Na2CO3、NaHCO3混合脅迫對紅花幼苗生長的影響

劉丹 李然紅 陳鑫

摘要 [目的]研究堿性土壤對紅花幼苗生長發(fā)育的影響。[方法]分別用不同濃度的Na2CO3、NaHCO3混合脅迫溶液處理紅花幼苗，用蒸餾水作為空白對照組（CK）。對各處理后紅花幼苗的各項(xiàng)生理指標(biāo)（根長、株高、根重、株重）及過氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）活性進(jìn)行了測定。[結(jié)果]株高、株重、根長和根重隨混合脅迫液中Na2CO3濃度的增加而減少，其中根重受抑制作用突出。POD活性受Na2CO3作用明顯，而SOD活性受NaHCO3作用顯著。[結(jié)論]結(jié)果為深入探究堿脅迫對紅花幼苗生長影響的生理機(jī)制提供理論支撐。

關(guān)鍵詞 堿脅迫；紅花幼苗；生長發(fā)育

中圖分類號：S143.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號：2095-3305（2018）03-054-02

DOI： 10.19383/j.cnki.nyzhyj.2018.03.023

Abstract [Objective] The aim was to study the effect of alkaline soil on the growth and development of Carthamus tinctorius L. seedlings. [Method] Carthamus tinctorius L. seedlings were treated with different concentrations of NaHCO3 and Na2CO3 solution， and distilled water was used as control （CK）. The physiological indexes （root length， plant height， root weight， plant weight） and peroxidase （POD） and superoxide dismutase （SOD） activities of Carthamus tinctorius L. seedlings were determined after each treatment. [Result] With the increase of Na2CO3 concentration in mixed solution， the plant height， root length， plant weight and root weight of Carthamus tinctorius L. seedlings showed a downward trend， among which the root weight was inhibited significantly.The POD activities were obviously affected by Na2CO3，while the SOD activities were affected by NaHCO3 significantly. [Conclusion] The results provided theoretical support for further investigation of the physiological mechanism of alkali stress on the growth of Carthamus tinctorius L. seedlings.

Key words Alkali stress； Carthamus tinctorius L. seedlings； Growth and development

紅花（Carthamus tinctorius L.），又稱草紅花、刺紅花，是菊科紅花屬的雙子葉植物 [1]。紅花入藥歷史悠久，可用于降壓、抵抗炎癥、擴(kuò)張血管，對血管的組織細(xì)胞具有很好的保護(hù)作用[3]，還具有提高免疫力，抗腫瘤和預(yù)防疾病的作用[4]。中亞地區(qū)為紅花原產(chǎn)地，上世紀(jì)80年代，我國開始對紅花進(jìn)行人工種植。紅花生長對環(huán)境要求低，對旱、寒、鹽堿都具有較強(qiáng)抗性，此外其對土壤中有機(jī)物含量及營養(yǎng)物質(zhì)的要求也不是特別高[4]。

土壤中的CO32-、HCO3-含量過多是土壤堿化的主要原因，然而碳酸鹽的增加更是加劇土壤堿化的決定性因素。植物通過根系吸收養(yǎng)分和水分，土地的堿化加大了土壤滲透壓，阻礙了植物水分和必要營養(yǎng)物質(zhì)的吸收，導(dǎo)致植物萎蔫甚至死亡[5]。該次試驗(yàn)首次研究了不同濃度的Na2CO3、NaHCO3配比的堿性脅迫液對紅花幼苗生長的影響，初步總結(jié)了其生長發(fā)育的耐堿特性，以期為深入探究堿脅迫對紅花幼苗生長影響的生理機(jī)制提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1 材料

供試植物：紅花種子，由北京市農(nóng)林科學(xué)院蔬菜種子測試中心提供。

供試土壤：腐殖土，由牡丹江師范學(xué)院北山種植園提供。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

選取長勢良好且相近的紅花幼苗進(jìn)行試驗(yàn)，設(shè)置處理1（100 mmol/L Na2CO3）、處理2（75 mmol/L Na2CO3，25 mmol/L NaHCO3）、處理3（50 mmol/L Na2CO3，

50 mmol/L NaHCO3）、處理4（25 mmol/L Na2CO3，75 mmol/L NaHCO3）、處理5（0 mmol/L Na2CO3，100 mmol/L NaHCO3）5個(gè)脅迫處理，以蒸餾水作為空白對照（CK），每處理4次重復(fù)。將處理后的幼苗放在同一個(gè)植物光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng)30 d，培養(yǎng)過程中分別添加相應(yīng)的脅迫溶液，并每周添加1次1/4 MS營養(yǎng)液，以保證水分及營養(yǎng)的充足。

