胡愛雙 肖丹丹 孫宇

摘要：為了探索金銀花對(duì)NaCl脅迫的適應(yīng)性，為其在東部濱海地區(qū)的推廣應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)，采用蛭石盆栽、過量灌溉鹽水的方法，研究不同濃度（0、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%）NaCl脅迫對(duì)金銀花幼苗生長(zhǎng)量及光合生理指標(biāo)的影響。結(jié)果表明，隨著NaCl濃度的增加，株高增長(zhǎng)量、植株地上部鮮質(zhì)量、凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、胞間二氧化碳濃度總體呈現(xiàn)降低的趨勢(shì);存活率起初不變，后顯著下降至0;蒸騰速率呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì);氣孔限制值總體上呈現(xiàn)上升的趨勢(shì);水分利用率變化很小;金銀花凈光合速率下降的原因主要為氣孔限制因素。NaCl脅迫對(duì)金銀花的生長(zhǎng)和光合生理指標(biāo)有明顯的抑制作用。

關(guān)鍵詞：金銀花;NaCl脅迫;幼苗生長(zhǎng);光合生理特性;耐鹽機(jī)制

中圖分類號(hào)： S567.7+90.1? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A? 文章編號(hào)：1002-1302（2019）11-0170-03

鹽漬土廣泛分布于地球表面，其面積約占陸地面積的25%，且仍在不斷擴(kuò)大，已經(jīng)成為影響農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)及生態(tài)環(huán)境的重要因素[1-2]。我國(guó)約有鹽漬化土壤2.7×107 hm2，幾乎占全國(guó)陸地面積的1/3，開發(fā)和利用如此大面積的鹽漬土不僅有利于緩解土地資源短缺，還可以增加綠色植被面積，改善生態(tài)環(huán)境[3-4]。鹽堿地主要通過換土工程和種植耐鹽植物資源進(jìn)行改良，實(shí)踐證明，后者不僅成本低且改良效果好，是開發(fā)利用鹽堿地的有效途徑[5]。因此，了解鹽脅迫對(duì)植物的影響，引種和篩選耐鹽的經(jīng)濟(jì)植物資源，發(fā)展鹽土農(nóng)業(yè)，不僅有助于改良修復(fù)鹽堿地，而且可以促進(jìn)生態(tài)環(huán)境與經(jīng)濟(jì)的共同發(fā)展[6]。

金銀花（Lonicera japonica）為忍冬科忍冬屬半常綠藤本植物，其花、葉、藤皆可入藥，是大宗傳統(tǒng)中藥材。金銀花適應(yīng)性強(qiáng)、抗逆性，對(duì)土壤要求不嚴(yán)，根系繁密發(fā)達(dá)，萌蘗性強(qiáng)，莖蔓著地即能生根，觀賞和水土保持價(jià)值高，是一種極具開發(fā)潛力的生態(tài)、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)型植物。目前，人們對(duì)金銀花的研究多集中在生態(tài)因子影響、藥用成分提取及分析等方面[7-9]，關(guān)于鹽脅迫對(duì)金銀花影響的研究也有報(bào)道，但主要集中在鹽脅迫對(duì)植株各種生理生化指標(biāo)的影響方面[10]。在眾多被鹽脅迫抑制的細(xì)胞機(jī)能中，光合作用被認(rèn)為是對(duì)鹽脅迫最敏感的生理過程，該方面研究在其他植物上已有不少報(bào)道[11-13]，但關(guān)于鹽脅迫對(duì)金銀花光合作用的影響還鮮有報(bào)道，鹽脅迫下金銀花光合作用的變化機(jī)制尚不清楚。本試驗(yàn)采用過量灌溉法，以蒙山紅金銀花為材料，從生長(zhǎng)量和光合生理參數(shù)方面研究其對(duì)NaCl脅迫的適應(yīng)性，以期為東部濱海地區(qū)金銀花的耐鹽機(jī)制研究和推廣應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

