時(shí)佳琦，薩如拉，令 玉，薩茹拉其其格，范 富，張雪婷

（1內(nèi)蒙古民族大學(xué)農(nóng)學(xué)院，內(nèi)蒙古通遼 028000；2山西農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，山西晉中 030800；3鄂爾多斯市林業(yè)和草原綜合執(zhí)法支隊(duì)，內(nèi)蒙古鄂爾多斯 017000)

0 引言

鹽堿地常用改良劑有生物炭、石膏、秸稈、有機(jī)肥，可采取秸稈覆蓋[1]、秸稈全量還田結(jié)合淺旋耕(15 cm)后再深松(35 cm)[2]、地膜覆蓋+秸稈深埋（上膜下秸耦合技術(shù)）[3]和石膏與有機(jī)肥配施[4]等方式進(jìn)行脫鹽改土。前人研究表明，秸稈還田具有抑鹽、降鹽和改善土壤物理結(jié)構(gòu)的作用，對(duì)于改良鹽堿土壤具有較好的效果；不同堿化度鹽堿地改良最佳秸稈還田量不同，如全覆蓋優(yōu)于播種行覆蓋[5]，80%秸稈還田量對(duì)蘇打鹽堿地水稻生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量形成的促進(jìn)作用最佳[6]，重度鹽堿地秸稈還田至少兩倍才能改善土壤特性[7]。增強(qiáng)植物抗鹽性的途徑包括施加外源物質(zhì)、利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)、真菌的協(xié)同效應(yīng)和培育耐鹽品種，如添加參與調(diào)控植物體內(nèi)多種生理功能的信號(hào)分子，褪黑素[8-10]、過(guò)氧化氫[11]、茉莉酸甲酯[12]、谷胱甘肽[13]等，添加抗氧化劑如水楊酸[14-16]、油菜素內(nèi)酯[16]、谷胱甘肽[13]等，添加抗鹽調(diào)節(jié)物如甜菜堿[17]、海藻多糖[18]、黃腐酸[19]等，添加提高植物抗逆性的生物活性物質(zhì)-亞精胺[20-21]，外源硅[21]、硒[22]、鈣[23]（第二信使）、γ-氨基丁酸[24]；施加AM真菌[25]、（堿蓬）內(nèi)生菌[26]、菌根真菌[27]、解淀粉芽孢桿菌[28]等。植物抗鹽性研究主要采用堿性鹽（NaHCO3和Na2CO3）和中性鹽（NaCl和 Na2SO4）、Ca(NO3)2緩解鹽構(gòu)建單鹽脅迫，中性鹽(NaCl)和堿性鹽(NaHCO3)混合模擬鹽堿脅迫；本研究以通遼地區(qū)蘇打鹽堿土和玉米秸稈為試材，水培玉米，以期探索玉米秸稈不同添加量對(duì)玉米種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)特性、抗鹽堿性的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

以‘農(nóng)華101’玉米種子、收獲期玉米秸稈和通遼地區(qū)典型的鹽堿土為材料，用鹽堿土:蒸餾水(1:5)的土壤浸出液制備0、30、40、50、60 g/L秸稈粉培養(yǎng)液，作為5個(gè)處理，水培玉米種子；鹽堿土pH 8.64，堿化度為52.43%。

1.2 試驗(yàn)方法

挑選籽粒飽滿、無(wú)殘缺玉米種子100粒，置于發(fā)芽盤(pán)中，分別加入0、30、40、50、60 g/L處理液，置于室溫下進(jìn)行培養(yǎng)，每隔3天更新相應(yīng)的處理液；采用電導(dǎo)儀和pH計(jì)測(cè)定處理液電導(dǎo)率和pH，采用稀釋涂布平板法計(jì)數(shù)處理液微生物數(shù)量；幼根長(zhǎng)為種子長(zhǎng)1/2定為發(fā)芽標(biāo)準(zhǔn)，每天觀察并記錄玉米種子發(fā)芽數(shù)，第3天統(tǒng)計(jì)玉米種子發(fā)芽勢(shì)，第7天統(tǒng)計(jì)玉米種子發(fā)芽率，并計(jì)算其相對(duì)發(fā)芽指數(shù)。4葉期進(jìn)行農(nóng)藝性狀，玉米葉片和根系丙二醛含量(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)和過(guò)氧化物酶(POD)活性，根系可培養(yǎng)內(nèi)生菌數(shù)量的測(cè)定，分別采用卷尺測(cè)量、硫代巴比妥酸法、氮藍(lán)四唑光化還原法、愈創(chuàng)木酚法以及Misaghi等[29]的方法。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel2003和DPS7.05統(tǒng)計(jì)軟件處理相應(yīng)數(shù)據(jù)。發(fā)芽率計(jì)算公式如(1)所示。

