鹽脅迫對平歐雜種榛幼苗生長及光合生理的影響

高海哲，賈志國，張 麗

（河北北方學院,河北 張家口 075000）

平歐雜種榛是我國重點推廣的栽培種，其生態適應性強，具有抗寒、抗旱、耐鹽堿、耐瘠薄等特性。結合我國土壤鹽堿面積較大［1］的現狀，栽種平歐雜種榛具有一定的生態與經濟效應。

本研究以平歐雜種榛優良品種達維為試材［2］，通過設置不同的NaCl濃度梯度，分析其幼苗在不同濃度鹽脅迫生長過程中各項生長指標、總生物量、葉綠素含量、光合作用能力以及呼吸強度的變化趨勢，探究達維水培幼苗在加鹽處理條件下，其幼苗生長與光合生理指標的變化規律，對推進其產業栽培發展及鹽堿地的利用具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與試驗設計

本試驗在河北北方學院南校區溫室中進行，以平歐雜種榛達維水培幼苗為試材。首先將組培室培養的達維幼苗栽種到育苗杯中，培養液濃度參考張麗［3］的研究方法，然后等幼苗在營養液中正常生長30 d左右后，選取大小一致、粗細均勻約25 cm的小苗，進行水培試驗。本試驗設置了4個NaCl脅迫濃度（30、60、90、120 mmol/L)和1個空白對照(CK)，共5個處理，每個處理18株，6株為1組，3次重復。

1.2 測定項目與方法

1.2.1 根系長度的測定 鹽脅迫35 d后，用直尺測定每株達維幼苗5條相對較長的根，鹽脅迫前后各測定1次，計算根系相對生長量，在鹽脅迫后測定各處理達維幼苗的最長根長和總根長（5條根長度之和）。

1.2.2 苗木生物量的測定 鹽脅迫40 d后，各處理分別取葉、莖、根稱取其鮮重，然后在恒溫箱中烘至恒重，再稱取其干重，進而得到葉、莖、根的含水量，從而計算生物量，3次重復。

1.2.3 葉綠素含量的測定 在不同濃度鹽脅迫處理35 d 后，測定每組葉片的葉綠素含量。參考張憲政［4］的“丙酮乙醇混合法”進行測定，將丙酮乙醇混合液調零后，分別在663、645 nm波長下比色，記錄其OD值。首先計算色素提取液的濃度：葉綠素a=12.70OD663-2.59OD645，葉綠素b= 22.90OD645-4.67OD663，總葉綠素=Ca+Cb=20.30OD645+8.04OD663，再根據公式計算出各處理的葉綠素含量，每個處理重復測定3 次，計算公式為：

式中：Chl表示葉綠素含量(mg/g)；C表示葉綠素濃度(mg/L)；V表示提取液總體積(mL)；W表示葉片鮮重(g)。

1.2.4 光合指標的測定 鹽脅迫30 d后，使用Li-Cor6400便攜式光合儀在天氣晴朗的條件下測定光合指標。測定方法參考高俊鳳［5］的研究方法。

1.2.5 呼吸速率的測定 將鹽脅迫處理10 d的水培苗取出，測定其呼吸速率。測定方法參考張麗［3］的研究方法。

1.2.6 數據處理 利用Excel與 SPSS 17.0軟件進行數據統計分析和繪制圖表。

2 結果與分析

2.1 不同濃度鹽脅迫對達維幼苗根系生長的影響

通過測量不同濃度鹽脅迫下根系的生長指標，可反映鹽脅迫對達維幼苗生長的影響。由表1可知，隨著NaCl脅迫濃度的增高，總根長與相對增長量均顯著降低。當空白對照的總根長為118.60 cm時，其他4個NaCl脅迫濃度的總根長分別為101.97、92.17、88.97、86.47 cm，分別降為空白對照的85.98%、77.72%、75.02%、72.91%，且當NaCl脅迫濃度為90 mmol/L時，表現為極顯著降低，當NaCl脅迫濃度為120 mmol/L時，降為最低。相對增長量在NaCl脅迫濃度為120 mmol/L時，表現為極顯著降低，僅為空白對照的30.29%。本試驗表明，不同濃度水培加鹽處理對達維幼苗根系生長并無促進作用，相反，對根系生長起到了抑制作用。

