全 文 :北方园艺 2011(07):93 ~ 97 植物 ·园林花卉 ·
第一作者简介:任志彬(1985-),男 ,河南驻马店人,在读硕士,研究
方向为城市林业。E-mail:renzhibin1985@163.com。
责任作者:王志刚(1956-),男 ,河北高阳人, 教授, 博士生导师 ,现
主要从事城市林业 、森林保护的教学与研究工作。 E-mail:wzhg@
mail.hebau.edu.cn。
收稿日期:2011-01-11
盐胁迫对锦带花生长及光合特性的影响
任志 彬1 , 聂庆 娟1 , 王 志刚1 , 黄大庄1 , 项亚 飞2 , 冯 学全2
(1.河北农业大学林学院 ,河北保定 071001;2.河北雾灵山国家自然保护区管理局 ,河北承德 067300)
摘 要:以锦带花为试材 ,采用盆栽法 ,研究不同土壤含盐量对锦带花生长及光合特性的影
响。结果表明:随着盐含量的增加 ,锦带花的相对新梢生长量在盐含量为 0.1%时有所增加 ,当盐
含量≥0.2时才显著降低。盐害指数也随着盐含量的增加而逐渐增加 ,在盐含量≤0.2%时增加
不显著 ,当盐含量≥0.3%时才显著增加。随着盐含量的增加 ,锦带花的净光合速率、气孔导度 、蒸
腾速率在盐含量为0.1%时有所增加 ,当盐含量≥0.2%时才逐渐降低 ,胞间CO2 浓度变化趋势与
其相反 ,在盐含量为 0.1%时降低 ,随着盐含量的增加又逐渐增加。在盐含量≤0.3%,锦带花的
水分利用效率变化不明显 ,这说明锦带花可以通过降低蒸腾速率维持自身的水分利用效率 ,当盐
含量为 0.4%时 ,锦带花的水分利用效率显著降低。在光响应过程中 ,随着光强的增加 ,各盐含量
的净光合速率都逐渐增加 ,盐含量越大 ,其增加的幅度越小。此外盐胁迫增加了锦带花的光补偿
点 ,降低锦带花的光饱和点。
关键词:盐胁迫;锦带花;光合特性
中图分类号:S 681.9 文献标识码:A 文章编号:1001-0009(2011)07-0093-05
土壤盐渍化是一个世界性的资源问题和生态问题 ,
据联合国粮农组织和教科文组织的统计 ,全球有各种盐
渍地约 9.5亿 hm2 ,约占全球陆地面积的 10%。我国盐
碱地的总面积约3 000多万hm2 ,其中有 2 000多万 hm2
盐荒地等待开垦利用[ 1] 。在我国人口最密集 、经济最发
达的沿海地区分布着大面积的盐碱地 ,大部分的沿海城
市都面临着盐碱化的危害 ,大面积盐渍土和次生盐渍化
土壤 ,严重危害植物生长 ,限制农 、林业的生产和发展 ,
影响生态环境 ,这就给这些城市的园林绿化增加了难
度。此外随着城市人口的不断增长和生态环境的日益
恶化及城市可利用面积的缩小 ,迫切需要开发和利用大
面积的盐渍土 ,以改善人类的生存环境 ,使经济和环境
的发展走上可持续发展的轨道。
因此选择 、引种和培育新的耐盐植物 ,不仅绿化 、美
化城市环境还可以达到改良城市土壤、防止盐碱地进一
步扩大的目的。锦带花(Weigela f lorida (Bunge)A.
