盐胁迫对华山松幼苗生长的影响

李明梅　沈加菊

摘 要：【目的】分析华山松种子萌发及幼苗生长对不同浓度盐胁迫的适应性。【方法】设置6个NaCl水平（0、20、40、60、80、100mmol/L），研究不同浓度NaCl对华山松种子萌发、幼苗生长、叶绿素含量、渗透调节物质含量、保护酶活性的影响。【结果】低盐胁迫对华山松种子发芽率、幼苗生长发育无明显影响，可提高幼苗叶绿素含量、渗透调节物质含量及保护酶活性，从而提高植物的抗盐胁迫能力。【结论】最适宜华山松种子萌发及幼苗生长的盐浓度为0-40mmol/L。

关键词：盐胁迫；华山松；萌发；生长；影响

华山松又名白松、五须松，为松科松属植物，主要分布于山西、陕西、四川、云南、甘肃等地[1]。华山松根系发达、材质优良、树干通直、冠形优美，是营造防护林、用材林的速生优良树种；因其果材兼用，也是部分山区重要的用材和经济树种[2-3]。华山松人工林的良好培育对南方种源区经济和社会发展意义重大[4]。

盐碱土在世界100多个国家和地区都有分布。在我国，盐碱土主要分布于东北、西北、华北以及沿海地区，盐碱土面积已达到耕地面积的10%左右[5]。土壤盐碱含量高会严重伤害植物并破坏土壤结构。在土壤当中，NaCl等中性盐是主要的致害盐分，中性盐含量过高会导致土壤溶液渗透势的降低，造成植物吸水困难，从而形成生理干旱[6]；而高浓度的NaCl可置换出细胞膜上所结合Ca2+，导致细胞膜结构遭到破坏；而植物内部积累过多的盐分还可能出现生理紊乱，蛋白质合成速率的降低，使得已有蛋白质快速分解，同时破坏植物体内叶绿素，造成呼吸速率的降低，导致植物缺乏营养[7]。

近年来，大量学者研究了盐胁迫对植株生长的影响。崔高峰[8]以1年生榉树幼苗为研究对象，通过浇灌不同浓度的NaCl，探究盐胁迫对榉树幼苗生理特性的影响，发现低浓度的盐胁迫可促进榉树幼苗生长发育，提高光合色素、渗透条件物质含量，提高抗氧化酶活性，从而提升抗盐胁迫能力；而高浓度的盐胁迫会降低榉树幼苗光合色素含量，导致抗氧化酶活性的降低，榉树幼苗生长较为适宜的盐浓度为0.6%（没有高浓度的盐胁迫对榉树幼苗生理特性的影响表现）。付茵茵等[9]以5个国槐无性系盆栽2年生植株为试验对象，研究不同浓度NaCl胁迫对其生长及生理生化指标的影响，发现盐胁迫降低了国槐苗木苗高、地径和生物量，提高了抗氧化酶活性和渗透调节物质含量。曹丽娜等[10]以2年生多花梾木实生苗为试材，比较不同浓度盐溶液胁迫下花梾木幼苗叶片色差、荧光参数及抗氧化酶指标的变化，发现低浓度（＜0.2%）下多花梾木具有一定的耐盐性，盐（NaCl）浓度达0.3%时叶片受抑制明显，高浓度（0.4%-0.5%）下可能会有次生代谢，提高抗氧化酶活性，从而减少对植株伤害。张丽翠[11]在盆栽试验条件下，研究了不同盐浓度对北京桧柏幼苗生长和生理特性的影响，发现0.2%浓度的盐处理不会对株高产生显著影响，0.4%、0.6%盐处理显著降低了株高，0.2%浓度的盐处理不会使北京桧柏MDA含量、SOD、POD、CAT活性显著升高，0.4%、0.6%盐处理会显著提高MDA含量和3种抗氧化酶活性；总体来看，0.2%浓度的盐胁迫不会对北京桧柏株高和生理特性产生显著影响。目前，盐胁迫对华山松生长和生理特性的影响研究较少，基于此，分析盐胁迫对华山松幼苗生长和逆境生理的影响规律，希望能为华山松栽培养护提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验用华山松种子采自当地，经自然干燥后避光保存。

