生物及化学改良对碱胁迫下无花果生长发育的影响

许春苗 朱亚萍 石建业 康彩琴 陈 静

我国西北地区光照充足，昼夜温差大，为无花果生长提供了良好的环境条件。然而，由于受到降水量小、蒸发量大，以及长期不合理灌溉等因素影响，西北大部分地区土壤盐碱化严重。目前改良盐碱土主要依赖于化学、 生物及物理方法。 化学改良主要是通过施用酸性盐类物质增加土壤阳离子代换能力， 增强土壤中微生物和酶的活性；生物措施主要是选用豆科植物、禾本科植物降低土壤盐渍化程度；我国水资源匮乏，以淋洗排盐为主要方式的物理排碱仅在少数地区可以应用。

我们以波姬红无花果扦插苗为试验材料，浇灌黑碱土淋溶液模拟碱胁迫环境， 研究施入外源物质对无花果扦插苗生长发育的影响，以期筛选出最佳的碱胁迫缓解方法。

1 材料与方法

1.1 试验材料 供试材料为温室中扦插的波姬红无花果苗，所用碱土均取自无花果园。

1.2 试验设计 采集波姬红无花果枝条， 在地面50 cm 以下埋土处理。 将枝条取出，选择健壮枝条抠芽后，按节扦插在户外阴棚下育苗。 10 片真叶时，选择长势一致的幼苗进行碱胁迫处理。

采用浇灌碱地土壤淋溶液的方法， 处理组每3 天向各盆中浇灌1 次150 mL 碱土淋溶液（JS），对照组浇灌等量清水（QS）。每5 天向各处理组分别加入已经准备好的外源物质， 包括干草（DG）、鲜草(FG)），化学添加物硫酸钾（K）、过磷酸钙（P）、硫酸亚铁（Fe），采样测定各项指标，各处理重复3 次，测样4 次。

表2 试验处理组所加外源物质及用量

1.3 测定指标与方法 采用氮蓝四唑（NBT）法测定超氧化物歧化酶（SOD）活性，采用愈创木酚法测定过氧化物酶（POD）活性，采用紫外吸收法测定过氧化氢酶（CAT）活性，采用水合茚三酮法测定植物叶片脯氨酸含量。

1.4 数据统计与分析 用EXCEL 2010 绘图，用SPSS 14.0 进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 外源物质对碱胁迫下无花果生长的影响从图1 可以看出， 碱胁迫对无花果扦插苗株高有显著抑制作用， 且外源物质能够有效缓解其生长量下降。 随胁迫时间增加，CK1（清水）生长量基本保持不变，CK2（碱水）生长量持续下降。第14 天株高均得到有效改善。 第24 天时，与CK2 相比， 其他处理株高分别上升1.9 cm、2.3 cm、1.9 cm、2.1 cm、3.5 cm；Fe 处理显著优于其他处理。

图1 外源物质对碱胁迫下无花果扦插苗株高的影响

2.2 外源物质对碱胁迫下无花果叶绿素含量的影响 从图2 可以看出， 碱胁迫对无花果扦插苗叶绿素含量有较大影响， 且外源物质能够有效缓解其叶绿素含量升高。随胁迫时间增加，CK1 叶片叶绿素含量基本保持不变，CK2 叶绿素含量持续降低。 在第14 天时，叶片叶绿素含量出现增长；Fe 处理优于其他处理。

图2 外源物质对碱胁迫下无花果扦插苗叶绿素含量的影响

2.3 外源物质对碱胁迫下无花果抗氧化酶活性的影响

2.3.1 对过氧化氢酶（CAT）活性的影响

从表3 可以看出， 碱胁迫对无花果扦插苗叶片中CAT 酶活性有显著影响，且外源物质添加能够有效缓解CAT 酶活性的升高。 随胁迫时间增加，CK1 叶片CAT 酶活性基本保持不变，CK2 叶片CAT 酶活性持续升高。第24 天时，与CK2 相比， 其他处理组CAT 酶活性分别降低44.28%、45.62%、47.37%、50.19%、55.03%；Fe处理显著优于其他处理。

表3 不同外源物质对碱胁迫的改善效果比较U/mg

2.3.2 对过氧化物酶（POD）酶活性的影响

从表4 可以看出， 碱胁迫对无花果扦插苗POD 酶活性有较大影响， 且外源物质能够有效缓解其POD 酶活性的升高。 随胁迫时间增加，CK1 叶片中POD 酶活性基本保持不变，CK2 叶片POD 酶活性持续升高。在第24 天时，其他处理叶片POD 酶活性与CK2 差异显著， 较CK2分别降低48.23%、33.14%、43.78%、40.81%、57.34%；Fe 处理显著优于其他处理。

