鹽脅迫對華山松幼苗生長的影響

李明梅　沈加菊

摘 要：【目的】分析華山松種子萌發及幼苗生長對不同濃度鹽脅迫的適應性。【方法】設置6個NaCl水平（0、20、40、60、80、100mmol/L），研究不同濃度NaCl對華山松種子萌發、幼苗生長、葉綠素含量、滲透調節物質含量、保護酶活性的影響。【結果】低鹽脅迫對華山松種子發芽率、幼苗生長發育無明顯影響，可提高幼苗葉綠素含量、滲透調節物質含量及保護酶活性，從而提高植物的抗鹽脅迫能力。【結論】最適宜華山松種子萌發及幼苗生長的鹽濃度為0-40mmol/L。

關鍵詞：鹽脅迫；華山松；萌發；生長；影響

華山松又名白松、五須松，為松科松屬植物，主要分布于山西、陜西、四川、云南、甘肅等地[1]。華山松根系發達、材質優良、樹干通直、冠形優美，是營造防護林、用材林的速生優良樹種；因其果材兼用，也是部分山區重要的用材和經濟樹種[2-3]。華山松人工林的良好培育對南方種源區經濟和社會發展意義重大[4]。

鹽堿土在世界100多個國家和地區都有分布。在我國，鹽堿土主要分布于東北、西北、華北以及沿海地區，鹽堿土面積已達到耕地面積的10%左右[5]。土壤鹽堿含量高會嚴重傷害植物并破壞土壤結構。在土壤當中，NaCl等中性鹽是主要的致害鹽分，中性鹽含量過高會導致土壤溶液滲透勢的降低，造成植物吸水困難，從而形成生理干旱[6]；而高濃度的NaCl可置換出細胞膜上所結合Ca2+，導致細胞膜結構遭到破壞；而植物內部積累過多的鹽分還可能出現生理紊亂，蛋白質合成速率的降低，使得已有蛋白質快速分解，同時破壞植物體內葉綠素，造成呼吸速率的降低，導致植物缺乏營養[7]。

近年來，大量學者研究了鹽脅迫對植株生長的影響。崔高峰[8]以1年生櫸樹幼苗為研究對象，通過澆灌不同濃度的NaCl，探究鹽脅迫對櫸樹幼苗生理特性的影響，發現低濃度的鹽脅迫可促進櫸樹幼苗生長發育，提高光合色素、滲透條件物質含量，提高抗氧化酶活性，從而提升抗鹽脅迫能力；而高濃度的鹽脅迫會降低櫸樹幼苗光合色素含量，導致抗氧化酶活性的降低，櫸樹幼苗生長較為適宜的鹽濃度為0.6%（沒有高濃度的鹽脅迫對櫸樹幼苗生理特性的影響表現）。付茵茵等[9]以5個國槐無性系盆栽2年生植株為試驗對象，研究不同濃度NaCl脅迫對其生長及生理生化指標的影響，發現鹽脅迫降低了國槐苗木苗高、地徑和生物量，提高了抗氧化酶活性和滲透調節物質含量。曹麗娜等[10]以2年生多花梾木實生苗為試材，比較不同濃度鹽溶液脅迫下花梾木幼苗葉片色差、熒光參數及抗氧化酶指標的變化，發現低濃度（＜0.2%）下多花梾木具有一定的耐鹽性，鹽（NaCl）濃度達0.3%時葉片受抑制明顯，高濃度（0.4%-0.5%）下可能會有次生代謝，提高抗氧化酶活性，從而減少對植株傷害。張麗翠[11]在盆栽試驗條件下，研究了不同鹽濃度對北京檜柏幼苗生長和生理特性的影響，發現0.2%濃度的鹽處理不會對株高產生顯著影響，0.4%、0.6%鹽處理顯著降低了株高，0.2%濃度的鹽處理不會使北京檜柏MDA含量、SOD、POD、CAT活性顯著升高，0.4%、0.6%鹽處理會顯著提高MDA含量和3種抗氧化酶活性；總體來看，0.2%濃度的鹽脅迫不會對北京檜柏株高和生理特性產生顯著影響。目前，鹽脅迫對華山松生長和生理特性的影響研究較少，基于此，分析鹽脅迫對華山松幼苗生長和逆境生理的影響規律，希望能為華山松栽培養護提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗用華山松種子采自當地，經自然干燥后避光保存。

