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复盐胁迫对2种虉草苗期生长的影响



全 文 :复盐胁迫对2种 草苗期生长的影响
骆秀梅,张永亮
(内蒙古民族大学,内蒙古 通辽 028042)
〔摘 要〕用不同浓度的中性盐和碱性盐对 草新品系(Phalaris arundinacea L.New strain)和川草3号 草
(Phalaris arundinacea L.Chuan cao No.3)幼苗进行21 d的处理,测定株高、地上生物量、地下生物量、枯叶率
和分蘖率,探讨复盐胁迫对2种 草苗期生长的影响.结果表明,在盐浓度50 mmol/L时, 草地上生物量、地
下生物量和分蘖率最大;当盐浓度超过50 mmol/L时,随着盐浓度增加,生物量和分蘖率均呈现递降的趋势,
而枯叶率递增;盐浓度与株高生长速度呈明显的负效应;在等盐浓度的中性盐胁迫下,新品系地下生物量大
于地上生物量,而在碱性盐胁迫下,前者小于后者.表明低浓度的盐胁迫对 草生物量积累和分蘖具有一定
的促进作用; 草对碱性盐胁迫更敏感.
〔关键词〕 草;苗期;复盐胁迫;生物量;分蘖率
〔中图分类号〕Q4 〔文献标识码〕A 〔文章编号〕1671-0185(2011)05-0537-04
Effects of Complex Salt Stress on the
Seedling Growth of Two Reed Canarygrass
LUO Xiu-mei,ZHANG Yong-liang
( Inner Mongolia University for Nationalities, Tongliao 028042,China)
Abstract:The seedlings of new strain of reed canarygrass and Chuancao No.3 reed canarygrass were grown
under stress of salt-alkalinizcal soil simulated with mixing two neutral salts and two alkalie salts in
various proportions, for 21 days. The plant height, aboveground biomass , underground biomass,rate of
withered leaves and tiller rate of two reed canarygrass under the stresses was determined, in order to
study the effects of mixing saline stress on the seedlings growth. The results showed that the aboveground
biomass , underground biomass and tiller rate for two reed canarygrass all were highest under 50 mmol/
L saline stresses, When salt concentration was higher than 50 mmol/L,the biomass and tiller rate was
differently decreased and rate of withered leaves increased gradually with the increased of salt
concentration. The growing rate of the reed canarygrass seedling was obviously negative effects with salt
concentration. At same salt concentration ,underground biomass of new strain was higher than aboveground
biomass under neutral salt stress, while the former was lower than the latter under alkaline salt stress.
This showed that low salt stress had some promotion effect on the increase of biomass and tiller of the
reed canarygrass seedling.
Key words:Reed canarygrass; Complex salt stress; Seedling growth; Biomass;Tiller rate
土壤盐碱化和草地退化是人类面临的世界性问题.中国东北草原地区,土壤盐化和碱化往往交织在一起相伴发生,在
土壤含盐量升高的同时往往伴随着pH值增高.这类生境对植物的危害不单是盐胁迫同时也有碱胁迫,盐胁迫和碱胁迫是2
种性质不同的胁迫〔1〕.二者之间虽然有一定的相关性,但其对植物的胁迫作用机制以及植物对其生理适应机制均有明显不
同〔2〕.
作者简介:骆秀梅,内蒙古民族大学教育科学学院馆员.
第26卷 第5期 内蒙古民族大学学报(自然科学版) Vol.26 No.5
2011年9月 Journal of Inner Mongolia University for Nationalities Sep.2011
DOI:10.14045/j.cnki.15-1220.2011.05.013
草(Phalaris arundinacea L.)是多年生根茎型禾本科草本植物,它耐寒、耐热、耐涝又耐干旱,产草量高,是很有前途
的饲用植物和能源植物〔3〕. 草品种之间的耐盐性差异较大,刘春华等〔4〕对18种禾本科牧草的耐盐性研究表明,里瓦尔 草
(Phalaris arundinacea cv. Liwar)和卡斯托 草(P.arundinaeea cv.Castor)为盐敏感品种. 草的耐盐能力与其生境土壤含盐
量密切相关,在含盐量较高的土壤上生长的 草其耐盐能力较强〔5〕.关于 草耐盐性的研究报道较少〔6,7〕.本研究通过室内盆
栽试验初步探讨复盐胁迫对 草新品系与川草3号 草幼苗生长的影响,进而分析2种 草的耐盐差异,以期为选育耐盐
草新品种提供科学依据,并为退化盐碱地植被恢复提供适宜生物材料.
