孫熙萍
(哈爾濱市第六中學(xué),哈爾濱150040)
鹽堿土作為一種潛在的后備土壤資源,存在巨大的開發(fā)潛力。我國是水稻主產(chǎn)區(qū)之一,稻米產(chǎn)量約占糧食總產(chǎn)量的50%。鹽堿脅迫是鹽堿稻作區(qū)水稻高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)和種植面積進一步擴大的主要限制因素。因此,本文主要綜述了鹽堿脅迫對水稻生長發(fā)育、生理特性和調(diào)控途徑的影響,以期為更好地開展水稻耐鹽堿研究提供參考。
鹽堿脅迫嚴重抑制水稻正常生長,其傷害主要表現(xiàn)為延遲種子發(fā)芽時間、降低發(fā)芽率和抑制生育進程[1]。另外,堿脅迫與鹽脅迫相比,對種子芽的生長抑制更顯著[2]。
水稻幼苗早期對鹽堿脅迫更為敏感[3],鹽堿脅迫降低了水稻幼苗生物量[4]。在鹽堿脅迫增加的情況下,平均根長、單株平均根數(shù)和芽長均顯著降低[5]。因此,根和莖的長度是水稻植株對鹽堿脅迫反應(yīng)的兩個指標(biāo)。
鹽堿脅迫延緩水稻返青時間[6],推遲水稻一次分蘗的時間,減少有效分蘗數(shù)[7],成穗率降低,導(dǎo)致產(chǎn)量下降,并且脅迫強度越大產(chǎn)量越低[6]。
受到鹽堿危害的水稻的細胞膜透性增大,內(nèi)含物滲漏,造成細胞物質(zhì)交換平衡破壞,代謝紊亂,有毒物質(zhì)積累,原生質(zhì)停止流動,使得土壤水勢下降,致使植物根系吸水困難。
鹽脅迫后,水稻葉片中的葉綠素和類胡蘿卜素含量顯著下降[8],高鹽脅迫降低K+/Na+比值。
鹽堿脅迫降低植物中 N、P、K、Ca、Mg 的含量,從而導(dǎo)致營養(yǎng)成分失衡。Abdur 等[9]報道,高鹽脅迫影響水稻植株根系中的Na+、Ca2+,K+和Mg2+濃度。
在高鹽脅迫下,水稻植株中的脫落酸、赤霉素、細胞分裂素、生長素、茉莉酸和水楊酸等各種激素會發(fā)生失衡。湯日圣等[10]研究表明,ABA 能有效地提高水稻秧苗的耐鹽能力。
水稻在鹽堿脅迫下的Δ1- 吡咯琳-5- 羧酸合成酶、甜菜堿醛脫氫酶、肌醇單磷酸酶等基因表達量會升高[11]。呂丙盛[12]研究表明,在堿脅迫條件下,根系細胞的損傷程度和細胞凋亡相關(guān)基因OsNAC4 的表達量都有明顯增加。管清杰[13]研究發(fā)現(xiàn),鹽堿脅迫會對抗壞血酸過氧化物酶相關(guān)的基因家族的表達產(chǎn)生影響。此外,鹽堿脅迫下,水稻的適應(yīng)性基因的表達還受Na+、HCO3-和 pH 的影響[14]。
分子生物學(xué)和各種組學(xué)以及測序技術(shù)的發(fā)展,特別是耐堿相關(guān)QTL 和基因的廣泛發(fā)掘,形成了包括分子標(biāo)記輔助育種技術(shù)、轉(zhuǎn)基因、全基因組選擇和細胞工程育種等一批分子育種新技術(shù)。運用分子標(biāo)記輔助選擇和轉(zhuǎn)基因等手段,開發(fā)耐鹽堿基因型的水稻,改造水稻品種的耐鹽堿基因。
利用生長調(diào)節(jié)劑,如赤霉素、脫落酸、抗壞血酸、水楊酸和多胺等,促進水稻生長,稀釋其體內(nèi)鹽分,有效改善鹽分脅迫下水稻幼苗的多種生理指標(biāo),提高水稻的耐鹽能力,緩解水稻在鹽脅迫下的傷害。
堅持排重于灌的原則,提高排水洗鹽的效果,單灌單排。一般要經(jīng)過2~3 次洗堿排鹽,才能使土壤鹽堿含量減少,達到水稻正常生育要求的標(biāo)準(zhǔn)。
用鹽堿溶液處理種子,進行抗鹽堿鍛煉,提高水稻抗鹽性。培育三葉齡以上的壯秧以減輕鹽堿對秧苗的危害。早秋犁翻,同時加長曬垡時間。移栽時,要先干地平整,再放淺層水平整。適時插秧,合理密植。深水護苗,淺水灌溉。要及時換水,秧苗返青期可3~4 天換1次水,返青后5~7 天換次,但成熟時不可過早斷水。
鹽堿洼地的土壤改良方法主要分為物理改良、化學(xué)改良和生物改良三種。水利改良、土壤翻耕、客砂改土壓堿、增施有機肥、施用化學(xué)改良劑都可以改土增產(chǎn),還可以通過種植綠肥、作物秸稈還田等改良鹽堿土。
培肥地力,逐年增施農(nóng)家肥,高留茬,秋翻地,采用配方施肥改良鹽堿土壤。鹽堿稻田施用氮肥應(yīng)以硫酸銨和碳酸氫銨為主,磷肥以過磷酸鈣為主,鉀肥以生理酸性肥硫酸鉀為主。追肥時要結(jié)合放排鹽水,以提高肥效。施肥后7d 才能排除地表水,以避免肥料損失。