全 文 :中国农学通报 2015,31(10):163-166
Chinese Agricultural Science Bulletin
梯度滨海盐土对费菜生长指标及Na+、K+分布的影响
张国新,刘雅辉,李 强,王秀萍,鲁雪林,薛志忠
(河北省农林科学院滨海农业研究所,河北唐山 063200)
摘 要:为探明滨海盐土对费菜生长发育的影响,掌握其盐碱土壤栽植下的耐盐特性,通过 3、5、7、9、
11 g/kg等5个梯度的滨海盐土处理,对费菜生长指标及Na+、K+分布等进行研究。结果表明,随着盐分升
高,株高、分枝、鲜重、干重均减小,≥7 g/kg盐分对费菜生长具有较大抑制,但盐分达到11 g/kg植株仍能
继续生长;≥9 g/kg高盐分显著抑制地上干物质积累,对地下部生物量影响明显小于地上部。随着盐分
升高,根、茎、叶中Na+的含量有升高的趋势,从部位含量看,茎>叶>根;随着盐分含量升高,叶中的K+含
量逐渐减少,根、茎有升高趋势,从部位看,茎、叶是根的3倍;随着盐分浓度升高,根、茎、叶的Na+/K+比
值具升高趋势,≤9 g/kg盐分胁迫下,根保持高Na+/K+比值,是茎、叶的近4倍。低于7 g/kg盐土对费菜影
响不大,其耐盐性可能与宿根特性及茎叶结构有关。费菜集食用、园林于一体,由于其耐盐性强,可在滨
海盐碱区种植应用。
关键词:费菜;滨海盐土;盐分胁迫;生长指标;离子分布
中图分类号:S609.9 文献标志码:A 论文编号:2014-2497
Effect of Gradient Coastal Saline Soil on Growth Index and Na+, K+Distribution of Sedum aizoon
Zhang Guoxin, Liu Yahui, Li Qiang, Wang Xiuping, Lu Xuelin,Xue Zhizhong
(Coastal Agriculture Institute, Hebei Academy of Agriculture and Forestry Sciences, Tangshan Hebei 063200)
Abstract: In order to investigate the impact of the coastal saline soil on the growth and development of Sedum
aizoon, and grasp its tolerance to saline soil planting, by five gradient coastal saline soil treatments (3, 5, 7, 9,
11 g/kg etc.), the author studied the growth index and Na+, K+ distribution of Sedum aizoon. The results showed
that: with increasing salinity, plant height, branching, fresh weight and dry weight decreased, salinity which
was more than 7 g/kg inhibited the growth of Sedum aizoon seriously, but plant could continue to grow with
salinity of 11 g/kg; salinity which was more than 9 g/kg significantly inhibited the ground dry matter
accumulation, effect of belowground biomass was significantly less than that of aboveground. As salinity
increased, the Na+ content of root, stem and leaf tended to increase, the site content showed as the stem> leaf>
root. As the salt content increased, K+ content of leaf decreased, but that of root and stem tended to increase, K+
content of the stem and leaf were three times more than that of root. As the salt concentration increased, the
Na+/K+ ratio of root, stem and leaf had an increasing trend, and under salt stress of less than 9 g/kg, Na+/K+ ratio
of root was nearly four times more than that of stem and leaf. Sedum aizoon had strong salt tolerance, less than
7 g/kg of salt had little influence on it, its salt tolerance characteristics might be associated with its perennial
root and structure of stem and leaf.