1 材料与方法
1.1 材料培养 将当地选育出的 草新品系种子和川草3号 草种子分别催芽,每盆播20粒发芽种子,花盆直径为14cm,
每盆装干沙土1.5kg,内衬有塑料袋以防止溶液渗漏.将花盆置于温室中,自然光照,昼夜温度在18~25℃,每2d浇1次
Hoagland完全培养液,每次200ml,其余时间用自来水补充蒸发所散失的水分.苗齐后,将花盆移到室外培养,花盆摆放在离
地面80cm的桌子上,距桌面1m以上搭建塑料顶蓬遮雨.3叶期定苗,每盆定苗15株.
1.2 复盐处理设计 将2种中性盐NaCl、Na2SO4和2种碱性盐NaHCO3、Na2CO3按不同比例混合,以碱性逐渐增强的顺序分
成A、B、C、D共4组,组间pH值差异达到极显著水平(P<0.001).A组为NaCl∶Na2SO4∶NaHCO3∶Na2CO3=1∶1∶0∶0,pH值7.18±
0.210;B组为NaCl∶Na2SO4∶NaHCO3∶Na2CO3=9∶1∶1∶1,pH值9.00±0.053;C组为NaCl∶Na2SO4∶NaHCO3∶Na2CO3=1∶1∶9∶1,pH值
9.76±0.186;D组为NaCl∶Na2SO4∶NaHCO3∶Na2CO3=1∶1∶1∶9,pH值10.64±0.193.每组内设50mmol/L、100mmol/L、150mmol/L和
200mmol/L四个盐浓度,分别以组号A、B、C、D加序号1、2、3、4标识.
1.3 胁迫处理 待幼苗长出第5片叶时进行盐胁迫处理.选取长势一致的材料48盆,随机分为16组,每组3盆为3次重复.
胁迫处理在16∶00~18∶00时进行,以含有相应浓度混合盐的水溶液为处理液,为避免盐冲击效应,处理第1d均以50mmol/L
为起始浓度,2d后按设计盐浓度进行第2次处理,每次浇处理液150ml,对照组浇等量的自来水.第2次处理后,每2d浇1次
Hoagland完全培养液,每次200ml,其余时间通过称重用自来水补充蒸发所散失的水分.
1.4 指标测定
1.4.1 株高 在盐处理时和处理后的21d,用直尺测定每棵苗从土壤层到最长叶叶尖的长度,每盆测定15棵苗,每个处理
测定3盆,取其平均值作为株高.
生长速度(mm/d)=(盐胁迫处理21d测定的平均株高-盐胁迫处理时测定的平均株高)/盐胁迫处理天数
1.4.2 分蘖数 在盐胁迫处理后的21d,数每盆植株的总分蘖数(包括母株),每个处理测定3盆,取其平均值作为分蘖数.
分蘖率(个/株)=分蘖数/ 15(处理前母株数/盆)
1.4.3 生物量 在盐处理后21d,用剪刀齐土表剪取植株地上部,去除枯叶(发黄和干枯的叶子)后称鲜重,然后用蒸馏水
洗干净后放入烘箱中,在105℃下杀青,65下℃烘干.以每盆中所有植株地上部分的总干重作为材料的绿色茎叶重量(以下
称地上生物量).将取过地上部重量的盆中沙土完整的转移到纱布中,用水冲洗,将泥土冲走后取出保留在纱布中的根,挑
出根中的杂质后用滤纸吸干水分,烘干称重.以每盆中所有植株根系的总干重作为材料的地下生物量.在测定地上生物量
时,剪取的每盆材料枯叶,放入烘箱中在65℃下烘干.以每盆中所有植株枯叶的总干重作为材料的枯叶量.