DC)为忍冬科锦带花属落叶灌木 ,花为淡红紫色或玫瑰
色 ,枝叶繁茂 ,5月开花 ,叶浓花艳 ,花期长达 2个月。和
夏、秋花混栽 ,三季花开不谢 ,效果更佳。锦带花适应性
强 ,可丛植于草坪、路旁及庭园 ,因其对氟化氢 、氯化氢
有一定的抗性 ,也可作工厂 、矿区的绿化 、美化植物。至
今关于锦带花的文献报道很少 ,且都集中在它的繁殖方
面 ,而对耐盐性的研究还未见报道 ,该研究正可填补这
一研究领域的空白。现以锦带花为研究对象 ,通过盆栽
控盐试验 ,对其盐胁迫下的生长及光合特性指标进行分
析 ,以期探讨锦带花的耐盐能力 ,为锦带花在盐碱化城
市的应用推广提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
选择当年生的锦带花扦插苗作为盆栽的试验材料 ,
插穗于2010年3月份采于河北省雾灵山 ,在河北农业大
学标本园内扦插繁殖。于 6月份选择大小一致生长良
好的苗木进行盆栽 ,7月份开始进行盐处理试验。
1.2 试验方法
该试验采用盆栽法 ,在河北农业大学标本园内进
行 ,选择的基质为园圃熟土(3份)和沙(1份),其混合干
重为 3 kg ,盆栽容器为泥盆 ,大小为上口径×小口径×
高为10 cm×15 cm×10 cm。采用随机区组试验 ,设6个
区组即 0%(CK)、0.1%(A)、0.2%(B)、0.3%(C)、0.4%
(D)、0.5%(E)(干土中所含NaCl的百分比),每个区组
设 6个重复。每晚用称重法使土壤含水量控制在田间
持水量的 75%~ 80%左右。泥盆下设有托盘 ,在每晚称
重补水后将托盘中渗漏的水返回到泥盆中以防止泥盆
中盐分的流失。
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·园林花卉·植物 北方园艺 2011(07):93~ 97
1.3 指标的测定
1.3.1 生长指标的测定 在盐胁迫30 d后进行如下生
长指标的测定。相对新梢生长:盐胁迫前和盐胁迫30 d
后用直尺分别测定新梢的长度 ,计算出植物的相对新梢
生长量 ,其计算公式为:相对新梢生长=盐胁迫后新梢
长度-盐胁迫后新梢长度。盐害指数:对全部植株进行
盐害调查 ,确定不同盐处理下锦带花的盐害指数。盐害
分级标准:0级:无盐胁迫危害症状;1级:有少部分叶尖 、
叶缘和叶脉变黄;2级:约有 1/2的叶尖 、叶缘焦枯;3级:
大部分叶片有叶尖、叶缘焦枯和落叶现象;4级:枝枯 、叶
落直至死亡。植株盐害指数的计算公式为[ 2] :盐害指数
(%)=∑(盐害级数×相应盐害级的植株数)/(总株
数×盐害最高级值)。
1.3.2 光合生理指标的测定 在盐处理后 15 d用 Li-
6400便携式光合仪对锦带花进行光合生理指标的测定。
相同条件下(同一光强 、温度 、CO2 浓度)的光合生理指
标的测定:在盐胁迫第 15天的上午 9:30采用 Li-6400
便携式光合测定系统进行光合速率(Pn)、气孔导度
(Gs)、胞间 CO2 浓度(Ci)和蒸腾速率(Tr)等光合生理指
标的测定。气孔限制值(Ls)=1-Ci/Ca ,水分利用效率
(WUE)=Pn/Tr ,测定时的光强约为 750μmol·m-2 ·
s
-1 ,CO2 浓度约为 300μmol/mol ,温度为 25℃左右。光
响应曲线:在盐处理后的 15 d的上午10:30采用定株定
叶的方法用 Li-6400便携式光合仪进行测定 ,用红蓝光
源设定如下光合有效辐射:2 000 、1 500 、1 000 、600 、300 、
200 、100、50、30 、10、0 μmol·m-2 · s-1 。测定不同盐含
量的锦带花的净光和速率对不同光强的响应。该研究
采用叶子飘的直角双曲线模型修正模型对光响应曲线
进行拟合[ 13] :Pn(I)=a×(1-β ×I)*I/(1+γ×I)-Rd。
其中 β称为修正系数 , a是光响应曲线的初始斜率 ,即在
点 I=0时的斜率 ,系数γ等于光响应曲线的初始斜率与
植物最大光合速率之比 ,即γ=a/Pmax 。
1.3 数据分析
采用 Excel与Spss统计软件进行数据分析。
2 结果与分析
2.1 盐胁迫对锦带花幼苗生长的影响
2.1.1 盐胁迫对锦带花幼苗相对新梢生长的影响 由
图1可知 ,锦带花相对新梢生长量在盐胁迫下总体呈现
逐渐降低的变化趋势 ,与对照相比 ,当盐含量为0.1%时
锦带花的相对新梢生长略有增加 ,但未达到显著水平。
当盐含量为 0.2%、0.3%、0.4%时才显著下降 ,分别下
降了 14.7%、45.7%、68.1%。
2.1.2 盐胁迫对锦带花幼苗的伤害 由图 2可知 ,随着
盐含量的增加锦带花的盐害指数逐渐增加 ,这说明随着
盐含量的增加锦带的伤害增加。对照相比 ,盐含量为
