鹽堿脅迫對大棚冰菜生長的影響

韓東辰

（臨汾職業技術學院，山西 臨汾 041000）

冰菜（Mesembryanthemum crystallinumL.），又名冰葉日中花，也稱冰草，是番杏科、日中花屬的一年生植物，原產于非洲，近年來被世界多地引進栽培。冰菜葉肉質，扁平，互生，卵形或長匙形，葉片表面布滿小冰晶，有發亮顆粒[1]，喜陽光，耐干旱及鹽堿[2]。冰菜口感清脆，風味獨特，含有多種氨基酸、黃酮類化合物以及鈣鉀鈉等元素，是一種高營養價值的蔬菜。對預防脂肪肝，緩解糖尿病有較好的效果。

大棚種植蔬菜時，一方面，棚內溫度較高，土壤水分散失較快，導致鹽分在地表積累[3]；另一方面，缺少雨水沖刷，導致鈉離子停留在耕層土壤中，加劇土壤鹽堿化[4]。再加上菜農為了追求高產，施肥過程往往輕基肥重追肥，輕有機肥重化肥，使得土壤鹽堿逐年加重[5]。土壤鹽堿化不僅破壞土壤結構、理化性質，造成土壤功能退化，還會導致植物滲透脅迫，阻礙植物對礦質養分的吸收，嚴重影響植物的生長發育[6，7]。鹽脅迫會導致植物細胞內自由基積累，并由此引發或加劇細胞的膜脂過氧化[8]，使得植物細胞內部的化學反應發生變化，直接影響正常的生長發育。冰菜雖然具有較好的耐鹽堿能力，但鹽堿濃度太高也會影響冰菜正常生長。因此，本試驗研究設計了不同鹽堿脅迫程度對冰菜生長和生理生化的影響，以期為冰菜抗逆栽培提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地點和材料

試驗于2021 年在山西省五臺縣某大棚內進行。試驗地屬于溫帶大陸性季風氣候，年降水量345～588 mm，年平均氣溫9.2 ℃，全年日照總時數2 700 h，無霜期180 d 左右。大棚土壤質地為褐土，土壤基礎肥力為有機質8.76 g/kg，速效氮45.26 mg/kg，速效磷23.56 g/kg，速效鉀121.54 g/kg。

1.2 試驗設計

試驗采用盆栽法，將大棚內土壤風干后過篩，裝入上直徑28.7 cm、下直徑24.6 cm、高19.3 cm的盆中，每盆裝土5 kg，澆透水放置2 d 后，將催芽后的冰菜種子種入盆中，幼苗長至4 片真葉后開始進行鹽堿處理。試驗設置6 個鹽堿濃度，分別為0 mmol/L（CK）、100 mmol/L（T1）、200 mmol/L（T2）、300 mmol/L（T3）、400 mmol/L（T4）、500 mmol/L（T5），鹽溶液以m（NaCl）∶m（NaHCO3）=1∶1 配制而成。處理從高濃度開始逐天加入鹽溶液，第5 天各處理達到預設濃度。期間每隔3 d 補充1 次鹽溶液，每個處理重復30次，處理40 d后進行各指標的測定。

1.3 測定指標和方法

1.3.1 冰菜形態特征的測定

處理結束后，每個處理選取5 株冰菜，測定冰菜株高、莖粗、葉長、葉寬，將整株取出，清洗干凈表面的雜質，測定鮮質量，隨后放入烘箱中在105℃下殺青30 min，在80℃下烘干至恒重，測定干質量。

1.3.2 光合參數的測定

每個處理選擇3 株冰菜，使用Li-6400 便攜式光合測定系統測定葉片的凈光合速率（Pn），氣孔導度（Cr）、蒸騰速率（Tr）和胞間二氧化碳濃度（Ci）光合參數。

1.3.3 抗氧化酶活性的測定

每個處理選擇3株冰菜，選取同一部位葉片，放入保溫盒中帶回實驗室，參考生理試驗方法測定SOD、POD、CAT活性。

1.4 數據分析

試驗數據用Excel 進行匯總和整理，用SPSS 進行方差分析和多重比較。

2 結果與分析

2.1 鹽堿脅迫對冰菜生長指標的影響

鹽堿脅迫下冰菜生長指標見表1。

表1 鹽堿脅迫下冰菜生長指標Tab.1 Growth index of Mesembryanthemum crystallinum under salt and alkali stress

由表1可知，鹽堿脅迫顯著影響冰菜的生長，隨著鹽堿濃度的增加，冰菜株高呈先升高后降低的趨勢，T1、T2處理和CK沒有顯著差異，其他處理均顯著低于CK。莖粗、葉長、葉寬、鮮質量和干質量均隨鹽堿濃度的增加呈逐漸降低的趨勢，T1處理的葉長、葉寬、鮮質量、干質量和CK 沒有顯著差異，其他處理均顯著低于CK。

