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Effects of NaCl stress on the seedling growth and K+- and Na+-allocation of four leguminous tree species.

NaCl胁迫对4种豆科树种幼苗生长和K+、Na+含量的影响


以合欢、刺槐、国槐和皂荚4种豆科树种盆栽实生幼苗为试验材料,研究了NaCl胁迫下4个树种幼苗的生长、耐盐临界浓度和Na+、K+含量的变化,并对其耐盐性进行了比较.结果表明:NaCl胁迫抑制了4个树种幼苗的生长,苗木的干物质积累量减小、根冠比增大,尤其对合欢和皂荚的影响较大;以相对干质量降至对照组50%时的NaCl浓度作为生长临界NaCl浓度(C50)指标,4个树种的耐盐强弱顺序为:刺槐(5.0‰)>国槐(4.5‰)>皂荚(3.9‰)>合欢(3.0‰);随NaCl浓度的增加,各树种幼苗根、茎、叶中Na+含量逐渐增加,K+含量先增加后减小(合欢根除外),而K+/Na+差异较大.相同浓度NaCl胁迫下,幼苗器官的Na+分布为根>茎>叶,K+因树种和NaCl浓度不同而各异,以叶片中较多,K+/Na+为叶>茎>根.NaCl胁迫下,刺槐的K+含量和K+/Na+较高,地上部分Na+含量较低,幼苗干物质量大,耐盐性较强;而合欢的K+/Na+较小,高浓度NaCl胁迫下地上部分的Na+含量较高,幼苗干物质量小,耐盐性较差.苗木地上部分对K+的积累和根部对Na+的滞留是影响豆科树种耐盐性能的主要因素.

Taking the pot-cultured seedlings of four leguminous tree species (Albizia julibrissin, Robinia pseudoacacia, Sophora japonica, and Gleditsia sinensis) as test materials, this paper studied their growth indices, critical salt concentration (C50), and K+ and Na+ allocation under different levels of NaCl stress, aimed to understand the difference of test tree species in salt tolerance. NaCl stress inhibited the seedling growth of the tree species. Under NaCl stress, the  dry matter accumulation decreased, while the root/shoot ratio increased, especially for A. julibrissin and G. sinensis. Quadratic regression analysis showed that the C50 of A. julibrissin, R. pseudoacacia, S. japonica, and G. sinensis was 3.0‰, 5.0‰, 4.5‰, and 3.9‰, respectively,i.e., the salt tolerance of the four tree species was in the order of R. pseudoacacia > S. japonica > G. sinensis > A. julibrissin. In the root, stem, and leaf of the four tree species seedlings, the Na+ content increased with the increase of NaCl stress, while the K+ content (except in the root of A. julibrissin) decreased after an initial increase, resulting in a larger difference in the K+/Na+ ratio in the organs. Under the same NaCl stress, the allocation of Na+ in different organs of the four tree species seedlings decreased in the order of root>stem>leaf, while that of K+ differed with tree species and NaCl stress, and leaf was the main storage organ for K+. The K+/Na+ ratio in different organs decreased in the sequence of leaf>stem>root. R. pseudoacacia under NaCl stress accumulated more K+ and less Na+ in stem and leaf, and had higher K+/Na+ ratio in all organs and higher dry mass, being assessed to be more salt-tolerant. In contrast, A. julibrissin under high NaCl stress accumulated more Na+ in stem and leaf, and had a lower K+/Na+ ratio in all organs and lower dry mass, being evaluated to be lesser salt-tolerant. The K+ accumulation in seedling stem and leaf and the Na+ retention in seedling root could be the main reasons for the salt tolerance of leguminous tree species under NaCl stress.


全 文 :NaCl胁迫对 4 种豆科树种幼苗生长和 K+ 、
Na+含量的影响*
莫海波摇 殷云龙**摇 芦治国摇 魏秀君摇 徐建华
(江苏省鄄中国科学院植物研究所 /南京中山植物园, 南京 210014)
摘摇 要摇 以合欢、刺槐、国槐和皂荚 4 种豆科树种盆栽实生幼苗为试验材料,研究了 NaCl 胁
迫下 4 个树种幼苗的生长、耐盐临界浓度和 Na+、K+含量的变化,并对其耐盐性进行了比较.