0.1%、0.2%时增加不显著 ,锦带花幼苗生长正常 ,盐含
图 1 盐胁迫对锦带花相对新梢生长的影响
量为 0.3%时 ,其增加达到显著水平 ,对锦带花幼苗伤害
加剧 ,其表现为有少部分叶尖 、叶缘和叶脉变黄 ,当盐含
量为 0.4%时 ,与对照相比其增加达到极显著水平 ,对锦
带花产生极显著伤害 ,表现为约有 1/2的叶尖 、叶缘焦
枯 ,严重影响了锦带花幼苗的生长。
图2 盐胁迫对锦带花盐害指数的影响
2.2 盐胁迫对锦带花幼苗光合特性的影响
2.2.1 盐胁迫对锦带花幼苗光合生理及水分利用效率
的影响 由图3可知 ,锦带花的净光合速率呈现先升高
再降低的变化趋势 ,与对照相比 ,盐含量为0.1%时净光
合速率有所增加 ,但未达到显著水平 ,当盐含量≥0.2%
时 ,锦带花的净光合速率才明显下降 ,与对照相比分别
下降了 26.1%、52.0%、65.8%,经方差分析均达到显著
差异。由图4 ~ 6可知 ,锦带花幼苗的气孔导度 、气孔限
制值 、蒸腾速率的变化趋势与净光合速率的变化趋势表
现一致 ,其都在盐含量为 0.1%时略有增加 ,最后随着盐
含量的增加又显著的减小。由图 7可知 ,锦带花胞间
CO2 浓度呈现出不同的变化趋势 ,与对照相比 ,在盐含
量为 0.1%时下降了 6.7%,未达到显著水平 ,当盐含
量≥0.2%时胞间CO2 浓度逐渐增加 ,与对照相比分别
增加了 9.4%、14.2%、24.4%。这表明锦带花的叶肉细
胞光合能力下降 ,其对 CO2的利用能力下降从而导致了
胞间 CO2浓度含量的上升。由图8可知 ,与对照相比锦
带花的水分利用效率都略有下降 ,盐含量为 0.1%、
0.2%、0.3%时分别下降 1.2%、9.3%、7.5%。经方差分
析与对照未达到显著差异 ,当盐含量为 0.4%时下降了
31.8%,与对照差异显著。这说明当盐含量为 0.1%、
0.2%、0.3%时 ,锦带花可以通过自身的主动调节保持较
高的水分利用效率 ,当盐含量为 0.4%时已经超过锦带
花的自身调节范围 ,因此锦带花的水分利用效率显著
下降。
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图 3 盐胁迫对锦带花净光合速率的影响 图 4 盐胁迫对锦带花气孔导度的影响
图5 盐胁迫对锦带花气孔限制值的影响 图 6 盐胁迫对锦带花蒸腾速率的影响
图 7 盐胁迫对锦带花胞间 CO2 浓度的影响 图 8 盐胁迫对锦带花水分利用效率的影响
2.2.2 盐胁迫下锦带花幼苗的净光合速率的光响应
由图 9可知 ,各盐分处理下的净光合速率随着光强的增
加其变化趋势一致 ,即在一定光强范围内随着光强的增
加而增加 ,当光强大于 300μmol·m-2 s-1时 ,净光合速
率是随着光强的增加其增加幅度在逐渐的减小 ,最后都
逐渐趋于稳定。但在土壤盐量为 0.1%与 0.2%时锦带
花的净光合速率增加迅速而在盐含量为 0.3%、0.4%时
净光合速率的变化趋势缓慢。由此可见 ,在低盐胁迫下
增加光强能显著的增加植物的净光合速率 ,在高盐胁迫
下增加光强对锦带花的净光合速率影响不大。随着光
强的增加 ,各盐处理的净光合速率的差异逐渐增大 ,其
表现为盐含量为 0.1%、0.2%时略有增加 ,在盐含量为
0.3%、0.4%时才显著降低。由表 1可知 ,锦带花的最大
净光合速率在盐含量为 0.1%、0.2%时有所增加 ,在盐
含量为 0.3%、0.4%时显著降低 ,与对照相比分别下降
了 54.1%、62.3%。锦带花的光补偿点在盐含量≤0.3
时变化不显著 ,在盐含量为 0.4%则显著上升 ,与对照相
比增加了 141.6%。随着盐含量的增加 ,锦带花的光饱
和点逐渐的降低 ,在盐含量为 0.4%时有所上升 ,但仍显
著低于对照。
图 9 不同盐浓度处理的锦带花 Pn光响应曲线
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表 1 盐胁迫对锦带花幼苗光合作用-光响应
曲线特征参数的影响 μmol·m-2·s-1
处理 最大净光合速率 表观量子效率 光补偿点 光饱和点
CK 7.54 0.034 20.1 944
A 8.51 0.044 21.6 917
B 8.34 0.051 19.9 886
C 3.46 0.029 21.4 840
D 2.84 0.019 52.9 853
3 讨论
有研究表明 ,盐胁迫显著抑制植物的生长使生物量
的减少[ 4] 。该研究认为低盐胁迫(0.1%)对锦带花的生
长有一定的促进作用 ,此时的盐害指数与对照相比几乎
无变化 ,锦带花幼苗生长正常。盐含量为0.3%时 ,盐害
指数增加达到显著水平 ,对锦带花幼苗伤害加剧 ,其表
现为有少部分叶尖 、叶缘和叶脉变黄 ,此时对锦带花的
生长产生了一定的影响。当盐含量为 0.4%时 ,与对照