2 結(jié)果與分析

2.1 秸稈添加量對(duì)鹽堿土水培液離子含量的影響

電導(dǎo)率反映水培液的鹽度，是評(píng)價(jià)水培液對(duì)植物產(chǎn)生毒害的重要參數(shù)。從表1可知，隨著秸稈添加量的增加，培養(yǎng)3天的水培液pH均逐漸降低，培養(yǎng)1天和培養(yǎng)2天電導(dǎo)率增加，而培養(yǎng)3天水培液電導(dǎo)率降低；隨著培養(yǎng)時(shí)間的推移，各處理pH較穩(wěn)定，0 g/L和30 g/L處理的電導(dǎo)率增加，其余處理的電導(dǎo)率降低。培養(yǎng)1天0 g/L與其他處理pH差異極顯著，40、50、60 g/L處理間無(wú)差異，30 g/L處理與其他添加秸稈處理間pH差異顯著；0、30、40、50 g/L處理間電導(dǎo)率差異極顯著。培養(yǎng)2天30、40、50 g/L處理pH無(wú)顯著差異，但均與60 g/L pH差異極顯著；0 g/L與其他處理pH差異極顯著；除了30 g/L和40 g/L處理間電導(dǎo)率無(wú)顯著差異外，其余處理間差異極顯著。培養(yǎng)3天各處理pH與培養(yǎng)2天的相同；0、30、40 g/L處理電導(dǎo)率無(wú)顯著差異，30、40、50 g/L處理電導(dǎo)率無(wú)顯著差異，60 g/L與其他處理電導(dǎo)率差異極顯著。

表1 水培液離子含量變化

2.2 秸稈添加量對(duì)鹽堿土水培液微生物數(shù)量的影響

從表2可知，水培液中可培養(yǎng)微生物數(shù)量為細(xì)菌＞真菌＞放線菌；隨著水培液中的秸稈添加量的增加，水培液細(xì)菌、放線菌和真菌數(shù)量均增加；60 g/L處理細(xì)菌、放線菌和真菌數(shù)量均極顯著大于其他處理；添加秸稈的處理細(xì)菌、放線菌數(shù)量均顯著大于0 g/L處理；除了30g/L處理外，其余添加秸稈處理真菌數(shù)量均大于0 g/L處理；30 g/L與40 g/L處理細(xì)菌數(shù)量無(wú)顯著差異；30、40、50 g/L處理間放線菌數(shù)量無(wú)顯著差異；40 g/L與50 g/L處理真菌數(shù)量無(wú)顯著差異。

表2 培養(yǎng)液微生物數(shù)量 CFU/mL

2.3 秸稈添加量對(duì)鹽堿土水培玉米根系內(nèi)生菌的影響

表3可知，各處理玉米幼苗根系內(nèi)生真菌和放線菌數(shù)量無(wú)顯著差異；30 g/L與40 g/L、50 g/L與60 g/L處理細(xì)菌數(shù)量無(wú)顯著差異，但前兩處理極顯著大于后兩個(gè)處理。

表3 玉米幼苗根內(nèi)生菌數(shù)量 CFU/g FW

2.4 秸稈添加量對(duì)鹽堿土水培玉米種子發(fā)芽率的影響

從表4可知，鹽堿地添加玉米秸稈均降低玉米種子發(fā)芽率。隨著秸稈添加量的增加，發(fā)芽率先增加后降低趨勢(shì)，40 g/L處理的發(fā)芽率極顯著大于30、60 g/L處理，30、50、60 g/L處理間發(fā)芽率無(wú)顯著差異。

表4 不同處理玉米種子發(fā)芽率

2.5 秸稈添加量對(duì)鹽堿土水培玉米幼苗農(nóng)藝性狀的影響

從表5可知，隨著秸稈添加量的增加，玉米幼苗根長(zhǎng)、根數(shù)和株高先增加后降低的趨勢(shì)，40 g/L處理的根長(zhǎng)和株高極顯著大于其他處理。添加秸稈的處理根長(zhǎng)和株高極顯著大于0 g/L處理，60 g/L處理根數(shù)顯著大于0 g/L處理，其余處理根數(shù)極顯著大于0、30、40、50 g/L處理根數(shù)無(wú)顯著差異。