表4 碱胁迫下不同外源物质对POD 酶活性的影响U/mg

2.3.3 对超氧化物歧化酶（SOD）活性的影响

由表5 可以看出， 碱胁迫对无花果扦插苗SOD 酶活性抑制作用明显， 且外源物质能够有效缓解其SOD 酶活性的升高。 随胁迫时间增加，CK1 叶片SOD 酶活性基本保持不变，CK2叶片SOD 酶活性持续升高。 在第24 天时，其他处理与CK2 相比SOD 酶活性分别降低41.62%、37.84%、34.96%、42.54%、55.34%；Fe 处理显著优于其他处理。

表5 碱胁迫下不同外源物质对SOD 酶活性的影响U/mg

2.4 外源物质对碱胁迫下无花果渗透调节物质的影响

2.4.1 对脯氨酸含量的影响

从表6 可以看出，随胁迫时间增加，CK1 叶片脯氨酸含量基本保持不变，CK2 脯氨酸含量持续升高。 在第24 天时，其他处理与CK2 相比叶片中脯氨酸含量分别下降28.74%、27.4%、20.63%、18.03%、44.57%；Fe 处理显著优于其他处理。

表6 碱胁迫下不同外源物质对脯氨酸含量的影响U/mg

2.4.2 对蛋白质的影响

从表7 可以看出，随胁迫时间增加，CK1 蛋白质含量基本保持不变，CK2 蛋白质含量持续上升。 在第24 天时，其他处理与CK2 相比蛋白质含量分别下降7.07%、7.07%、0.21%、7.88%、8.13%；Fe 处理显著优于其他处理。

表7 碱胁迫下不同外源物质对蛋白质的影响U/mg

2.4.3 对电解质外渗率的影响

从表8 可以看出，随胁迫时间增加，CK1 相对电导率基本保持不变，CK2 相对电导率持续升高。 在第24 天时，其他处理与CK2 相比相对电导率分别下降8.79%、6.81%、9.07%、13.07%、26.22%；Fe 处理显著优于其他处理。

2.5 几种方法缓解效应综合分析 综上所述，几种外源土壤改良物质对波姬红无花果扦插苗碱胁迫下各项生理指标缓解效果差异较大， 用单项指标衡量并不具有说服力， 故而我们采用隶属函数求出综合生理指标的隶属值， 从而进一步分析几种外源土壤改良物质对波姬红无花果扦插苗碱胁迫下生理活性的影响， 如表9所示。

表9 几种外源土壤改良物质对波姬红无花果扦插苗碱胁迫下各生理指标的隶属值

由表9 可以看出， 几种外源土壤改良物质对碱胁迫下无花果扦插苗生理指标缓解程度不同， 其中Fe 处理各生理指标综合隶属值最大，为5.254 7；K 处理各生理指标综合隶属值最小，为3.625 1；其他处理各生理指标综合隶属值介于中间。 综合比较，外源Fe 添加可显著缓解黑碱对无花果生长发育的抑制作用。

3 小结与讨论

目前，盐、碱危害对农业以及畜牧业生产的影响日益严重。盐碱胁迫使土壤渗透势下降，植物根系供养不足，造成细胞内活性氧增加，损伤蛋白质和核酸， 最终导致植物受到不同程度的伤害。

一些化学、 生物外源物质的施入可以改变盐碱土理化性状，从而降低盐碱化程度，减轻盐碱对植物的伤害。化学改良物质如石膏、过磷酸钙、硫酸亚铁等，一是可以降低土壤盐分，改善土壤通透性， 促进团粒结构形成， 加速土体脱盐，防止返盐；二是可以改变可溶性盐基成分，增加盐基代换容量，调节土壤pH 值，同时可以补充氮、磷、钾、铁等营养元素，改土效果明显。物理、生物改良，如在盐碱地种植水稻、甜菜等耐盐作物， 或在盐碱地覆盖干草、 秸秆等措施， 可使土壤孔隙度增大， 使盐碱土水盐运动规律发生改变。

本试验选择常用土壤改良剂， 通过模拟碱胁迫对无花果扦插苗生长发育的影响，发现Fe处理在碱胁迫环境下可显著增加植株生长量，提高叶片中叶绿素含量， 显著升高叶片氧化酶类活性(CAT、POD、SOD），降低脯氨酸、蛋白质含量及相对电导率， 综合比较缓解碱胁迫效果最佳， 可为半干旱地区黑碱土大面积种植无花果及土壤改良提供一定理论参考。