总生物量=地上生物量+地下生物量
枯叶率(%)=枯叶量/(地上生物量+枯叶量)×100
1.5 数据处理 统计分析数据采用DPS统计软件(DPSv12.50版)中Duncan’s新复极差法进行差异显著性分析,采用
Microsoft Excel软件进行绘图.
2 结果与分析
2.1 盐胁迫对 草株高生长的影响 在盐胁迫下,2种 草株高生长速度均随盐浓度增加而递降(图1,新品系为图1-1,川
草3号为图1-2,下同).在相同盐浓度下,D组生长速度最小,其次是C组.当盐浓度达到150 mmol/L时,D组株高生长几乎
停止(生长量<2mm),当盐浓度达到200 mmol/L时,D组 草全部死亡.
2.2 盐胁迫对 草分蘖的影响 盐胁迫下2种 草分蘖率的变化情况如图2所示.试验结果表明,低盐浓度胁迫可促进
草的分蘖,如在盐浓度为50mmol/L时,2种 草的分蘖率均达到最高.盐浓度超过50mmol/L时,分蘖率均随盐度的增加而下
降.
内 蒙 古 民 族 大 学 学 报 2011年538
2.3 盐胁迫对 草生物量的影响 盐胁迫对 草幼苗地上生物量(表1)和地下生物量均有明显影响(表2).在低盐浓度
(50 mmol/L)处理下,2种 草地上、地下生物量均大于对照组(D组除外).盐浓度超过50 mmol/L时,地上、地下生物量均随
盐浓度增加而递减,不同复盐组合处理,其生物量下降程度各异.总的来看,D组下降程度明显大于A、B、C组.
新品系对以NaHCO3为主的碱性盐胁迫有较强的抗性,地上部生长受抑制程度小于川草3号 草,如当盐浓度为
150mmol/L时,新品系地上生物量比对照高3.52%,川草3号 草比对照低22.70%,当盐浓度达到200mmol/L时,与对照相
比,前者地上生物量下降了29.08%,后者下降了65.25%.
表1 不同盐胁迫下2种 草地上生物量(g/盆)
Table 1 The aboveground biomass of two reed canarygrass under different salt stress(g/pot)
品种
新品系
川草3号
处理
A
B
C
D
A
B
C
D
盐浓度 (mmol/L)
CK
2.27a
2.27b
2.27b
2.27a
1.41a
1.41b
1.41a
1.41a
50
2.46aB
2.76aA
2.85aA
2.55aAB
1.43aA
1.99aA
1.66aA
0.99bB
100
2.38aA
2.37bA
2.72aA
1.24bB
1.38aA
1.63aA
1.48aA
0.33cB
150
1.77bB
1.85bcB
2.35bA
0.20cC
1.29abA
1.17bcA
1.09bA
0.15cB
200
1.50bA
1.56cA
1.61cA
--
1.22bA
0.87cB
0.49cC
--
注:同一行内标有不同小写字母的表示差异显著(P<0.05);同一列内同一品种标有不同大写字母的表示差异显著(P<
0.05),下表同.