1.2 試驗設計

1.2.1 鹽脅迫對華山松種子萌發的影響

試驗采取培養皿發芽法，將雙層濾紙置于培養皿內，接著挑選顆粒飽滿、大小一致的華山松種子，采用75%乙醇溶液消毒5min后用清水沖洗干凈，在每個培養皿內均勻擺放50粒華山松種子，配制濃度為0、20、40、60、80、100mmol/L的NaCl溶液，分別加入培養皿內，各處理分別重復3次，共18個培養皿。將所有培養皿置于人工氣候箱內，每日對華山松種子發芽情況進行統計，待種子露出胚根或者胚芽后，記錄種子胚根及胚芽長度，連續觀察21日，測定種子發芽率、發芽勢、發芽指數及活力指數三個指標[12-14]。

發芽率（%）=最終發芽種子數/供試種子數×100%

發芽勢（%）=前3d發芽種子數/供試種子數×100%

發芽指數=Σ（t天種子發芽數/對應發芽日）活力指數=發芽指數×鮮重

1.2.2 鹽脅迫對華山松幼苗生長及光合特性的影響

采取盆栽試驗，2020年5月1日，對華山松種子進行穴盤播種育苗，6月移栽至塑料栽植盆內（每盆栽植1株華山松幼苗，盆長35cm、寬30cm、高35cm），每盆內裝入20kg干土。將栽植盆均勻擺放于試驗苗圃內，采取正常養護措施。2020年7月15日，選擇健康狀況良好、生長勢基本一致的華山松幼苗進行鹽脅迫試驗。本試驗共設置5個鹽脅迫處理，NaCl溶液濃度分別為0、20、40、60、80、100mmol/L，每個處理50盆華山松，共300盆苗木。分別于7月15日、8月15日、9月15日分3次將配制好的NaCl溶液澆入栽植盆內，每次每盆澆入量均為1L，0mmol/L處理澆入等量的蒸餾水。在澆水后，若栽植盆下托盤內有液體流水，將其全部倒入栽植盆內。在整個試驗過程中避免出現旱澇災害和病蟲危害。

于10月10日取樣，每個處理取樣數為5株苗木，分別測量華山松幼苗生長指標及生理特性指標。

（1）生長指標

生長指標主要為生長量（苗高、地徑）和生物量（根、莖、葉），并計算根冠比。

根冠比=根部干重/地上部干重

（2）生理特性指標

采用浸提法[ 1 5 ]測量葉綠素含量，巴比妥酸顯色法[16]測量丙二醛含量，NBT還原法[16]測量超氧化物歧化酶（SOD）活性，愈創木酚法[16]測量過氧化物酶（POD）活性，紫外吸收法[16]測量過氧化氫酶（CAT）活性，蒽酮比色法[17]測量可溶性糖含量，磺基水楊酸法[17]測量游離脯氨酸含量。

1.3 數據分析

使用Excel 2003和SPSS 23.0軟件進行數據統計與分析。

2 結果與分析

2.1 鹽脅迫對華山松種子萌發特性的影響

不同濃度NaCl脅迫對華山松種子萌發的影響，見表1。

由表1可知，隨著NaCl濃度的增加，華山松種子發芽率、發芽勢、發芽指數、活力指數四個指標均呈現出逐漸下降的趨勢。具體而言，種子發芽率在64.32%-85.78%之間，其中，NaCl濃度為0、20、40mmol/L時種子發芽率差異不顯著；NaCl濃度為20、40、60、80mmol/L時種子發芽率差異不顯著；NaCl濃度為80、100mmol/L時種子發芽率差異不顯著。從發芽勢情況來看，最大值為59.78%（NaCl濃度為0mmol/L）、最小值為12.63%（NaCl濃度為100mmol/L），其中，NaCl濃度為20、40mmol/L處理與0mmol/L處理差異不顯著，NaCl濃度為80mmol/L處理與100mmol/L處理差異不顯著；不同處理華山松種子發芽指數在33.76-51.96之間，NaCl濃度為0、20、40、60mmol/L時華山松幼苗發芽指數差異不顯著，NaCl濃度為20、40、60、80mmol/L時華山松幼苗發芽指數差異不顯著；從華山松種子活力指數情況來看，最高值為6.19（NaCl濃度為0mmol/L）、最小值為0.74（NaCl濃度為100mmol/L），NaCl濃度為20、40mmol/L處理與0mmol/L處理差異不顯著，NaCl濃度為20、40處理與60mmol/L處理差異不顯著。

