与对照相比，株高未达到显著水平，而盐浓度300 mmol·L-1时，白榆和银杏株高显著低于对照(P<0.05)，分别降低 13.32%、22.45%。在盐浓度200～300 mmol·L-1时，刺槐的株高显著低于对照(P<0.05)。碱浓度300 mmol·L-1时，与对照相比，银杏、白榆和刺槐的株高增加值(21.16%、33.02%、16.07%)低于对照(图1)。

注：不同字母表示同树种不同浓度差异显著(P<0.05)，下同。

2.2 根冠比

由图2可知，3种植物根冠比随盐浓度升高整体呈降低的变化，在盐浓度50 mmol·L-1时，白榆和银杏的根冠比显著低于对照(P<0.05)，分别降低 12.10%、52.24%，而刺槐的根冠比显著高于对照(P<0.05)，说明轻度盐胁迫对刺槐根系生长起到促进作用。在碱浓度50～200 mmol·L-1时，与对照相比，3种植物根冠比显著降低(P<0.05)，碱浓度300 mmol·L-1时，白榆和刺槐的根冠比有所上升，但仍显著低于对照(P<0.05)。

2.3 地径

由图3可知，不同盐浓度下，胁迫对植物地径的影响存在显著差异，在盐浓度50 mmol·L-1时，银杏、白榆和刺槐的地径稍高于对照，但未达到显著水平，说明低浓度盐对植物生长有促进作用。当盐浓度高于100 mmol·L-1时，3种植物的地径低于对照。白榆和刺槐的地径随碱浓度增加呈降低的变化，在碱浓度50～300 mmol·L-1时，2种植物的地径显著低于对照(P<0.05)；碱浓度100 mmol·L-1时，银杏的地径显著高于对照(P<0.05)。

图2 不同盐碱浓度下植物根冠比的变化Fig.2 Changes of root-shoot ratio of plants with different saline-alkali concentrations

图3 不同盐碱浓度下植物地径的变化Fig.3 Changes of ground diameter of plants with different saline-alkali concentrations

2.4 生物量

当植物受盐胁迫时，植物的生长状况能直接反映植株耐盐能力强弱，而植物对盐渍响应最直观表现为对生长的抑制作用。由图4可知，在 50 mmol·L-1盐浓度下，白榆和刺槐的生物量与对照相比略有增高；随盐浓度的持续增加，各植物的生物量均呈下降趋势。植物生长在含碱量高的环境下，因土壤水势降低，引起植物光合作用生成有机物的含量减少，进而导致生物量的降低。植物在不同碱胁迫下生物量均呈现下降变化，在50 mmol·L-1碱浓度下，3种植物生物量与对照相比未达到显著水平；随碱浓度的持续增加，200～300 mmol·L-1时3种植物的生物量显著低于对照(P<0.05)。

2.5 相关性分析

通过对所测指标相关性分析发现，株高与地径、生物量之间存在极显著正相关(P<0.01)，与根冠比存在显著正相关(P<0.05)；地径与生物量之间存在极显著正相关(P<0.01)，说明植物株高越高，植株越粗，生物量越大(表2)。

2.6 隶属函数评价

运用模糊数学隶属函数法对供试材料的株高、根冠比、地径和生物量进行综合评价(表3)，求得耐盐碱指标隶属值，计算方程如下：

(1)若测定指标与耐盐碱性呈正相关，则

Fij= [Xij-Ximin]/[Ximax-Ximin]

(1)

(2)若测定指标与耐盐碱性呈负相关，则

Fij=1-[Xij-Ximin]/[Ximax-Ximin]

(2)

式中：Fij为i树种j性状值；Xij为鉴定i树种j性状测定值；Ximax为所鉴定i树种j性状最大值；Ximin为所鉴定i树种j性状最小值。计算i树种各指标耐盐碱隶属值平均值，均值越大，则表明该树种耐盐碱性越强[8]，最终得出白榆耐盐碱性强于刺槐和银杏。

图4 不同盐碱浓度下植物生物量的变化Fig.4 Changes of plant biomass with different saline-alkali concentrations

表2 相关性分析Tab.2 Correlation analysis of indexes

表3 隶属函数比较Tab.3 Comparison membership function

3 结论

目前，通过某一指标还无法准确鉴定不同树种的耐盐碱性强弱。鉴定与评价的指标越相关，则准确度就越高，传统试验仅针对某一生长指标评价植物的耐盐碱性，并不能对植物的耐盐碱性进行全面评价。如一些报道的盐胁迫方法采用混合盐胁迫处理，而有些研究则采用单一盐胁迫处理来评价植物的耐盐性[8-9]。本研究采用我国面积分布较广的NaCl和NaHCO3[1]，试验中盐胁迫对白榆地下部分的影响大于地上部分，低浓度盐分促进刺槐地下部分生长，高浓度盐分抑制白榆和刺槐的地下部分生长。碱胁迫中刺槐、银杏、白榆地下部分的影响大于地上部分。在综合评价过程中，由于选择耐盐相关系数大的关键指标非常重要，为提高准确性，用生长形态指标对植物耐盐碱性进行评价。同时本研究还采用模糊隶属函数法对3种园林树种耐盐性及耐碱性强弱进行了评价，得出供试材料的耐盐碱能力为白榆>刺槐>银杏，说明白榆和刺槐更适用于盐碱地园林实际应用。此研究为耐盐碱材料评价、盐碱地园林绿化提供了理论参考。