1.2 试验设计

1.2.1 盐胁迫对华山松种子萌发的影响

试验采取培养皿发芽法，将双层滤纸置于培养皿内，接着挑选颗粒饱满、大小一致的华山松种子，采用75%乙醇溶液消毒5min后用清水冲洗干净，在每个培养皿内均匀摆放50粒华山松种子，配制浓度为0、20、40、60、80、100mmol/L的NaCl溶液，分别加入培养皿内，各处理分别重复3次，共18个培养皿。将所有培养皿置于人工气候箱内，每日对华山松种子发芽情况进行统计，待种子露出胚根或者胚芽后，记录种子胚根及胚芽长度，连续观察21日，测定种子发芽率、发芽势、发芽指数及活力指数三个指标[12-14]。

发芽率（%）=最终发芽种子数/供试种子数×100%

发芽势（%）=前3d发芽种子数/供试种子数×100%

发芽指数=Σ（t天种子发芽数/对应发芽日）活力指数=发芽指数×鲜重

1.2.2 盐胁迫对华山松幼苗生长及光合特性的影响

采取盆栽试验，2020年5月1日，对华山松种子进行穴盘播种育苗，6月移栽至塑料栽植盆内（每盆栽植1株华山松幼苗，盆长35cm、宽30cm、高35cm），每盆内装入20kg干土。将栽植盆均匀摆放于试验苗圃内，采取正常养护措施。2020年7月15日，选择健康状况良好、生长势基本一致的华山松幼苗进行盐胁迫试验。本试验共设置5个盐胁迫处理，NaCl溶液浓度分别为0、20、40、60、80、100mmol/L，每个处理50盆华山松，共300盆苗木。分别于7月15日、8月15日、9月15日分3次将配制好的NaCl溶液浇入栽植盆内，每次每盆浇入量均为1L，0mmol/L处理浇入等量的蒸馏水。在浇水后，若栽植盆下托盘内有液体流水，将其全部倒入栽植盆内。在整个试验过程中避免出现旱涝灾害和病虫危害。

于10月10日取样，每个处理取样数为5株苗木，分别测量华山松幼苗生长指标及生理特性指标。

（1）生长指标

生长指标主要为生长量（苗高、地径）和生物量（根、茎、叶），并计算根冠比。

根冠比=根部干重/地上部干重

（2）生理特性指标

采用浸提法[ 1 5 ]测量叶绿素含量，巴比妥酸显色法[16]测量丙二醛含量，NBT还原法[16]测量超氧化物歧化酶（SOD）活性，愈创木酚法[16]测量过氧化物酶（POD）活性，紫外吸收法[16]测量过氧化氢酶（CAT）活性，蒽酮比色法[17]测量可溶性糖含量，磺基水杨酸法[17]测量游离脯氨酸含量。

1.3 数据分析

使用Excel 2003和SPSS 23.0软件进行数据统计与分析。

2 结果与分析

2.1 盐胁迫对华山松种子萌发特性的影响

不同浓度NaCl胁迫对华山松种子萌发的影响，见表1。

由表1可知，随着NaCl浓度的增加，华山松种子发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数四个指标均呈现出逐渐下降的趋势。具体而言，种子发芽率在64.32%-85.78%之间，其中，NaCl浓度为0、20、40mmol/L时种子发芽率差异不显著；NaCl浓度为20、40、60、80mmol/L时种子发芽率差异不显著；NaCl浓度为80、100mmol/L时种子发芽率差异不显著。从发芽势情况来看，最大值为59.78%（NaCl浓度为0mmol/L）、最小值为12.63%（NaCl浓度为100mmol/L），其中，NaCl浓度为20、40mmol/L处理与0mmol/L处理差异不显著，NaCl浓度为80mmol/L处理与100mmol/L处理差异不显著；不同处理华山松种子发芽指数在33.76-51.96之间，NaCl浓度为0、20、40、60mmol/L时华山松幼苗发芽指数差异不显著，NaCl浓度为20、40、60、80mmol/L时华山松幼苗发芽指数差异不显著；从华山松种子活力指数情况来看，最高值为6.19（NaCl浓度为0mmol/L）、最小值为0.74（NaCl浓度为100mmol/L），NaCl浓度为20、40mmol/L处理与0mmol/L处理差异不显著，NaCl浓度为20、40处理与60mmol/L处理差异不显著。