供試苗為一年生扦插苗，扦插枝條于2017年2月采自河北省農(nóng)林科學(xué)院濱海農(nóng)業(yè)研究所現(xiàn)代農(nóng)業(yè)成果轉(zhuǎn)化基地標(biāo)本池內(nèi)，經(jīng)該所王文成研究員鑒定為蒙山紅金銀花。

1.2 方法

1.2.1 鹽脅迫試驗(yàn) 采用蛭石盆栽進(jìn)行鹽脅迫試驗(yàn)，2017年4月下旬將長(zhǎng)勢(shì)基本一致的扦插苗定植于裝有蛭石的塑料花盆中，每盆種植4棵，置于遮陽(yáng)棚內(nèi)，每天澆灌Hoaglands營(yíng)養(yǎng)液并進(jìn)行日常的養(yǎng)護(hù)管理。10 d后選擇生長(zhǎng)健壯且長(zhǎng)勢(shì)相對(duì)一致的苗進(jìn)行鹽脅迫試驗(yàn)，試驗(yàn)采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，以Hoaglands營(yíng)養(yǎng)液為基礎(chǔ)液配制6個(gè)鹽度[NaCl濃度分別為0（CK）、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%]處理，每個(gè)處理4株扦插苗，3次重復(fù)。為避免幼苗對(duì)鹽脅迫的應(yīng)激反應(yīng)，采用逐級(jí)增加到所需濃度的方法（每天增加0.1%）澆灌營(yíng)養(yǎng)液，第1天，除對(duì)照（澆灌不含NaCl的營(yíng)養(yǎng)液）外，其余處理均澆灌含0.1% NaCl的營(yíng)養(yǎng)液1 L（過量灌溉）;第2天，除對(duì)照（澆灌不含NaCl的營(yíng)養(yǎng)液）外，其余處理均澆灌含 0.2% NaCl的營(yíng)養(yǎng)液1 L;第3天，除對(duì)照（澆灌不含NaCl的營(yíng)養(yǎng)液）和0.2%處理（澆灌含0.2% NaCl的營(yíng)養(yǎng)液）外，其余處理澆灌含0.3% NaCl的營(yíng)養(yǎng)液1 L，依次類推，直到各處理均達(dá)到所設(shè)濃度為止，各處理達(dá)到所設(shè)濃度后設(shè)為處理的第1天，之后每天澆灌含相應(yīng)濃度NaCl的營(yíng)養(yǎng)液1 L。在鹽脅迫之前測(cè)量并記錄植株的株高;鹽脅迫處理第90天，脅迫處理結(jié)束后測(cè)定光合指標(biāo)，并再次測(cè)量、記錄各處理株高，統(tǒng)計(jì)成活率，測(cè)定植株地上部分鮮質(zhì)量。

1.2.2 光合指標(biāo)的測(cè)定 在晴朗無(wú)風(fēng)的10：00—14：00采用LI-6400便攜式光合儀測(cè)定植株中上部功能葉片的凈光合速率（Pn）、氣孔導(dǎo)度（Gs）、蒸騰速率（Tr）、胞間CO2濃度（Ci）、大氣CO2濃度（Ca）等光合指標(biāo)，每處理測(cè)定6張葉片。氣孔限制LS=1-Ci/Ca，水分利用效率WUE=Pn/Tr。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)采用SPSS 17.0軟件進(jìn)行one-way ANOVA方差分析，并采用LSD和Duncans進(jìn)行多重比較，Excel進(jìn)行作圖。表格中數(shù)據(jù)采用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差的方式表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 NaCl脅迫對(duì)金銀花成活率和生長(zhǎng)量的影響

從表1可以看出，鹽脅迫對(duì)金銀花的存活率有一定的影響，NaCl濃度小于等于0.4%時(shí)，苗木全部存活，NaCl濃度為0.6%時(shí)，存活率有所下降，為83.33%，但與對(duì)照差異不顯著，隨著NaCl濃度進(jìn)一步升高至0.8%時(shí)，苗木存活率顯著下降為33.33%，再進(jìn)一步升高NaCl濃度到1.0%時(shí)，苗木全部死亡，存活率下降為0。由此可見，較低濃度的NaCl脅迫對(duì)金銀花苗木的存活率影響不大，但較高濃度的NaCl脅迫可以顯著降低其存活率。