结果表明:NaCl胁迫抑制了 4 个树种幼苗的生长,苗木的干物质积累量减小、根冠比增大,尤
其对合欢和皂荚的影响较大;以相对干质量降至对照组 50%时的 NaCl 浓度作为生长临界
NaCl浓度(C50)指标,4 个树种的耐盐强弱顺序为:刺槐(5郾 0译)>国槐(4郾 5译)>皂荚(3郾 9译)
>合欢(3郾 0译);随 NaCl 浓度的增加,各树种幼苗根、茎、叶中 Na+含量逐渐增加,K+含量先增
加后减小(合欢根除外),而 K+ / Na+差异较大.相同浓度 NaCl胁迫下,幼苗器官的 Na+分布为
根>茎>叶,K+因树种和 NaCl浓度不同而各异,以叶片中较多,K+ / Na+为叶>茎>根. NaCl 胁迫
下,刺槐的 K+含量和 K+ / Na+较高,地上部分 Na+含量较低,幼苗干物质量大,耐盐性较强;而
合欢的 K+ / Na+较小,高浓度 NaCl胁迫下地上部分的 Na+含量较高,幼苗干物质量小,耐盐性
较差.苗木地上部分对 K+的积累和根部对 Na+的滞留是影响豆科树种耐盐性能的主要因素.
关键词摇 豆科树种摇 NaCl胁迫摇 耐盐临界浓度摇 离子分布摇 耐盐性评价
*江苏省交通厅科研项目(08Y28)和江苏洋口港开发有限公司项目资助.
**通讯作者. E鄄mail: yinyl066@ sina. com. cn
2010鄄10鄄31 收稿,2011鄄02鄄27 接受.
文章编号摇 1001-9332(2011)05-1155-07摇 中图分类号摇 Q948. 1; S687摇 文献标识码摇 A
Effects of NaCl stress on the seedling growth and K+ 鄄 and Na+ 鄄allocation of four leguminous
tree species. MO Hai鄄bo, YIN Yun鄄long, LU Zhi鄄guo, WEI Xiu鄄jun, XU Jian鄄hua ( Institute of
Botany / Nanjing Botanical Garden, Jiangsu Province and the Chinese Academy of Sciences, Nanjing
210014, China) . 鄄Chin. J. Appl. Ecol. ,2011,22(5): 1155-1161.
Abstract: Taking the pot鄄cultured seedlings of four leguminous tree species (Albizia julibrissin, Ro鄄
binia pseudoacacia, Sophora japonica, and Gleditsia sinensis) as test materials, this paper studied
their growth indices, critical salt concentration (C50), and K+ and Na+ allocation under different
levels of NaCl stress, aimed to understand the difference of test tree species in salt tolerance. NaCl
stress inhibited the seedling growth of the tree species. Under NaCl stress, the dry matter accumula鄄
tion decreased, while the root / shoot ratio increased, especially for A. julibrissin and G. sinensis.
Quadratic regression analysis showed that the C50 of A. julibrissin, R. pseudoacacia, S. japonica,
and G. sinensis was 3郾 0译, 5郾 0译, 4郾 5译, and 3郾 9译, respectively, i. e. , the salt tolerance of
the four tree species was in the order of R. pseudoacacia > S. japonica > G. sinensis > A. julibris鄄
sin. In the root, stem, and leaf of the four tree species seedlings, the Na+ content increased with
the increase of NaCl stress, while the K+ content ( except in the root of A. julibrissin) decreased
after an initial increase, resulting in a larger difference in the K+ / Na+ ratio in the organs. Under the
same NaCl stress, the allocation of Na+ in different organs of the four tree species seedlings de鄄
creased in the order of root>stem>leaf, while that of K+ differed with tree species and NaCl stress,
and leaf was the main storage organ for K+ . The K+ / Na+ ratio in different organs decreased in the
sequence of leaf>stem>root. R. pseudoacacia under NaCl stress accumulated more K+ and less Na+
in stem and leaf, and had higher K+ / Na+ ratio in all organs and higher dry mass, being assessed to
be more salt鄄tolerant. In contrast, A. julibrissin under high NaCl stress accumulated more Na+ in
应 用 生 态 学 报摇 2011 年 5 月摇 第 22 卷摇 第 5 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇
Chinese Journal of Applied Ecology, May 2011,22(5): 1155-1161
stem and leaf, and had a lower K+ / Na+ ratio in all organs and lower dry mass, being evaluated to
be lesser salt鄄tolerant. The K+ accumulation in seedling stem and leaf and the Na+ retention in seed鄄
ling root could be the main reasons for the salt tolerance of leguminous tree species under NaCl
stress.