Key words: Sedum aizoon; coastal saline soil; salt stress; growth index; ion distribution
基金项目:河北省财政专项“滨海盐碱区多用途耐盐蔬菜(养心菜、菊芋)研究与示范”(2012055002);河北省省级预算项目“河北近滨海中重度盐碱地
土地整治潜力与关键技术研究”(2014055616)。
第一作者简介:张国新,男,1971年出生,河北青龙人,研究员,本科,主要从事滨海盐碱地改良及高效利用研究。通信地址:063200河北省唐山市曹
妃甸区滨海大街河北省农林科学院滨海农业研究所,Tel:0315-8723269,E-mail:nkszhgx@163.com。
收稿日期:2014-09-15,修回日期:2015-01-19。
中国农学通报 http://www.casb.org.cn
0 引言
费菜,又名养心菜、救心草,景天科三七属多年生
宿根植物,其功能性突出,不但营养丰富,食用性好,且
具有药用保健功能,在园林绿化及功能性开发上得到
了很好应用。目前,费菜的研究主要集中在繁育及栽
培技术[1-3]、营养价值[4-5]、药用价值[6-8]等方面。近几年,
随着干旱、盐碱等造成生态环境不断恶化,费菜作为生
态修复型植物,其抗逆性研究逐渐受到重视,目前主要
集中在抗旱性研究[9-11],对其耐盐性及盐碱地应用研究
鲜见报道。王秀萍等[12]利用咸水浇灌,对费菜进行了
耐盐胁迫研究,表明成株苗最高可耐 12 g/kg咸水浇
灌。田晓艳等[13]用不同梯度盐水胁迫 4种景天,表明
随盐浓度升高植物量、叶片水势下降,景天三七与德国
红景天耐盐性最强。由于土壤是植物的直接载体,咸
水或盐水胁迫不能直接反映其田间的实际耐盐特性,
笔者选取滨海盐土对费菜进行直接盐分胁迫,旨在探
讨梯度盐分的盐碱原土下费菜生长发育状况,掌握费
菜的耐盐特性,为滨海盐土改良及应用提供技术数据。
1 材料与方法
1.1 试验区概况
试验区位于唐山市曹妃甸区,全年无霜期为180~
188天,全年降雨量平均为 600~700 mm,春季蒸发量
为降雨量的5.7倍,春季土壤返盐、积盐严重。土壤属
于滨海盐碱土,以NaCl为主,盐分含量0.3%~4.0%,土
壤质地粘重,表现耕层板结,透气性差,植被覆盖率低;
地下水埋深1~2 m,矿化度5~30 g/L。土壤盐分是制约
本区农业及生态发展的主要制约因素。
1.2 试验材料
费菜来源于滨海农业研究所苗圃基地,为鉴选养
心菜品种,选取 1年生、大小均匀一致的株苗,茎叶分
枝3~4个,中部以上茎叶去掉,备用。
1.3 试验方法
1.3.1 盐碱土配制 取盐分含量不同的盐碱土,每种土
混合均匀,晒干,分别进行盐分测定,按体积计算,进行
比例调配,形成盐分含量3、5、7、9、11 g/kg等5个处理,
备用。
1.3.2 盆栽处理 试验在河北省农林科学院滨海农业研
究所试验基地进行。2013年7月5日,将5个梯度盐分
的土壤分别装入带底盘的塑料盆中,盆口直径35 cm、
高 38 cm,每盆栽植 3株,重复 3次,合计 15盆 45株。
为了保持盆中盐分基本恒定,移栽后每盆浇透水,但不
要渗出,如底盘渗水要倒入盆中。在生长期看土壤含
水状况,每盆浇水适量,保持土壤湿润即可。10月下
旬将盆移至温室中越冬,期间注意浇水,2014年6月进
行指标测定。
1.3.3 指标测定 株高是土面到植株生长点的植株高
度,用直尺直接测量。分枝直接计数调查。称取洗净
吸干水分的植株鲜质量,将测完鲜重的植株样品装入
干燥纸袋内,置于70℃烘箱内烘干至恒重,称量干重,
干鲜比=干重/鲜重。利用火焰光度计测量根茎叶的
Na+、K+含量[14]。
1.3.4 数据分析 利用DPS统计分析软件进行试验数
据的统计分析。
2 结果与分析
2.1 不同土壤盐分胁迫下分枝、株高变化
从表1看出,随着土壤盐分增加,费菜分枝逐渐减
少,盐分达到 7 g/kg时,较 5 g/kg处理下降 55%,达极
显著水平,后高盐分胁迫下,分枝减少不明显。株高是
直接反映植物受害程度的形态指标。从表1看出,随着
土壤盐分增加,费菜株高逐渐下降,其中5、7、9、11 g/kg