2.2 盐胁迫对华山松幼苗生长的影响

不同浓度盐胁迫对华山松幼苗生长的影响，见表2。

由表2可知，不同处理华山松幼苗苗高、地径、生物量、根冠比均存在显著差异。随着NaCl浓度的升高，华山松幼苗苗高呈逐渐降低趋势，由0mmol/L的9.36cm逐渐降低至100mmol/L的7.50cm。其中，NaCl浓度为0、20、40、60、80mmol/L时，华山松幼苗苗高差异不显著；NaCl浓度为20、40、60、80、100mmol/L时，华山松幼苗苗高差异不显著；NaCl浓度为0、20、40mmol/L时，三个处理华山松幼苗地径差异不显著，在2.27-2.73mm之间，明显高于其余三个处理；不同处理华山松幼苗根生物量以NaCl浓度为0mmol/L时地径最高，达到了0.79g，NaCl浓度为0、20mmol/L时，两个处理华山松幼苗根生物量明显高于NaCl浓度为80、100mmol/L的两个处理；不同处理华山松幼苗茎生物量由高到低排序依次为NaCl浓度为0、20、40、60、80和100mol/处理，其中，前三者差异不显著；从叶生物量情况来看，最大值为0.132g，最小值为0.045g，NaCl浓度为0、20、40mmol/L时，华山松幼苗叶生物量差异不显著，NaCl浓度为40和60mmol/L时，华山松幼苗叶生物量差异不显著；从根冠比情况来看，随着NaCl浓度的升高，华山松幼苗根冠比呈现出逐渐升高的趋势，由0.37（NaCl浓度为0mmol/L）逐渐升高至0.98（NaCl浓度为100mmol/L），其中，NaCl浓度为0、20、40mmol/L时，三个处理的华山松幼苗根冠比差异不显著，NaCl浓度为40、60、80mmol/L时，三个处理的华山松幼苗根冠比差异不显著。

2.3 盐胁迫对华山松幼苗叶绿素含量的影响

不同浓度盐胁迫对华山松幼苗叶绿素含量的影响，见表3。

由表3可知，随着NaCl浓度的升高，不同处理华山松幼苗叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素、总叶绿素含量四个指标均呈现出先升高、后降低的趋势。其中，华山松幼苗叶绿素a含量在0.57 -1.26mg/g之间，NaCl浓度为20mmol/L时叶绿素a含量最高，NaCl浓度为100mmol/L时叶绿素a含量最低，其余处理居中；不同处理华山松幼苗叶绿素b含量最高为0.64mg/g（NaCl浓度为20mg/g）、最低为0.42mg/g（NaCl浓度为100mg/g），其中，NaCl浓度为0、60、80、100mmol/L处理叶绿素b含量差异不显著；不同处理华山松幼苗类胡萝卜素含量在0.21 -0.30mg/g之间，在NaCl浓度为20mmol/L时最高，NaCl浓度为100mmol/L时最低，NaCl浓度为0mmol/L时类胡萝卜素含量与NaCl浓度为20mmol/L时差异不显著，NaCl浓度为60、80、100mmol/L时，三个处理类胡萝卜素含量差异不显著；通过计算华山松幼苗总叶绿素含量，可以看出其由高到低排序依次为NaCl浓度为20、0、40、60、80、100mmol/L处理，其中，NaCl浓度为60、80mmol/L时，两个处理的华山松幼苗总叶绿素含量差异不显著；从叶绿素a/b情况来看，NaCl浓度为0、20、40mmol/L处理间的差异不显著，明显高于NaCl浓度为60、80、1000mmol/L处理。