2.2 鹽脅迫對華山松幼苗生長的影響

不同濃度鹽脅迫對華山松幼苗生長的影響，見表2。

由表2可知，不同處理華山松幼苗苗高、地徑、生物量、根冠比均存在顯著差異。隨著NaCl濃度的升高，華山松幼苗苗高呈逐漸降低趨勢，由0mmol/L的9.36cm逐漸降低至100mmol/L的7.50cm。其中，NaCl濃度為0、20、40、60、80mmol/L時，華山松幼苗苗高差異不顯著；NaCl濃度為20、40、60、80、100mmol/L時，華山松幼苗苗高差異不顯著；NaCl濃度為0、20、40mmol/L時，三個處理華山松幼苗地徑差異不顯著，在2.27-2.73mm之間，明顯高于其余三個處理；不同處理華山松幼苗根生物量以NaCl濃度為0mmol/L時地徑最高，達到了0.79g，NaCl濃度為0、20mmol/L時，兩個處理華山松幼苗根生物量明顯高于NaCl濃度為80、100mmol/L的兩個處理；不同處理華山松幼苗莖生物量由高到低排序依次為NaCl濃度為0、20、40、60、80和100mol/處理，其中，前三者差異不顯著；從葉生物量情況來看，最大值為0.132g，最小值為0.045g，NaCl濃度為0、20、40mmol/L時，華山松幼苗葉生物量差異不顯著，NaCl濃度為40和60mmol/L時，華山松幼苗葉生物量差異不顯著；從根冠比情況來看，隨著NaCl濃度的升高，華山松幼苗根冠比呈現出逐漸升高的趨勢，由0.37（NaCl濃度為0mmol/L）逐漸升高至0.98（NaCl濃度為100mmol/L），其中，NaCl濃度為0、20、40mmol/L時，三個處理的華山松幼苗根冠比差異不顯著，NaCl濃度為40、60、80mmol/L時，三個處理的華山松幼苗根冠比差異不顯著。

2.3 鹽脅迫對華山松幼苗葉綠素含量的影響

不同濃度鹽脅迫對華山松幼苗葉綠素含量的影響，見表3。

由表3可知，隨著NaCl濃度的升高，不同處理華山松幼苗葉綠素a、葉綠素b、類胡蘿卜素、總葉綠素含量四個指標均呈現出先升高、后降低的趨勢。其中，華山松幼苗葉綠素a含量在0.57 -1.26mg/g之間，NaCl濃度為20mmol/L時葉綠素a含量最高，NaCl濃度為100mmol/L時葉綠素a含量最低，其余處理居中；不同處理華山松幼苗葉綠素b含量最高為0.64mg/g（NaCl濃度為20mg/g）、最低為0.42mg/g（NaCl濃度為100mg/g），其中，NaCl濃度為0、60、80、100mmol/L處理葉綠素b含量差異不顯著；不同處理華山松幼苗類胡蘿卜素含量在0.21 -0.30mg/g之間，在NaCl濃度為20mmol/L時最高，NaCl濃度為100mmol/L時最低，NaCl濃度為0mmol/L時類胡蘿卜素含量與NaCl濃度為20mmol/L時差異不顯著，NaCl濃度為60、80、100mmol/L時，三個處理類胡蘿卜素含量差異不顯著；通過計算華山松幼苗總葉綠素含量，可以看出其由高到低排序依次為NaCl濃度為20、0、40、60、80、100mmol/L處理，其中，NaCl濃度為60、80mmol/L時，兩個處理的華山松幼苗總葉綠素含量差異不顯著；從葉綠素a/b情況來看，NaCl濃度為0、20、40mmol/L處理間的差異不顯著，明顯高于NaCl濃度為60、80、1000mmol/L處理。