表5 玉米幼苗農(nóng)藝性狀

2.6 鹽堿土秸稈添加量對(duì)玉米幼苗抗脅迫能力的影響

2.6.1 對(duì)玉米幼苗葉片生理活性的影響 由于0 g/L處理幼苗2葉期死亡，未測(cè)到其葉片和根系生理指標(biāo)。從表6可知，隨著玉米秸稈添加量的增加，玉米幼苗葉片POD和SOD活性先增加后降低的趨勢(shì)，而MDA含量先降低后增加趨勢(shì)。MDA含量和SOD活性處理差異極顯著，40 g/L處理SOD極顯著大于其余處理，MDA含量極顯著小于其他處理。30 g/L處理與40、50、60 g/L處理的POD活性無(wú)顯著差異。

表6 玉米幼苗葉片生理活性

2.6.2 對(duì)玉米幼苗根系生理活性的影響 從表7可知，隨著玉米秸稈添加量的增加，玉米幼苗根系活力和POD活性先增加后降低的趨勢(shì)。根系活力處理間差異極顯著，40 g/L處理極顯著大于其他處理，其POD活性極顯著大于30 g/L和60 g/L處理，顯著大于50 g/L處理。

表7 玉米幼苗根系生理活性

3 討論與結(jié)論

通過(guò)外源物質(zhì)調(diào)控來(lái)減輕鹽脅迫對(duì)植物的傷害，增強(qiáng)植物的耐鹽性，是緩解鹽脅迫的一種重要方式。玉米秸稈含碳、氮、憐、鉀，硫、鈣、鎂等礦質(zhì)元素，這些都是玉米生長(zhǎng)所必需的營(yíng)養(yǎng)元素[30]。添加玉米秸稈和污泥共熱解制備的生物質(zhì)炭能夠顯著增加鹽堿土壤中有機(jī)碳含量，水溶性鹽含量降低明顯[31]。鹽堿土秸稈造夾層，秸稈用量為75000 kg/hm2能夠大幅度減少西遼河流域鹽堿土總鹽含量，降低pH[32]。本試驗(yàn)中鹽堿土添加玉米秸稈極顯著降低了pH，培養(yǎng)3天的添加玉米秸稈的處理顯著降低電導(dǎo)率。植物內(nèi)生細(xì)菌具有生長(zhǎng)環(huán)境獨(dú)特、種群多樣與功能多樣等特點(diǎn)，植物內(nèi)生菌分泌IAA和溶解無(wú)機(jī)磷，提高種子活力，促進(jìn)胚根發(fā)育[33]，對(duì)病原菌具有拮抗作用[34]，施有機(jī)肥可增加根內(nèi)生細(xì)菌群落多樣性[35]；本研究中40 g/L處理玉米幼苗根系內(nèi)生細(xì)菌最多，可能含有多功能具有開(kāi)發(fā)潛力的微生物，40 g/L處理各指標(biāo)優(yōu)于其他處理的原因之一。

鹽堿土中添加玉米秸稈的處理降低玉米種子發(fā)芽率，可能是玉米種子受到鹽和秸稈釋放出的化感物質(zhì)雙重抑制作用。玉米對(duì)鹽脅迫較敏感，鹽脅迫抑制作物的生理生化過(guò)程，Djanaguiraman等[36]研究表明鹽脅迫對(duì)根系生長(zhǎng)的影響小于地上部；鹽脅迫下，葉片生長(zhǎng)減緩或停滯，表現(xiàn)為葉面積下降，且葉片變黃、枯萎；本試驗(yàn)0 g/L處理幼苗2葉期根系生長(zhǎng)停滯，根數(shù)較少，葉片變黃枯萎死亡；鹽堿土中添加玉米秸稈的處理長(zhǎng)勢(shì)較好，可能是添加玉米秸稈增加了鹽堿土中營(yíng)養(yǎng)元素含量，降低水溶性鹽含量，從而降低離子毒害。SOD是植物抗氧化系統(tǒng)的第一道防線，POD是一種具有較強(qiáng)適應(yīng)性的酶，在植物細(xì)胞內(nèi)分布廣；植物體內(nèi)SOD、POD活性，在一定的脅迫程度內(nèi)增加，而脅迫程度超出了一定范圍后，造成活性降低[37]。鹽脅迫條件下，較鹽高度敏感型玉米，強(qiáng)耐鹽型玉米的抗氧化酶活性和抗氧化活性物質(zhì)含量小幅下降，幼苗葉片中MDA含量增幅較小。本試驗(yàn)中40 g/L處理玉米幼苗SOD、POD活性及根系活力最強(qiáng)，MDA含量最低；說(shuō)明鹽堿土中添加一定量的玉米秸稈會(huì)增強(qiáng)玉米幼苗抗鹽性，改善鹽堿土的性質(zhì)，抵御鹽脅迫對(duì)玉米造成的不良影響。