表2 不同盐胁迫下2种 草地下生物量(g/盆)
Table 2 The underground biomass of two reed canarygrass under different salt stress(g/pot)
品种
新品系
川草3号
处理
A
B
C
D
A
B
C
D
盐浓度(mmol/L)
CK
2.28b
2.28b
2.28b
2.28a
1.66a
1.66ab
1.66a
1.66a
50
3.15aA
2.92aA
2.78aA
2.28aB
1.68aA
1.80aA
1.77aA
1.34bB
100
2.38bA
2.59abA
2.12bA
1.19bB
1.50abA
1.41bA
1.64aA
0.64cB
150
1.61cA
1.92cA
1.43cA
0.44cB
1.45abA
1.38bcA
1.19bA
0.46cdB
200
1.62cA
1.77cA
1.29cB
0.20cC
1.29bA
1.19cA
1.02bA
0.45dB
图1 盐胁迫对2种 草生长速度的影响
Figure 1 Effects of different salt stress on the growing
rate of plant height of two reed canarygrass
图2 盐胁迫对2种 草分蘖率的影响
Figure 2 Effects of different salt stress on
the tiller rate of two reed canarygrass
第5期 骆秀梅等:复盐胁迫对2种 草苗期生长的影响 539
2.4 盐胁迫对 草生存状态的影响 随着盐胁迫强度增加, 草生长势减
弱,枯叶率上升(图 3).在相同盐浓度下,D组枯叶率最高.当盐浓度为
200mmol/L 时,在A、B、C、D 4组处理中,新品系枯叶率分别为11.29%、
11.59%、14.21%、100%,川草 3号 草枯叶率分别为 19.76%、31.76%、
36.43%、100%.
3 讨论
3.1 草生长对盐胁迫的响应 植物对盐胁迫响应最敏感的生理过程就是
抑制生长.植物要在盐渍环境中生存就要以降低生长为代价,但对于一些盐
生植物而言,其主要特点之一就是具有最适盐浓度,即适度盐分刺激其生
长〔8〕.本研究结果表明,在盐浓度50mmol/L时,2种 草地上生物量、地下生
物量和分蘖率最大,之后随盐浓度增加生物量和分蘖率均呈现递降趋势,
而枯叶率递增.盐浓度与株高生长速度呈明显的负应效.2种 草均具有一
定的耐盐性.
3.2 草地上部与根系的耐盐性差异 大多数植物地上部比根对盐危害
反应灵敏,盐分对植物苗期地上部分生长的抑制作用大于对根的影响〔9〕,而Croser等〔10〕的研究认为,在根系相对比较幼嫩
的时候,地下部分对盐分更敏感.在相同盐胁迫条件下,高羊茅地上生物量小于地下生物量〔9〕,而羊草地下部分受到的抑制
作用大于地上部分所受到的抑制作用〔11〕.本试验结果表明,在等盐浓度的中性盐胁迫下,新品系 草地下生物量大于地上
生物量,而在碱性盐胁迫下,地上生物量大于地下生物量.
3.3 中性盐与碱性盐对 草胁迫效应的差异 在含有碱性盐的复盐胁迫中,包含盐胁迫和碱胁迫两种作用.碱性盐所造成
的高pH值的致胁变效应与盐浓度关系极大,浓度低时作用较小,随浓度增大其作用加剧〔12〕.本试验表明,盐胁迫对 草生
长的影响不仅与盐分浓度有关,也与盐份种类有关系. 草对以碱性盐(Na2CO3)为主的盐胁迫较敏感,随着盐浓度增加,地
上、地下生物量下降的幅度明显大于以中性盐(NaCl)为主的盐胁迫.这可能是碱胁迫造成的高pH值破坏了根系对K+、Na+
吸收的选择性,导致体内Na+、K+严重失衡〔12〕,在碱性盐胁迫下,随着盐浓度增加, 草根系中K+含量下降和叶片中Na+含量
增加的幅度明显大于中性盐胁迫〔7〕.Na2CO3所产生的pH效应对膜系统产生了更大的破坏作用,膜的选择透性丧失,加速了
内外界无机离子的进出,导致体内Na+、K+严重失衡,进而加重了离子的毒害作用〔11〕.因此, 草对Na2CO3胁迫较其他盐类敏
感.
参 考 文 献
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〔责任编辑 徐寿军〕
图3 盐胁迫对2种 草枯叶率的影响
Figure 3 Effects of different salt stress
on the rate of withered leaves of two
reed canarygrass
内 蒙 古 民 族 大 学 学 报 2011年540