2.4 盐胁迫对华山松幼苗渗透调节物质含量的影响

不同浓度盐胁迫对华山松幼苗渗透调节物质含量的影响，见表4。

由表4可知，不同处理华山松幼苗可溶性糖、丙二醛、游离脯氨酸含量存在显著差异。其中，NaCl浓度为20、40、60mmol/L时，华山松幼苗可溶性糖含量差异不显著，在71.33-89.87mg/g之间，明显高于其余三个处理；从丙二醛含量情况来看，NaCl浓度为60mmol/L时最高（与NaCl浓度为0、20、40mmol/L之间的差异不显著），NaCl浓度100mmol/L时最低；不同处理华山松幼苗游离脯氨酸含量由高到低排序依次为NaCl浓度为40、60、20、80、0、100mmol/L处理。

2.5 盐胁迫对华山松幼苗保护酶活性的影响

不同浓度盐胁迫对华山松幼苗保护酶活性的影响，见表5。

由表5可知，不同处理华山松幼苗SOD活性、POD活性、CAT活性差异显著。具体而言，华山松幼苗SOD活性在NaCl浓度为20mmol/L时最高（与NaCl浓度为40、60mmol/L时的差异不显著），在NaCl浓度为0mmol/L时最低（与NaCl浓度为100mmol/L时的差异不显著）；不同处理华山松幼苗POD活性由高到低排序依次为NaCl浓度为20、40、60、80、100、0mmol/L处理，其中，NaCl浓度为40、60mmol/L时，华山松幼苗的POD活性差异不显著，NaCl浓度为80、100、0mmol/L时，华山松幼苗POD活性差异不显著；不同处理华山松幼苗CAT活性在227.61 -333.13U/g·min之间，NaCl浓度为20mmol/L时最高，NaCl浓度为0mmol/L时最低。

3 讨论与结论

发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数是衡量种子生活力和发芽能力的重要指标[18]。本研究发现，NaCl浓度为20、40mmol/L时，华山松种子发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数与NaCl浓度为0mmol/L之间的差异不显著，这表明低浓度的盐胁迫对华山松种子发芽能力无明显影响；在NaCl浓度达到60mmol/L时，华山松种子发芽率开始降低，这表明高浓度的盐胁迫会抑制华山松种子的发芽能力。

本研究发现，随着盐浓度的升高，华山松幼苗株高、茎粗、生物量整体呈下降趋势，在NaCl浓度超过60mmol/L时，华山松幼苗株高、茎粗、生物量明显降低。而华山松幼苗根冠比随着盐浓度的升高呈增长趋势，这主要是由于盐胁迫过程中叶片盐害程度要高于根系，导致叶片受离子毒害程度更高[19]。

叶绿素是光合作用的光能捕获物质基础，其含量高低决定着植物光合作用的强弱[20]。本研究发现，20mmol/L盐胁迫会导致华山松幼苗叶片叶绿素含量的升高，随着盐浓度的继续增加，叶绿素含量开始降低，这与杨淑萍等[21]的研究结果一致，这可能是与轻度盐胁迫下植物含水量有所降低有关。

随着盐浓度的升高，华山松幼苗渗透调节物质含量、保护酶活性均呈现出先升高、后降低的趋势。这主要是由于低浓度的盐胁迫可促进根系对水分的吸收，将更多光合作用产物运输至植物根系，使根系得到更好的生长，有助于更多渗透调节物质的合成，以维持根系吸收矿质元素及水分；在盐浓度过高时，大量盐分聚集于植物根系周边，这会影响植物根系的生长和代谢，最终影响植株死伤部分的生长发育[22]。

综上所述，低盐胁迫对华山松种子发芽率、幼苗生长发育无明显影响，可提高幼苗叶绿素含量、渗透调节物质含量及保护酶活性，从而提高植物的抗盐胁迫能力。最适宜华山松种子萌发及幼苗生长的盐浓度为0-40mmol/L。

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