盐分处理较 3 g/kg依次下降 13.9%、28.3%、56.1%、
67.3%,当盐分≥9 g/kg时,株高下降显著,说明费菜具
有强的耐盐性,但高盐分明显抑制其生长发育。
2.2 不同土壤盐分胁迫对费菜生物量的影响
在盐分胁迫下,根系最先感受到盐分胁迫,从而影
响地上部生长。从表 1看出,随盐分增加,地上、地下
生物量均减小,≤5 g/kg盐分对养心菜生物量影响不
大,盐分≥7 g/kg,地上生物量显著减少,其中11 g/kg较
盐分含量/(g/kg)
3
5
7
9
11
分枝/个
71a
60ab
27c
23cd
18d
株高/cm
22.3a
19.2a
16b
9.8c
7.3cd
鲜重/g
茎叶
276.2a
246.71a
130.2b
38.41c
12.93d
根
170.52a
133.4ab
102.6bc
83.53cd
66.72d
干重/g
茎叶
25.18a
20.59a
11.43b
3.11c
0.48cd
根
44.22a
33.93a
24.23b
19.6bc
14.41cd
干鲜比
0.155b
0.143bc
0.153b
0.186a
0.187a
表1 不同盐分胁迫对费菜生长指标的影响
注:同列标相同字母或含相同字母表示差异不显著(P>0.05),不同字母表示差异显著(P>0.05)。
·· 164
张国新等:梯度滨海盐土对费菜生长指标及Na+、K+分布的影响
3 g/kg处理减少幅度达95.3%;盐分处理间地下生物量
变化不大,受盐分影响相对较小,可能与其宿根的特性
有关。通过干重分析,地上、地下均随盐分增大而减
少,高盐分极大抑制地上干物质积累,对地下干物质的
积累影响较小。从干鲜比分析看,随着盐分浓度增加,
干鲜比先减小,后增加,且盐分越高,干鲜比越大。
2.3 不同土壤盐分Na+、K+含量及Na+/K+比值的影响
2.3.1 Na+、K+含量 从图1看出,随着盐分升高,根、茎、
叶中Na+的含量有升高的趋势,但低于 7 g/kg盐分胁
迫,根、茎、叶变化不明显,但茎、叶中K+的含量维持高
水平,是根的 4倍;≥9 g/kg高盐分胁迫,茎中的Na+增
加显著,较7 g/kg盐分增加3倍以上;从根、茎、叶分配
来看,不同盐分胁迫下,Na+的含量茎>叶>根。通过图
2看出,随着盐分含量升高,叶的 K +无明显变化,
≥9 g/kg高盐分胁迫下,茎中K+明显增加,其中9、11 g/kg
较 7 g/kg盐分处理分别增加 81.5%、69.1%,其他盐分
处理间变化不明显。在根茎叶的分配看,中低盐分胁
迫下,茎、叶K+的含量水平相当,根中K+的含量显著低
于茎、叶。
2.3.2 Na+/K+比值 随盐分升高,地上部茎叶的Na+/K+
0.002.00
4.006.00
8.0010.00
12.0014.00
16.0018.00
3 5 7 9 11
不同盐分含量/(g/kg)
Na+ 含
量
/(g/k
g)
根 茎 叶
0.00
2.00
4.00
6.00
8.00
10.00
12.00
14.00
3 5 7 9 11
盐分含量/(g/kg)
K+ 含
量
/(g/k
g)
根 茎 叶
0.00
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
3.00
3.50
3 5 7 9 11
盐分含量/(g/kg)
Na+ /
K+
根 茎 叶
图1 盐分对费菜Na+含量影响 图2 盐分对费菜K+影响
比值逐渐增加,低于 7 g/kg盐分对根的Na+/K+影响不
大,当盐分达到9 g/kg时,根、茎的Na+/K+显著增加,分
别较 7 g/kg盐分处理增加 37.2%、29.2%。从部位上
看,根的Na+/K+显著高于茎、叶,说明盐胁迫更容易造
成根中离子间的营养失衡。
3 结论
(1)低于7 g/kg土壤盐分对费菜生长无显著影响,
9 g/kg及以上高盐分对地上部抑制明显高于地下根
部。费菜具有较强在耐盐性,在重度盐碱地(盐分含量
0.6%)可原土栽培种植。
(2)Na +、K +是反映植物耐盐性的主要参考指
标。≤7 g/kg盐分对费菜根、茎、叶的K+、Na+分配无明