表1 不同濃度鹽脅迫下達維根長指標的分析 cm

2.2 不同濃度鹽脅迫對達維幼苗各器官生物量的影響

在不同濃度鹽脅迫處理下，達維水培幼苗葉、莖、根的干重、鮮重以及總生物量整體均呈下降趨勢。由表2可知，隨著NaCl脅迫濃度的增高，葉片的干重與鮮重下降趨勢最為明顯，當NaCl脅迫濃度為30 mmol/L 時，葉片鮮重與空白對照達到顯著水平；當 NaCl脅迫濃度為120 mmol/L時，葉片鮮重僅為空白對照的3.06%；當 NaCl脅迫濃度為90 mmol/L時，葉片干重與空白對照達到顯著水平,且在NaCl脅迫濃度為120 mmol/L時，葉片干重僅為空白對照的5.03%。葉片的干重與鮮重下降趨勢明顯的主要原因是隨著鹽濃度的增高，葉片失水萎蔫造成的，此外，葉片脫落嚴重也會造成葉片干、鮮重明顯降低。莖的鮮重與干重下降趨勢在NaCl脅迫濃度為120 mmol/L時與空白對照達到顯著水平,且鮮重與干重分別為空白對照的83.19%與79.12%。與空白對照相比，隨著NaCl脅迫濃度的升高，根的鮮重與干重呈明顯降低的趨勢，且根的鮮重與干重在120 mmol/L時分別降為31.51和6.65g。在不同鹽脅迫處理下，達維水培幼苗總生物量明顯降低，且在120 mmol/L時降為對照的44.98%。

表2 不同濃度鹽脅迫下達維幼苗各器官及總生物量的分析 g

2.3 不同濃度鹽脅迫對達維幼苗葉綠素含量的影響

由圖1可知，隨著NaCl脅迫濃度的增加，葉綠素a、葉綠素b及總葉綠素的變化趨勢基本一致。當NaCl脅迫濃度為90 mmol/L時,3個葉綠素指標均顯著增加，當NaCl脅迫濃度為120 mmol/L時，3個葉綠素指標均略有下降，但仍高于空白對照。在試驗過程中發現，隨著NaCl脅迫濃度的增加，達維幼苗生長受到了抑制，出現了過早封頂的現象。與空白處理繼續生長出嫩綠的葉片相比，受鹽脅迫過早封頂幼苗生長出的葉片是深綠色的，故推測過早封頂是受鹽脅迫幼苗葉片葉綠素含量增加的主要原因。

圖1 不同濃度鹽脅迫下達維幼苗葉片葉綠素含量的變化趨勢

2.4 不同濃度鹽脅迫對達維幼苗光合指標的影響

由表3可知，隨著NaCl脅迫濃度的增加，達維幼苗光合能力受到抑制。且隨著鹽濃度的增加，達維幼苗的光合速率、氣孔導度、蒸騰速率、氣孔限制值、水分利用效率等指標整體上均呈降低的趨勢，而胞間二氧化碳濃度則呈明顯增加的趨勢。光合速率在不同鹽濃度處理下，與空白對照相比，均達到極顯著水平，且隨著NaCl脅迫濃度的增加，光合速率呈極顯著降低的趨勢，當NaCl脅迫濃度為120 mmol/L時，光合速率降為空白對照的21.47%。在不同NaCl脅迫濃度處理下，氣孔導度隨著鹽濃度的增高而逐漸降低，且當NaCl脅迫濃度為120 mmol/L 時，氣孔導度降為空白對照的42.53%。水分利用效率與氣孔限制值均隨著NaCl脅迫濃度的升高而顯著降低，且當NaCl脅迫濃度為120 mmol/L時，分別降為0.7692 μmol/mmol和0.1688。蒸騰速率在NaCl脅迫濃度為120 mmol/L時極顯著降低,而胞間二氧化碳濃度在鹽濃度120 mmol/L時極顯著增加。當NaCl脅迫濃度為120 mmol/L時，光合速率、氣孔導度、蒸騰速率、氣孔限制值、水分利用效率分別降為空白對照的21.47%、42.53%、52.42%、48.12%、36.40%；胞間二氧化碳濃度為空白對照的127.26%。故此可推斷出光合能力顯著降低是由非氣孔限制因素引起的。