Key words: leguminous tree species; NaCl stress; critical salt concentration; ion distribution; salt
tolerance assessment.
摇 摇 近年来,沿海滩涂资源已成为我国工农业开发
和生态建设的热点区域之一[1] . 但由于滨海盐碱地
区土壤盐分含量较高,适生林木种类稀少,特别是耐
盐的高大乔木比较稀缺,导致当地生物多样性低,生
态系统比较脆弱[2] .开展适应高盐环境的优良耐盐
树木的引种和选育研究,对改善我国滨海盐碱地的
绿化景观、增加树种多样性,以及恢复和重建沿海的
生态环境具有重要意义[3] .合欢(Albizia julibrissin)、
刺槐(Robinia pseudoacacia)、国槐(Sophora japonica)
和皂荚(Gleditsia sinensis)具有抗旱、耐盐、改良土壤
和生物固氮的优点,一直被作为盐碱地绿化的首选
树种[4] .目前国内外有关豆科树种耐盐性研究多见
于刺槐[5,6,7]、皂荚[8-9]和国槐[10],且大多从 NaCl 胁
迫生理方面探讨其耐盐机制,而有关 NaCl胁迫下的
离子平衡以及豆科植物之间的耐盐性比较研究则较
少涉及.
土壤盐分对植物的伤害主要是盐离子过量吸收
产生的毒害、渗透胁迫及 K+、Ca2+等的吸收受到抑
制[11-12] .淡土植物的耐盐性主要取决于根系对盐分
离子的选择吸收和盐分在器官、组织和细胞 3 个层
次上的区隔化[13] .陈少良等[14]和杨敏生等[15]研究
认为,NaCl 胁迫条件下维持植物体内 K+和 Ca2+的
相对稳定并抑制 Na+的吸收和向地上运输是树种具
备耐盐能力的主要途径. 在对盐碱地绿化植物选择
时,首先需要了解该树种的耐盐范围.国内外相关研
究大多集中在草坪植物[16-18]和农作物[19]上,园林
绿化树木的耐盐阈值研究目前缺乏相关报道. 笔者
通过盆栽模拟试验,研究了不同浓度 NaCl 胁迫下,
合欢、刺槐、国槐和皂荚幼苗的生长情况和 K+、Na+
含量分布,确定其耐盐阈值,以期为滨海盐碱地耐盐
树种的引种及培育提供科学依据.
1摇 材料与方法
1郾 1摇 供试材料及处理
试验在江苏省鄄中国科学院植物研究所景观生
态中心温室内进行 郾 供试树种为合欢、刺槐、国槐、
皂荚,其种子均购自江苏省句容县林场.盆栽试验选
用的基质为脱盐土、泥炭土、珍珠岩按 5 颐 2 颐 1(V /
V / V)配比而成的混合基质.
将供试种子冷藏 2 个月后,用 95%的无水乙醇
消毒10 min,置于托盘中,覆盖 2 层无菌水浸湿的纱
布,置于26 益培养箱中暗培养 4 ~ 7 d;种子露白后,
播于沙床中育苗,待幼苗长至 3 叶龄时,选取长势一
致的幼苗定植到栽培盆(直径25 cm、高15 cm)中,
每盆 2 株,常规养护管理.待幼苗苗龄达 4 个月时进
行 NaCl胁迫处理.