显影响,Na+/K+变化也不明显;≥9 g/kg盐分对茎K+、
Na+影响最大,但根的Na+/K+显著高于茎。在低盐分胁
迫下,K+、Na+均衡吸收,根系受离子伤害程度较轻,说
明根系对低盐分具有一定耐受性。高盐胁迫下,根系
被动吸收大量Na+,抑制了K+的吸收,使根部Na+/K+大
幅增加,根系受盐胁迫程度加剧,从而影响植株生长。
4 讨论
Levit[15]认为,生长量是植物对盐碱胁迫反应的综
合体现,也是植物耐盐碱性的直接指标,盐分达到
11 g/kg时,植株虽矮小,但仍具一定分枝,叶保持绿
色,多年试验证明,在夏秋雨季,土壤盐分降低,费菜可
快速生长,由于其耐盐性强,且多年生,生长量大特性,图3不同盐分对费菜Na+、K+比值影响
·· 165
中国农学通报 http://www.casb.org.cn
可作为绿化、生态修复的植物,在滨海盐土地应用。
随着盐分浓度升高,根、茎、叶的Na+/K+比值具升
高趋势,这与白文波[16]、刘军[17]、李品芳[18]等的研究结果
一致,说明费菜Na+/K+很好地反映了其耐盐特性。高
盐分胁迫下,根系吸收Na+,通过向茎叶运输,以减缓
土壤对根系造成的渗透势压力,从而提高抗盐能力;高
盐分显著抑制了费菜干物质积累,且对地下部生物量
影响小于地上部,说明强大的根活力可增强其本身的
抗盐能力,这可能与费菜多年生宿根的生长特性有
关。
参考文献
[1] 宋波,徐海,陈龙正,等.绿色保健蔬菜费菜的优质高效栽培技术[J].
江苏农业科学,2010(6):246.
[2] 何壁株,林碧英,林义章.费菜的离体快速繁殖[J].植物生理学通讯,
2004,40(6):715.
[3] 于冲,张蕾,李妮娜,等.费菜无性系建立的研究[J].吉林农业科学,
2010,35(4):22-25,42.
[4] 时政.养心菜的营养保健成分研究[J].北方园艺,2013(15):36-38.
[5] 薛志忠,杨雅华,张国新.养心菜速冻前预处理保鲜工艺的研究[J].
保鲜与加工,2014,14(2):43-46。
[6] 孟飞,罗霄,巩江,等.费菜药学研究概况[J].辽宁中医药大学学报,
2010,12(8):31-33.
[7] 王娜,王奇志.费菜的临床应用及其研究进展[J].北方园艺,2011
(23):171-174.
[8] 刘雪梅,吴符火,黄启福.养心草胶囊调脂作用药效学实验研究[J].
中国病理生理杂志,2005,21(8):16-28.
[9] 赵歌,袁红艳,魏灵芝,等.屋顶绿化候选植物-费菜的抗逆性研究
[J].江西农业大学学报,2011,33(2):0335-0339.
[10] 苏丹,张金政,孙国峰,等.费菜和长药八宝叶形态结构及其与耐旱
性关系的研究[J].植物研究,2007,27(4):428-433.
[11] 薛乃雯,冷平生,孙譞,等.土壤干旱胁迫对8种景天属植物生长与
生理生化指标的影响[J].中国农学通报,2010,26(13):302-307.
[12] 王秀萍,张国新,鲁雪林,等.养心菜的耐盐性及其对滨海盐碱土的
改良效果研究[J].安徽农业科学,2010,38(4):1796-1799.
[13] 田晓艳,刘延吉,张蕾,等.4种景天属植物抗盐胁迫能力的差异[J].
草原与草坪,2010,30(3):57-60.
[14] 南京农业大学.土壤农化分析(第2版)[M].北京:农业出版社,1996:
218-219.
[15] Levitt J. Response of plants to environmental stress[M].New York:
Aacdemic Press,1980:365-434.
[16] 白文波,李品芳.盐胁迫对马蔺生长及K+、Na+吸收与运输的影响
[J].土壤,2005,37(4):415-420.
[17] 刘军,徐金良,邹军,等.盐胁迫对红楠幼苗生长及K+、Na+吸收和分
布的影响[J].林业科学研究,2013,26(6):790-794.
[18] 李品芳,杨志成.NaCl胁迫下高羊茅生长及K+、Na+吸收与运输的
动态变化[J].草业学报,2005,14(4):58-64.
·· 166