相比其盐害指数的增加达到极显著水平 ,对锦带花产生
极显著伤害 ,表现为约有 1/2的叶尖 、叶缘焦枯 ,严重影
响了锦带花幼苗生长。
光合作用是植物积累物质促进生长的重要途径 ,净
光合速率反应植物积累同化物的速率 ,一些研究认为盐
胁迫降低植物的光合作用影响植物生长[ 5] 。该研究认
为 ,低盐胁迫(0.1%、0.2%)促进锦带花的光合作用增加
植物的净光合速率 ,只有含盐量到达一定的程度(0.3%、
0.4%)锦带花的净光合速率才随着盐含量的增加而逐
渐的减小。这与柯裕州[ 6] 在盐胁迫对桑树幼苗光合生
理生态特性的影响的研究中结果一致 ,低盐(0.1%)能够
促进桑树幼苗的光合作用;当土壤盐分达到一定程度
(≥0.3%)时 ,盐浓度越高 ,桑树净光合速率越低。低盐
浓度条件下 ,锦带花幼苗的净光合速率增加可能是其通
过自身调节适应不良环境的一种表现。在盐胁迫的环
境下 ,植物必须通过增加植物的净光合作用积累物质 ,
促进能量转化从而修复受损的组织 、保持细胞膜的完整
性、拒绝离子进入细胞。随着盐含量的增加 ,大量的离
子进入细胞 ,从而抑制光系统的活性[ 7] ,此外细胞膜透
性的增加及叶绿素的降低也是光合速率下降的重要
原因。
一般认为有两大因素影响植物的光合作用即气孔
因素与非气孔因素[ 8] 。任艳芳[ 9] 在对莴苣的研究中表
明 ,植物的光合作用具体受气孔因素还是非气孔因素的
影响不能一概而论 ,这与所研究的植物种类以及盐胁迫
的程度 、盐胁迫的时间密切相关。该试验表明 ,在0.1%
时 ,锦带花的Gs、Ci下降而 Ls上升 ,当盐含量为 0.2%、
0.3%、0.4%时 Gs、Ls下降而 Ci却上升。根据 Farqu-
gar[ 10] 等的观点 , Gs和 Ci降低而 Ls升高表现为气孔因
素;则Gs和 Ls降低而 Ci的升高表现为非气孔因素。
由此可见 ,在盐含量为 0.1%时表现为气孔因素为主 ,在
盐含量为 0.2%、0.3%、0.4%表现为非气孔因素为主。
光是植物进行光合作用的物质基础 ,光响应曲线描
述的就是植物的净光合速率与光照强度之间的关系。
该研究认为 ,各盐处理的净光合速率都随着光强的增加
而逐渐增加 ,最后趋于稳定。此外低盐含量的增加幅度
比高盐含量的增加幅度大 ,因此在低盐胁迫下增加光强
能显著的增加锦带花的净光合速率 ,在高盐胁迫下增加
光强对锦带花的净光合速率影响不大。植物的光饱和
点与光补偿点的大小反映了植物对光的利用能力[ 11] 。
若植物的光饱和点与光补偿点都偏低 ,说明此植物利用
弱光的能力比较强 ,属于较耐阴植物[ 12] 。在对照处理
下 ,锦带花的光补偿点为 20.1μmol·m-2 · s-1 ,光饱和
点为 244μmol·m-2 · s-1 ,因此锦带花属于较耐阴植
物。盐胁迫处理下锦带花的光补偿点增加 ,光饱和点降
低 ,这说明盐胁迫降低了锦带花的光能利用能力。
4 结论
通过对锦带花扦插苗在盐胁迫下的生长及光合指
标的分析得出如下结论 ,锦带花扦插苗具有一定耐盐能
力 ,在土壤氯化钠含量低于 0.2%,可促进锦带花生长 ,
当盐分含量达到0.4%时 ,则生长受到明显抑制作用。
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北方园艺 2011(07):97 ~ 100 景观 ·园林花卉 ·
Effect of Salt Stress on the Growth and Photosynthetic Characteristics ofWeigela florida
REN Zhi-bin1 , NIE Qing-juan1 ,WANG Zhi-gang1 ,HANG Da-zhuang1 , XIANG Ya-fei2 , FENG Xue-quan2
(1.College of Forest , Agricultural University of Hebei , Baoding ,Hebei 071001;2.Hebei Administration of Wuling Mountain National Nature
Reserse , Chengde ,Hebei 067300)
Abstract:Effect of salt stress on the growth and photosynthetic characteristics of Weigela f lorida were studied.The
results showed that the relative grow th of new tress was enhanced at the salt concentration 0.1%, but decreased when
