鹽分脅迫條件下不同苗木耐鹽能力的熵權系數評價

楊倩　衡靜

摘要：為了解不同苗木在鹽分脅迫下的生理反應，設計不同土壤鹽分濃度處理，分析其出苗率、光合指標及幼苗器官中的Na+/K+；并引入熵權系數評價模型，對不同苗木的耐鹽能力進行評價。結果表明：三葉裂漆在高鹽分條件下的出苗率與凈光合速率等指標降幅相對較小，器官中Na+/K+變化不大；復葉槭、茶條槭受鹽分脅迫影響，出苗率與主要光合指標出現大幅下降，其中復葉槭根的Na+/K+值在高鹽分條件下驟然上升；從熵權系數評價模型計算結果來看，三葉裂漆的熵權系數評價值最大，達到0.966，為本研究中耐鹽能力最強的樹種。

關鍵詞：鹽分脅迫；苗木；耐鹽能力，熵權系數；評價

中圖分類號： S718.43；Q945.78 文獻標志碼： A 文章編號：1002-1302（2014）04-0135-03

收稿日期：2013-11-08

基金項目：公益性行業（農業）科研專項（編號：200903001）。

作者簡介：楊倩（1985—），女，河南長葛人，碩士，助教，從事園林園藝研究。E-mail： yangqian8505@126.com。鹽分脅迫對植物生長發育及生理代謝有重要影響[1-2]。目前已有很多關于鹽分脅迫條件下植物生理反應的研究，鄭容妹等研究發現，鹽分濃度達到2%以上會迫使綠竹的凈光合速率與光呼吸速率大幅下降，降幅超過40%[3]；張建鋒等認為，隨著鹽分濃度增大，植物苗高、地上部分與地下部分的生物量均呈下降趨勢[2]；汪貴斌等發現，落羽杉的凈光合速率、氣孔導度等指標均隨鹽分濃度的增大而下降[4]；而關于鹽分脅迫條件下植物凈光合速率下降的原因存在很多不同看法[5-9]，植物在鹽分脅迫條件下的應對機制理論有待進一步研究。另外，研究植物對不同土壤鹽分濃度的生理響應、評價不同樹種的耐鹽能力對充分利用濱海鹽漬土資源、改善生態環境也有十分積極的意義。本研究探討不同樹種在不同土壤鹽分處理下的出苗率、光合指標及器官Na+/K+的變化情況，分析和評價不同苗木的耐鹽能力，旨在為進一步研究植物耐鹽機制及開發鹽堿地提供理論依據。

1材料與方法

1.1試驗地概況

試驗于2012年4月在江蘇省南京市六合區趙家生態園（32°22′N，118°50′E）進行，六合區位于南京市北部，年均氣溫約為16 ℃，最高氣溫常出現在7月，試驗地年均降水量為796.8 mm，年均降水時間103 d，降水量在時空上分布不均勻。全年日照總數約為1 722 h，年蒸發量約為1 253.8 mm。

1.2試驗設計

選取三葉裂漆（Rhus trilobata）、美國皂莢（Gleditsia triacanthos）、復葉槭（Acer negundo）、茶條槭（Acer ginnala）等4個樹種作為主要試材。將種子進行前期處理，其中將三葉裂漆種子用1% Na2CO3溶液浸泡后沙藏100 d，將美國皂莢種子用濃硫酸腐蝕30 s，將復葉槭種子、茶條槭種子沙藏處理90 d。

基于前人研究經驗[10]，本研究共設計5個不同的土壤鹽分濃度處理：CK（0.047%）、T1處理（0.1%）、T2處理（03%）、T3處理（0.5%）、T4處理（0.7%）。供試土壤為趙家生態園園內土壤（鹽分濃度0.047%）與江蘇省東臺市濱海地區鹽堿化土壤（鹽分濃度1.25%）混合配制而成。每個處理重復3次。試驗在若干個8 m（長）×2 m（寬）×0.3 m（深）的蒸滲儀中進行，蒸滲儀主要材料為水泥與磚塊，在其側壁與底部鋪有塑料薄膜以防止鹽分流失。將配制的土壤置入蒸滲儀后，將種子以條狀形式施入蒸滲儀，并于種子表面覆蓋薄膜保溫、保濕。