2.4 鹽脅迫對華山松幼苗滲透調節物質含量的影響

不同濃度鹽脅迫對華山松幼苗滲透調節物質含量的影響，見表4。

由表4可知，不同處理華山松幼苗可溶性糖、丙二醛、游離脯氨酸含量存在顯著差異。其中，NaCl濃度為20、40、60mmol/L時，華山松幼苗可溶性糖含量差異不顯著，在71.33-89.87mg/g之間，明顯高于其余三個處理；從丙二醛含量情況來看，NaCl濃度為60mmol/L時最高（與NaCl濃度為0、20、40mmol/L之間的差異不顯著），NaCl濃度100mmol/L時最低；不同處理華山松幼苗游離脯氨酸含量由高到低排序依次為NaCl濃度為40、60、20、80、0、100mmol/L處理。

2.5 鹽脅迫對華山松幼苗保護酶活性的影響

不同濃度鹽脅迫對華山松幼苗保護酶活性的影響，見表5。

由表5可知，不同處理華山松幼苗SOD活性、POD活性、CAT活性差異顯著。具體而言，華山松幼苗SOD活性在NaCl濃度為20mmol/L時最高（與NaCl濃度為40、60mmol/L時的差異不顯著），在NaCl濃度為0mmol/L時最低（與NaCl濃度為100mmol/L時的差異不顯著）；不同處理華山松幼苗POD活性由高到低排序依次為NaCl濃度為20、40、60、80、100、0mmol/L處理，其中，NaCl濃度為40、60mmol/L時，華山松幼苗的POD活性差異不顯著，NaCl濃度為80、100、0mmol/L時，華山松幼苗POD活性差異不顯著；不同處理華山松幼苗CAT活性在227.61 -333.13U/g·min之間，NaCl濃度為20mmol/L時最高，NaCl濃度為0mmol/L時最低。

3 討論與結論

發芽率、發芽勢、發芽指數、活力指數是衡量種子生活力和發芽能力的重要指標[18]。本研究發現，NaCl濃度為20、40mmol/L時，華山松種子發芽率、發芽勢、發芽指數、活力指數與NaCl濃度為0mmol/L之間的差異不顯著，這表明低濃度的鹽脅迫對華山松種子發芽能力無明顯影響；在NaCl濃度達到60mmol/L時，華山松種子發芽率開始降低，這表明高濃度的鹽脅迫會抑制華山松種子的發芽能力。

本研究發現，隨著鹽濃度的升高，華山松幼苗株高、莖粗、生物量整體呈下降趨勢，在NaCl濃度超過60mmol/L時，華山松幼苗株高、莖粗、生物量明顯降低。而華山松幼苗根冠比隨著鹽濃度的升高呈增長趨勢，這主要是由于鹽脅迫過程中葉片鹽害程度要高于根系，導致葉片受離子毒害程度更高[19]。

葉綠素是光合作用的光能捕獲物質基礎，其含量高低決定著植物光合作用的強弱[20]。本研究發現，20mmol/L鹽脅迫會導致華山松幼苗葉片葉綠素含量的升高，隨著鹽濃度的繼續增加，葉綠素含量開始降低，這與楊淑萍等[21]的研究結果一致，這可能是與輕度鹽脅迫下植物含水量有所降低有關。

隨著鹽濃度的升高，華山松幼苗滲透調節物質含量、保護酶活性均呈現出先升高、后降低的趨勢。這主要是由于低濃度的鹽脅迫可促進根系對水分的吸收，將更多光合作用產物運輸至植物根系，使根系得到更好的生長，有助于更多滲透調節物質的合成，以維持根系吸收礦質元素及水分；在鹽濃度過高時，大量鹽分聚集于植物根系周邊，這會影響植物根系的生長和代謝，最終影響植株死傷部分的生長發育[22]。

綜上所述，低鹽脅迫對華山松種子發芽率、幼苗生長發育無明顯影響，可提高幼苗葉綠素含量、滲透調節物質含量及保護酶活性，從而提高植物的抗鹽脅迫能力。最適宜華山松種子萌發及幼苗生長的鹽濃度為0-40mmol/L。

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