1.3 測定方法

株高、根長：直尺測量法；植株、鮮重：電子天平稱量法；過氧化物酶（Peroxidase，POD）活性：愈創(chuàng)木酚法；超氧化物歧化酶（Superoxide Dismutase，SOD）活性：氮藍(lán)四唑NBT光還原法[6]。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel 2007和SPSS 18.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 Na2CO3、NaHCO3脅迫對紅花幼苗生長的影響

從表1可以看出，紅花幼苗經(jīng)過不同濃度的Na2CO3、NaHCO3混合脅迫溶液處理之后，其紅花幼苗的生長均受到不同程度的抑制影響。處理1、5脅迫下的株高僅為CK的1/2，株重為CK的1/3，根長為CK的1/5，根重為CK的2/5和1/6，差異顯著，但二者間差異不顯著；處理2、3的株高和株重與CK差異不顯著，根長、根重與CK差異顯著，同時(shí)顯著高于其他處理。整體來看，100 mmol/L Na2CO3和NaHCO3的高濃度處理對紅花幼苗的抑制生長影響均顯著高于其他處理。混合處理中隨著Na2CO3的濃度升高抑制作用增強(qiáng)，說明Na2CO3和NaHCO3混合處理時(shí)，Na2CO3占主導(dǎo)作用。

2.2 Na2CO3、NaHCO3脅迫對紅花幼苗POD、SOD活性的影響

由圖1所示，處理2 POD活性較CK無明顯差異，但顯著低于其他處理。處理1、3、4之間沒有顯著差異，處理5的POD活性最高，為CK的近4.5倍。POD是用于保護(hù)膜的完整性，清除活性氧的一種防御系統(tǒng)酶[7]。POD活性的增加說明植株受害嚴(yán)重，單一Na2CO3脅迫下的植物保護(hù)膜受到嚴(yán)重影響，相對于單一NaHCO3脅迫，影響更大。

從圖2可以看出，CK的SOD活性顯著低于其他處理。隨著Na2CO3濃度的增加，紅花幼苗的SOD活性增長明顯，其中單一100 mmol/L Na2CO3脅迫下的SOD活性是CK的近1倍，但顯著低于單一100 mmol/L NaHCO3脅迫下的SOD活性。說明紅花幼苗的SOD活性受高濃度NaHCO3的影響較大。

3 結(jié)論與討論

試驗(yàn)結(jié)果表明：在紅花幼苗生長方面，高濃度單一的Na2CO3與NaHCO3對其株高、株重、根長和根重均有一定抑制影響，其中Na2CO3的影響較為顯著，占主導(dǎo)地位；另外，混合鹽處理下的紅花幼苗根長和根重明顯較株高、株重受害嚴(yán)重，說明堿性土壤主要作用于植物根部，嚴(yán)重的影響著植物的根系長度、質(zhì)量及植物中干物質(zhì)的積累量。植物通過根系的吸水作用獲取自身所需要的水分和營養(yǎng)物質(zhì)，但土地的堿化使得地下水的pH增加，破壞了植物的葉綠體，葉片的氣孔也受到一定的影響，導(dǎo)致植物的光合作用和蒸騰作用均受到不同程度的影響。堿性環(huán)境下紅花幼苗的POD、SOD活性明顯增加，高濃度單一的Na2CO3與NaHCO3對幼苗的POD、SOD活性作用顯著，紅花幼苗中POD酶活性受Na2CO3作用明顯，而SOD酶活性受NaHCO3作用顯著。

參考文獻(xiàn)

[1] 中國植物[M].北京：科學(xué)出版社，1983，78（1）：186.

[2] 顏世銘，吳敬炳，徐德?lián)P.微量元素導(dǎo)論[M].上海：同濟(jì)大學(xué)出版社， 1992： 309.

[3] 易善勇，官麗莉，楊晶，等.紅花藥理作用及其開發(fā)與應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 北方園藝，2015（5）：191-195.

[4] S K.A study on the determination of suitable sowing date of safflower （Carthamus tinctorius L） in Diyarbaki ecological conditions [J]. Anadolu，2002，12（1）：37-50.

[5] 陳鑫，李然紅，劉丹，等. Na2CO3脅迫對狗棗獼猴桃幼苗生長發(fā)育的影響[J]. 黑龍江科技信息，2015，05：118-119.

[6] 王學(xué)奎.植物生理生化試驗(yàn)原理和技術(shù)[M].北京：高等教育出版社，2006.

[7] 劉丹，陳鑫，李然紅，等. NaCl脅迫對軟棗獼猴桃幼苗生長發(fā)育的影響[J].北方園藝，2017（7）：35-39.

責(zé)任編輯：劉赟