1.3測定項目與方法

對每個處理隨機選取4株苗木用于測定耐鹽指標。

光合指標測定：利用英國產的LCi便攜式光合測定儀測定苗木第3張至第4張功能葉片的凈光合速率（Pn）、氣孔導度（Gs）、胞間CO2濃度（Ci）、蒸騰速率（Tr）等主要光合指標。測定參數為：葉溫26 ℃，CO2濃度420 μL/L，光通量1 000～1 200 μmol/（m2·s）。

植株器官中Na+、K+濃度測定：將植株分為葉、莖、根等三部分，對每部分稱取0.5 g樣品，用濃HNO3、HClO4進行消化處理，再利用分光光度法測定樣品中的Na+、K+濃度[11-12]。

1.4數據分析

采用SPSS 17.0軟件進行顯著性分析，采用Matlab 7.1軟件對熵權系數評價模型進行編程。

2結果與分析

2.1鹽分脅迫對苗木耐鹽指標的影響

3結論與討論

3.1苗木耐鹽指標與土壤含鹽量

在一定鹽分濃度范圍內，鹽分脅迫對苗木出苗率、光合指標及器官中的Na+/K+影響不大，一旦超過該鹽分濃度范圍，苗木出苗率、凈光合速率、氣孔導度等指標會出現大幅下降，而器官中Na+/K+呈上升趨勢。三葉裂漆在高鹽分條件下出苗率與凈光合速率等指標降幅相對較小，器官中Na+/K+變化不大；復葉槭、茶條槭受鹽分脅迫影響，出苗率與主要光合指標出現大幅下降，其中復葉槭根的Na+/K+在高鹽分條件下驟然上升。

李軍認為，0.3%鹽分條件對苗木出苗率有促進作用，而鹽分濃度為0.6%時植物生長受到明顯限制[13]，這與本研究結果相似。本研究表明，0.1%、0.3%鹽分水平對供試苗木出苗率與光合指標影響相對較小，0.5%鹽分濃度為苗木出苗率、凈光合速率、氣孔導度等指標大幅下降的轉折點。

3.2耐鹽能力評價模型

根據熵權系數評價模型的計算結果，三葉裂漆的熵權系數評價值最大，達到0.966，為耐鹽能力最強的樹種，在高鹽分條件下其評價指標的穩定性要優于其他樹種。

熵權系數評價模型的優勢在于能夠將主觀權重與客觀權重有機結合，從而避免了單獨使用主觀權重或客觀權重的片面性，且其原理科學、計算簡便、實用性很強。相比而言，在高維數據分析領域常用的投影尋蹤分類模型[14-15]與主成分分析法[16-17]相對更注重數據的原始信息與結構，對決策者經驗和主觀信息考慮不夠，存在一定的片面性，但如果數據結構龐大，且各指標具備等同的重要性（可不考慮主觀權重），也可選擇上述2種模型進行分析。本研究中由于對高鹽度情況下苗木耐鹽能力的偏向性，運用熵權系數評價模型能取得更好效果。endprint

參考文獻：

[1]喬旭，黃愛軍，褚貴新. 植物對鹽分脅迫的響應及其耐鹽機理研究進展[J]. 新疆農業科學，2011，48（11）：2089-2094.

[2]張建鋒，張旭東，周金星，等. 鹽分脅迫對楊樹苗期生長和土壤酶活性的影響[J]. 應用生態學報，2005，16（3）：426-430.

[3]鄭容妹，鄭郁善，張梅，等. 鹽分脅迫對沿海綠竹光合作用及葉綠素的影響[J]. 竹子研究匯刊，2002，21（4）：76-80.

[4]汪貴斌，曹福亮. 土壤鹽分及水分含量對落羽杉光合特性的影響[J]. 南京林業大學學報：自然科學版，2004，28（3）：14-18.

[5]賀林，王文卿，林光輝. 鹽分對濱海濕地植物番杏生長和光合特征的影響[J]. 生態學雜志，2012，31（12）：3044-3049.

[6]田德龍，史海濱，閆建文，等. 鹽分脅迫下水、肥對向日葵光合特性的影響[J]. 灌溉排水學報，2012，31（5）：73-77.

[7]王宇超，王得祥. 鹽脅迫對木本濱藜葉綠素合成及凈光合速率的影響[J]. 農業工程學報，2012，28（10）：151-158.