表3 不同濃度鹽脅迫下達維幼苗光合指標的分析

2.5 不同濃度鹽脅迫對達維幼苗呼吸強度的影響

由圖2可知，達維幼苗的呼吸強度隨NaCl脅迫濃度的升高而顯著降低。當NaCl脅迫濃度為60 mmol/L時，達維幼苗的呼吸強度與空白對照相比顯著降低了81.25%；當NaCl脅迫濃度為120 mmol/L時，達維幼苗的呼吸強度與空白對照相比極顯著降低了60.84%。故此可推斷出高濃度的鹽脅迫使達維幼苗的線粒體受到了破壞，從而導致幼苗失去了修復能力。

圖2 不同濃度鹽脅迫下達維幼苗呼吸強度的變化

3 結論與討論

本試驗通過設置4個NaCl脅迫濃度（30、60、90、120 mmol/L)和1個空白對照(CK)，對達維水培幼苗進行了鹽脅迫處理。結果表明，隨著NaCl脅迫濃度的增加，達維幼苗的生長指標、總生物量、光合作用能力、呼吸作用強度整體均呈降低的趨勢，而葉綠素含量整體上呈增加的趨勢。

王學琴等［6-10］通過對達維幼苗的根長、總生物量等指標的測定發現，鹽脅迫會造成植物發育受抑，造成此現象的原因與植株自身的滲透調節密不可分；楊少輝等［11］研究認為，NaCl中的Na+對植物鹽脅迫的危害最大,隨著NaCl鹽濃度的增高，其對植物自身滲透調節造成的破壞程度愈深，植物的生長受抑越明顯。同時Na+的濃度愈高，對植物葉片的尖端和葉緣越容易造成灼傷，會引起植株對鈣吸收量的減少，從而導致植物的生長發育遲緩。

李時雨等［12-13］研究認為，葉綠素含量隨著NaCl脅迫濃度的增加顯著減少，但在高鹽濃度時出現了短暫上升的現象。張麗［3］在試驗進行過程中觀測到達維幼苗在高鹽濃度下出現了過早封頂的現象，與本研究結果一致，本試驗中也觀測到植株葉片是深綠色的，故推測葉綠素含量短暫升高是植株過早封頂造成的。但章建紅等［14］研究證實，隨著NaCl脅迫濃度的升高，植株葉綠體的類囊體會受到破壞,故在高鹽濃度脅迫下，植株的葉綠素含量會逐漸降低。

劉美岑等［15-18］研究認為，隨著鹽濃度的增加，氣孔限制值降低，胞間二氧化碳濃度增加，與本研究結果一致，故可推斷本試驗鹽脅迫通過非氣孔限制來阻礙耐鹽植物的光合作用。隨著鹽濃度的增加，葉綠體超微結構遭到破壞，尤其是類囊體遭到破壞，直接導致光反應過程減弱，光合效率下降，該因素會導致細胞間二氧化碳濃度升高。

程然然等［19-20］研究認為，隨著NaCl脅迫濃度的增加，達維幼苗的呼吸強度顯著降低。與本研究結論一致，故推測出高鹽濃度會使達維幼苗的線粒體遭到破壞，所以呼吸強度顯著降低。

綜合上述分析可知，水培幼苗對 NaCl 脅迫較為敏感，呼吸作用與光合作用會顯著受到抑制，所以幼苗的生長也會隨著NaCl脅迫濃度的增高，而導致發育緩慢。因此水培平歐雜種榛達維幼苗只能維持幼苗基本的生長條件，營養液添加鹽的濃度要適量，若濃度過高則會影響植株的生長發育。通過本試驗展現出水培平歐雜種榛達維幼苗生長與生理指標的變化規律，關于水培平歐雜種榛達維幼苗的生長方式仍需進一步研究探討。