decreased while salt concentration ≥0.2%.The salt injure index increased gradually with the increasing of salt
concentrations.It increased unobviously while salt concentration ≤0.2% but increased significantly while salt
concentration ≥0.3%.The content of chlorophyll ,Pn ,Gs and Tr was enhanced at the salt concentration 0.1%.But
decreased while salt concentration ≥ 0.2%.On the contrary , the Ci decreased at the salt concentration 0.1% but
increased gradually w hile salt concentration ≥0.3%.The water efficiency was maintained by decreasing Tr while salt
concentration ≤0.3%but decreased significantly while salt concentration 0.4%.With the increasing of PAR , the Pn
increased gradually at each salt concentration.The Pn at the lower salt concentration increased more quickly than the Pn
at the high salt concentration.Besides the light-compensation point increased with the increasing of salt concentrations ,
but the light-saturation point decreased.
Keyword:salt stress;Weigela f lorida(Bunge)A.DC;photosynthetic characteristics
第一作者简介:辛爽(1984-),女 ,硕士 ,研究方向为风景园林景观
规划设计。E-mail:xinshuang1984@163.com。
责任作者:王先杰(1964-), 男,副教授 ,研究方向为风景园林景观
规划设计。E-mail:sjmj888@163.com。
基金项目:北京市教委科技计划资助项目(KM200910020008)。
收稿日期:2010-12-24
水生植物在园林水景中的应用研究
辛 爽 , 王先杰
(北京农学院园林系 ,北京 102206)
摘 要:通过对水生植物概念及特点的介绍 ,分析了水生植物在园林水景中的景观及生态作
用 ,对水生植物在园林水景中的各种配置应用形式进行总结 ,提出应用中存在的问题及相应对
策 ,并对其在园林水景中的应用做出进一步的展望。
关键词:水生植物;园林水景;作用;应用
中图分类号:S 682.32 文献标识码:A 文章编号:1001-0009(2011)07-0097-04
园林水景是园林景观中不可或缺的组成部分 ,主要
以水生植物 、山石 、建筑等作为构景要素 ,其中水生植物
是营造园林水景的重要素材。水生植物的合理应用能
极大地丰富水景效果 ,起到画龙点睛的作用 ,此外还能
净化水质 、固坡护岸 ,具有十分重要的景观意义、生态意
义和社会意义。
1 水生植物概述
1.1 水生植物的概念及其特点
凡生长在水中或潮湿土壤中的植物通称为水生植
物 ,水生植物与其它植物最大的不同在于它们对水分的
要求和依赖远远大于其它各类植物 ,具有生长速度快、
分布广 、繁殖快 、病害少 、用途大等特点[ 1] 。
1.2 水生植物的分类
根据水生植物的生活方式与形态的不同 ,一般将其
分为挺水植物 、浮水植物 、沉水植物和漂浮植物。
1.2.1 挺水植物 挺水型水生植物植株高大 ,花色艳
丽 ,绝大多数有茎、叶之分;直立挺拔 ,下部或基部沉于
水中 ,根或地茎扎入泥中生长发育 ,上部植株挺出水面。
挺水型植物种类繁多 ,常见的有荷花 、黄花鸢尾 、千屈
菜 ,菖蒲 、香蒲 、慈姑等。
1.2.2 浮叶植物 也称浮水植物 ,其根状茎发达 ,花大 ,
色艳 ,无明显的地上茎或茎细弱不能直立 ,叶片漂浮于
水面或略高于水面 ,开放时近水面。如睡莲 、野菱 、王
莲 、荇菜 、芡实 、莼菜 、荸荠等。
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