[8]Saeedipour S. Comparison of some biochemical substances in two indica rice varieties in response to salt stress at seedling stage[J]. Research on Crops，2010，11（2）：219-230.

[9]Sun Y，Lu Z F. Impacts of salt stress on characteristics of photosynthesis and chlorophyll fluorescence of sorghum seedlings[J]. Scientia Agricultura Sinica，2012，45（16）：3265-3272.

[10]支歡歡. 天津濱海地區鹽堿土離子分析以及耐鹽樹種篩選研究[D]. 保定：河北農業大學，2009.

[11]Hasegawa P M. Sodium （Na+） homeostasis and salt tolerance of plants[J]. Environmental and Experimental Botany，2013，92（10）：19-31.

[12]Mahmood K. Salinity tolerance in barley （Hordeum Bulgare L.）：Effects of varying NaCl K+/Na+ and NaHCO3 levels on cultivars differing in tolerance[J]. Pakistan Journal of Botany，2011，43（3）：1651-1654.

[13]李軍. 鹽分脅迫條件下蓖麻苗期對外源鈣調節的響應[D]. 揚州：揚州大學，2011.

[14]Shao X H，Hou M M，Chen L H，et al. Evaluation of subsurface drainage design based on projection pursuit[J]. Energy Procedia，2012，16：747-752.

[15]Hou M M，Shao X H，Chen L H，et al. Study on fertilizer N leaching，accumulation，and balance in tobacco fields with N-15 tracing technique[J]. Journal of Food Agriculture & Environment，2012，10（2）：1284-1289.

[16]王峰，杜太生，邱讓建. 基于品質主成分分析的溫室番茄虧缺灌溉制度[J]. 農業工程學報，2011，27（1）：75-80.

[17]Ul-Saufie A Z，Yahaya A S，Ramli N A，et al. Future daily PM10 concentrations prediction by combining regression models and feedforward backpropagation models with principle component analysis（PCA）[J]. Atmospheric Environment，2013，77（10）：621-630.endprint

參考文獻：

[1]喬旭，黃愛軍，褚貴新. 植物對鹽分脅迫的響應及其耐鹽機理研究進展[J]. 新疆農業科學，2011，48（11）：2089-2094.

[2]張建鋒，張旭東，周金星，等. 鹽分脅迫對楊樹苗期生長和土壤酶活性的影響[J]. 應用生態學報，2005，16（3）：426-430.

[3]鄭容妹，鄭郁善，張梅，等. 鹽分脅迫對沿海綠竹光合作用及葉綠素的影響[J]. 竹子研究匯刊，2002，21（4）：76-80.

[4]汪貴斌，曹福亮. 土壤鹽分及水分含量對落羽杉光合特性的影響[J]. 南京林業大學學報：自然科學版，2004，28（3）：14-18.

[5]賀林，王文卿，林光輝. 鹽分對濱海濕地植物番杏生長和光合特征的影響[J]. 生態學雜志，2012，31（12）：3044-3049.

[6]田德龍，史海濱，閆建文，等. 鹽分脅迫下水、肥對向日葵光合特性的影響[J]. 灌溉排水學報，2012，31（5）：73-77.

[7]王宇超，王得祥. 鹽脅迫對木本濱藜葉綠素合成及凈光合速率的影響[J]. 農業工程學報，2012，28（10）：151-158.

[8]Saeedipour S. Comparison of some biochemical substances in two indica rice varieties in response to salt stress at seedling stage[J]. Research on Crops，2010，11（2）：219-230.

[9]Sun Y，Lu Z F. Impacts of salt stress on characteristics of photosynthesis and chlorophyll fluorescence of sorghum seedlings[J]. Scientia Agricultura Sinica，2012，45（16）：3265-3272.

[10]支歡歡. 天津濱海地區鹽堿土離子分析以及耐鹽樹種篩選研究[D]. 保定：河北農業大學，2009.

[11]Hasegawa P M. Sodium （Na+） homeostasis and salt tolerance of plants[J]. Environmental and Experimental Botany，2013，92（10）：19-31.

[12]Mahmood K. Salinity tolerance in barley （Hordeum Bulgare L.）：Effects of varying NaCl K+/Na+ and NaHCO3 levels on cultivars differing in tolerance[J]. Pakistan Journal of Botany，2011，43（3）：1651-1654.