同時(shí)由表1可知，鹽脅迫對(duì)金銀花的生長(zhǎng)有一定的抑制作用，隨著NaCl濃度的增加，不論是株高增長(zhǎng)量還是植株地上部鮮質(zhì)量都有不同程度的下降，當(dāng)鹽濃度為0.2%時(shí)，株高增長(zhǎng)量和植株地上部鮮質(zhì)量分別較對(duì)照顯著降低40.48%和 20.13%;當(dāng)鹽濃度進(jìn)一步升至0.6%時(shí)，株高增長(zhǎng)量和植株地上部鮮質(zhì)量分別較對(duì)照顯著降低87.56%和87.01%。因此可知，鹽脅迫可顯著抑制金銀花的生長(zhǎng)。

2.2 金銀花耐鹽閾值的確定

耐鹽閾值是指植株生長(zhǎng)量為對(duì)照植株生長(zhǎng)量1/2時(shí)的鹽濃度，以植株地上部鮮質(zhì)量為因變量（y），NaCl濃度為自變量（x），通過曲線估計(jì)，建立回歸方程，結(jié)果（圖1）表明，植株地上部鮮質(zhì)量與NaCl濃度符合線性模型，方程為y=56.411x2-111.450x+57.305，r2=0.963 7，以植株地上部鮮質(zhì)量較對(duì)照下降50%為準(zhǔn)，計(jì)算得到金銀花的耐鹽閾值為 0.33%。

2.2 NaCl脅迫對(duì)金銀花光合生理特性指標(biāo)的影響

由圖2可知，鹽脅迫對(duì)金銀花的凈光合速率（Pn）有明顯影響，各鹽分處理的Pn較對(duì)照均有所下降，其中當(dāng)NaCl濃度為0.2%時(shí)，Pn有所下降，但與對(duì)照差異不顯著;當(dāng)NaCl濃度為0.4%時(shí)，Pn下降為10.78 μmol/（m2·s），較對(duì)照顯著下降30.11%，隨著NaCl濃度的進(jìn)一步升高，凈光合速率逐步降低。

在鹽脅迫下，金銀花氣孔導(dǎo)度（Gs）呈現(xiàn)出與Pn類似的變化規(guī)律，隨著NaCl濃度的增加，呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，其中當(dāng)NaCl濃度為0.2%時(shí)，Gs為0.29 mol/（m2·s），與對(duì)照相比有所下降，但與對(duì)照差異不顯著;當(dāng)NaCl濃度為0.4%時(shí)，Gs下降為0.18 mol/（m2·s），較對(duì)照顯著下降43.75%，隨著NaCl濃度的進(jìn)一步增加，Gs進(jìn)一步下降。由此可知，0.2%的低濃度鹽脅迫對(duì)金銀花Pn和Gs有所抑制，但影響不大，當(dāng)NaCl濃度進(jìn)一步升高為0.4%時(shí)，抑制程度顯著增強(qiáng)（圖2）。

由圖3可知，鹽脅迫對(duì)金銀花胞間CO2濃度（Ci）有一定影響，但影響不大，隨著NaCl濃度的增加，Ci整體呈現(xiàn)出緩慢降低的趨勢(shì)，但各處理Ci與對(duì)照差異均不顯著。

隨著NaCl濃度的增加，金銀花蒸騰速率呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)，當(dāng)鹽濃度為0.2%時(shí)，蒸騰速率（Tr）較對(duì)照升高10.35%，但與對(duì)照差異不顯著。之后隨著NaCl濃度的增加，蒸騰速率逐漸降低，當(dāng)NaCl濃度為0.6%時(shí)，蒸騰速率較對(duì)照顯著下降33.01%（圖3）。

由圖4可知，NaCl濃度小于等于0.4%時(shí)，氣孔限制（Ls）保持在一個(gè)較低的水平，各處理Ls與對(duì)照差異不顯著;當(dāng)NaCl濃度大于0.4%時(shí)，隨著NaCl濃度的增加，Ls逐漸升高，當(dāng)NaCl濃度為0.6%時(shí)，Ls比對(duì)照顯著增加41.67%;當(dāng)NaCl濃度為0.8%時(shí)，Ls進(jìn)一步提高，比對(duì)照增加79.17%。