2.2 鹽堿脅迫對冰菜光合參數的影響

鹽堿脅迫下冰菜光合參數見表2。

表2 鹽堿脅迫下冰菜光合參數Tab.2 Photosynthetic parameters of Mesembryanthemum crystallinum under salt and alkali stress

光合作用是植物進行生命活動和物質代謝最重要的過程。由表2 可知，鹽堿脅迫影響冰菜葉片的光合參數。凈光合速率隨著鹽堿濃度的增加呈先升高后降低的趨勢，表現為T5＜T4＜T3＜T2＜T1＜CK，T1處理和CK 沒有顯著差異，其他處理均顯著低于CK；氣孔導度變化特征和凈光合速率相似，除了T1處理外其他處理均顯著低于CK；胞間二氧化碳隨著鹽堿濃度的增加呈逐漸升高的趨勢；蒸騰速率T1處理和CK沒有顯著差異，其他處理均顯著低于CK。

2.3 鹽堿脅迫對冰菜光合參數的影響抗氧化酶活性的影響

鹽堿脅迫下冰菜抗氧化酶活性見表3。

表3 鹽堿脅迫下冰菜抗氧化酶活性Tab.3 Antioxidant enzyme activity of Mesembryanthemum crystallinum under salt and alkali stress

抗氧化酶對提高植物抗逆性具有重要的作用。由表3可知，鹽堿脅迫對冰菜抗氧化酶活性有顯著的影響。SOD 活性隨鹽堿脅迫濃度的增加呈先升高后降低的趨勢，在T3處理時達到最大值，T1處理和CK 沒有顯著差異，其他處理均顯著高于CK，T2、T3、T4、T5分別比CK高出34.80%、60.05%、39.57%、31.65%；POD 活性變化趨勢和SOD 相似，各處理均顯著高于CK，T1、T2、T3、T4、T5分別比CK高出38.06%、68.49%、122.91%、61.67%、26.29%，T2和T4處理間沒有顯著差異；CAT 活性變化趨勢和SOD相似，各處理均顯著高于CK，T1、T2、T3、T4、T5分別比CK 高出26.91%、84.71%、138.53%、66.97%、32.42%，T1和T5處理間沒有顯著差異。

3 討論

鹽堿脅迫是影響植物生長最主要的非橫五脅迫，研究表明，鹽堿脅迫影響植物的外部形態特征和內部生化反映。鹽堿脅迫下植物會在細胞中大量積累鹽離子，導致細胞內的離子濃度升高，從而導致植物出現滲透脅迫，影響正常的生理代謝，進而影響生長。本研究結果表明，鹽堿濃度為100 mmol/L時，冰菜株高、莖粗、葉長、葉寬、鮮質量、干質量以及凈光合速率、氣孔導度和蒸騰速率和對照沒有明顯差異，說明在低濃度鹽堿脅迫下對冰菜影響不大。隨著濃度繼續增加，長勢逐漸變差，光合參數下降，主要是由于土壤鹽分過高，對根系的抑制影響了養分和氣體的吸收與運輸，限制了葉片光合作用，進而阻礙了生物量的積累，抑制了冰菜的生長。

植物在受到鹽堿脅迫后，會產生大量的活性氧，在植物細胞內積累，這些物質的積累會破壞膜系統的透性，使細胞膜的透性降低，破壞氧化還原內穩態，此時植物通常會啟動保護機制，SOD、POD、APX、POX 等抗氧化酶在逆境脅迫中起著重要的作用，是清除自由基、維持作物正常代謝重要的部分。本研究結果表明，SOD、POD、CAT 活性隨著鹽堿濃度的增加呈先升高后降低的趨勢，在鹽堿濃度為300 mmol/L 時達到最大值，但隨著鹽堿濃度繼續增加，抗氧化酶活性降低，說明在一定范圍的鹽堿脅迫下，冰菜可通過啟動體內抗氧化基質來清除清除自由基，維持作物正常代謝，而濃度過高則會影響自我調節。

4 結論

綜上所述，冰菜生長指標和光合參數隨著鹽堿濃度的增加呈逐漸降低的趨勢，在鹽堿濃度為100 mmol/L 時和對照沒有顯著差異；抗氧化酶活性隨鹽堿濃度的增加呈先升高后降低的趨勢，在300 mmol/L 時達到最大值，說明鹽堿濃度超過300 mmol/L時，冰菜生長和生理生化反應受到嚴重抑制作用。