[13]李軍. 鹽分脅迫條件下蓖麻苗期對外源鈣調節的響應[D]. 揚州：揚州大學，2011.

[14]Shao X H，Hou M M，Chen L H，et al. Evaluation of subsurface drainage design based on projection pursuit[J]. Energy Procedia，2012，16：747-752.

[15]Hou M M，Shao X H，Chen L H，et al. Study on fertilizer N leaching，accumulation，and balance in tobacco fields with N-15 tracing technique[J]. Journal of Food Agriculture & Environment，2012，10（2）：1284-1289.

[16]王峰，杜太生，邱讓建. 基于品質主成分分析的溫室番茄虧缺灌溉制度[J]. 農業工程學報，2011，27（1）：75-80.

[17]Ul-Saufie A Z，Yahaya A S，Ramli N A，et al. Future daily PM10 concentrations prediction by combining regression models and feedforward backpropagation models with principle component analysis（PCA）[J]. Atmospheric Environment，2013，77（10）：621-630.endprint

參考文獻：

[1]喬旭，黃愛軍，褚貴新. 植物對鹽分脅迫的響應及其耐鹽機理研究進展[J]. 新疆農業科學，2011，48（11）：2089-2094.

[2]張建鋒，張旭東，周金星，等. 鹽分脅迫對楊樹苗期生長和土壤酶活性的影響[J]. 應用生態學報，2005，16（3）：426-430.

[3]鄭容妹，鄭郁善，張梅，等. 鹽分脅迫對沿海綠竹光合作用及葉綠素的影響[J]. 竹子研究匯刊，2002，21（4）：76-80.

[4]汪貴斌，曹福亮. 土壤鹽分及水分含量對落羽杉光合特性的影響[J]. 南京林業大學學報：自然科學版，2004，28（3）：14-18.

[5]賀林，王文卿，林光輝. 鹽分對濱海濕地植物番杏生長和光合特征的影響[J]. 生態學雜志，2012，31（12）：3044-3049.

[6]田德龍，史海濱，閆建文，等. 鹽分脅迫下水、肥對向日葵光合特性的影響[J]. 灌溉排水學報，2012，31（5）：73-77.

[7]王宇超，王得祥. 鹽脅迫對木本濱藜葉綠素合成及凈光合速率的影響[J]. 農業工程學報，2012，28（10）：151-158.

[8]Saeedipour S. Comparison of some biochemical substances in two indica rice varieties in response to salt stress at seedling stage[J]. Research on Crops，2010，11（2）：219-230.

[9]Sun Y，Lu Z F. Impacts of salt stress on characteristics of photosynthesis and chlorophyll fluorescence of sorghum seedlings[J]. Scientia Agricultura Sinica，2012，45（16）：3265-3272.

[10]支歡歡. 天津濱海地區鹽堿土離子分析以及耐鹽樹種篩選研究[D]. 保定：河北農業大學，2009.

[11]Hasegawa P M. Sodium （Na+） homeostasis and salt tolerance of plants[J]. Environmental and Experimental Botany，2013，92（10）：19-31.

[12]Mahmood K. Salinity tolerance in barley （Hordeum Bulgare L.）：Effects of varying NaCl K+/Na+ and NaHCO3 levels on cultivars differing in tolerance[J]. Pakistan Journal of Botany，2011，43（3）：1651-1654.

[13]李軍. 鹽分脅迫條件下蓖麻苗期對外源鈣調節的響應[D]. 揚州：揚州大學，2011.

[14]Shao X H，Hou M M，Chen L H，et al. Evaluation of subsurface drainage design based on projection pursuit[J]. Energy Procedia，2012，16：747-752.

[15]Hou M M，Shao X H，Chen L H，et al. Study on fertilizer N leaching，accumulation，and balance in tobacco fields with N-15 tracing technique[J]. Journal of Food Agriculture & Environment，2012，10（2）：1284-1289.

[16]王峰，杜太生，邱讓建. 基于品質主成分分析的溫室番茄虧缺灌溉制度[J]. 農業工程學報，2011，27（1）：75-80.

[17]Ul-Saufie A Z，Yahaya A S，Ramli N A，et al. Future daily PM10 concentrations prediction by combining regression models and feedforward backpropagation models with principle component analysis（PCA）[J]. Atmospheric Environment，2013，77（10）：621-630.endprint