在鹽脅迫下，各處理金銀花的水分利用率（WUE）隨著NaCl濃度的增加呈現(xiàn)先降低后升高的變化趨勢(shì)，但各處理間差異不顯著，說(shuō)明鹽脅迫對(duì)金銀花WUE的影響不大（圖4）。

3 討論與結(jié)論

植株的生長(zhǎng)量和生物量是對(duì)鹽脅迫的綜合表現(xiàn)，也是最直觀的耐鹽性指標(biāo)。一般耐鹽性強(qiáng)的植物，在各濃度鹽脅迫下植株的相對(duì)株高和鮮質(zhì)量變化較小，反之，變化較大[14-15]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)鹽濃度小于等于0.4%時(shí)，植株的存活率與對(duì)照無(wú)差異，全部存活，但各處理的株高增長(zhǎng)量和地上部鮮質(zhì)量與對(duì)照差異顯著，說(shuō)明較低濃度的鹽脅迫，不影響其成活率，但會(huì)顯著抑制金銀花的生長(zhǎng)。當(dāng)鹽濃度達(dá)到0.8%后，株高增長(zhǎng)量和地上部鮮質(zhì)量?jī)H為對(duì)照的3.98%和11.74%，植株生長(zhǎng)極緩，存活率也僅為33.33%，說(shuō)明在鹽分質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于0.8%時(shí)，金銀花幾乎停止生長(zhǎng)，很難生存。不同的土壤條件、氣候條件，該臨界點(diǎn)可能有所調(diào)動(dòng)。

光合作用是一個(gè)很復(fù)雜的生理過程。凈光合速率直接反映了植物單位葉面積的同化能力，是衡量植物光合能力的重要指標(biāo)。一些學(xué)者認(rèn)為，低鹽脅迫不會(huì)抑制植物的光合作用，反而會(huì)對(duì)光合作用起到促進(jìn)作用[16-17]。但本試驗(yàn)結(jié)果顯示，在較低濃度（0.2%）的鹽脅迫時(shí)，Pn較對(duì)照就有所降低，說(shuō)明低鹽脅迫抑制金銀花的光合作用，這與鹽脅迫對(duì)臺(tái)灣榿木[18]和葡萄[19]的影響相似，但與上述觀點(diǎn)不同，其原因可能是由于鹽脅迫的植物物種不同，或低濃度鹽分的濃度不同。

影響Pn大小的因素主要有Gs、Ci、Tr、Ls等，它們?cè)谥参锕夂献饔眠^程中協(xié)同發(fā)揮作用，使光合作用順利進(jìn)行。一般認(rèn)為，鹽脅迫使Pn下降的原因主要有2個(gè)方面，（1）氣孔限制。Pn降低的同時(shí)伴隨著Gs、Ci的下降，Ls的上升;（2）非氣孔限制。Pn降低時(shí)，Ci升高，Gs、Ls下降[20]。本試驗(yàn)中，伴隨著Pn的降低，Gs、Tr、Ci總體下降，Ls緩慢上升，說(shuō)明限制光合速率的主要原因是氣孔限制，可能是由于鹽脅迫導(dǎo)致了滲透脅迫，使得氣孔導(dǎo)度下降，CO2由外界向細(xì)胞內(nèi)擴(kuò)散的阻力增強(qiáng)，最終導(dǎo)致光合作用受阻。

NaCl脅迫對(duì)金銀花的生長(zhǎng)以及光合生理特性具有抑制作用，隨著NaCl濃度的升高，其對(duì)植株的生長(zhǎng)和光合生理抑制現(xiàn)象愈加明顯。本試驗(yàn)僅涉及到鹽脅迫對(duì)金銀花幼苗生長(zhǎng)和光合生理指標(biāo)的影響，但鹽脅迫對(duì)植物的危害是多方面的，鹽脅迫對(duì)金銀花葉片生理生化等方面的影響還有待于進(jìn)一步研究。

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