本试验采用完全随机区组设计,共设 6 个盐处
理:0 (CK)、2译、4译、6译、8译、10译,每个处理重复
3 次,每个重复 8 株苗木.为避免大量盐分对幼苗造
成盐冲击效应,采用分批次施入 NaCl溶液的方法对
幼苗进行 NaCl 胁迫,每隔 1 天施加一次盐分,每次
施入 2译(NaCl 质量占土壤干质量的千分比) NaCl
溶液,直至达到所设置的盐分浓度.花盆下垫塑料托
盘,防止盐分流失. NaCl 胁迫期间,定期定量浇水,
以平衡水分蒸发,同时防治病虫害. NaCl 胁迫处理
40 d后取样测定.
1郾 2摇 测定方法
1郾 2郾 1 苗木生长指标的测定 摇 NaCl 胁迫结束后,各
树种每处理随机抽取 5 株苗木,用清水洗净,吸干水
分后沿茎基部将地上部分和地下部分剪开,分别装
入干燥纸袋,在 105 益杀青 15 min后,于 80 益下烘
干至恒量,自然冷却后测量单株地上部分和地下部
分的干质量,计算单株平均相对干质量和根冠比.计
算公式如下:
相对干质量=(某处理组植株平均干质量 /对照
组植株平均干质量)伊100
根冠比=地下部分干质量 /地上部分干质量
1郾 2郾 2 苗木耐盐阈值的确定 摇 参照文献[16]的方
法,以相对干质量下降为对照组的 50%时所对应的
NaCl浓度作为各树种的生长临界 NaCl 浓度(C50).
以死亡率达 50%时所对应的盐分浓度作为各树种
的半致死 NaCl浓度(HLC50).
1郾 2郾 3 Na+和 K+含量的测定摇 将各植株的根、茎、叶
分别烘干、粉碎后,过 30 目筛,准确称取粉末样品
6511 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 22 卷
50 mg,参照 Hunt[20]的方法,用 WGH鄄1 火焰光度计
测定样品中的 Na+和 K+含量,重复测定 3 次,结果取
平均值.
1郾 3摇 数据处理
所有数据均采用 Excel 2007 计算平均值及标准
差,采用 SPSS 16郾 0 的 Duncan 法对数据进行方差分
析及差异显著性检验,采用 Quadratic 回归分析模型
(y=ax2+bx+c)确定各树种的 C50和 HLC50 .
2摇 结果与分析
2郾 1摇 NaCl胁迫对幼苗生长指标的影响
2郾 1郾 1 植株干质量和相对干质量 摇 由表 1 可以看
出,随 NaCl 浓度的增加,各树种幼苗的干质量和相
对干质量均呈逐渐下降趋势.与对照相比,2译NaCl
胁迫下,合欢和皂荚的干质量均显著下降,而刺槐和
国槐下降不显著;10译NaCl 胁迫下,合欢和皂荚的
相对干质量分别下降 94郾 1%和 93郾 0% ,刺槐和国槐
下降 87郾 3%和 87郾 6% . 在 4译 ~ 10译NaCl 胁迫下,
刺槐的干质量均显著高于合欢和皂荚.这表明2译 ~
10译 NaCl胁迫处理对 4 个树种幼苗的生长均有不
同程度的抑制作用.
2郾 1郾 2 根冠比摇 由表 2 可以看出,随 NaCl 浓度的提
高,4 种苗木的根冠比均呈逐渐增大的趋势.与对照
相比,合欢、刺槐、国槐和皂荚的根冠比分别在 4译、
6译、8译和 4译NaCl处理浓度时开始有显著差异;在
2译 ~4译NaCl胁迫下,合欢和皂荚的根冠比显著高
于刺槐和国槐,而当 NaCl 浓度达 6译及其以上时,
幼苗之间的根冠比均无显著差异.在 10译NaCl胁迫
下,合欢、刺槐、国槐和皂荚的根冠比分别比对照提
高了 1郾 7、2郾 4、1郾 9 和 1郾 8 倍,说明 4 个豆科树种均
有一定程度的耐盐性.其中,合欢和皂荚对 NaCl 胁
迫更为敏感,较低浓度 NaCl胁迫时其根冠比均产生
显著变化;而刺槐和国槐在应对高浓度 NaCl 胁迫
时,根冠比的增幅更大,说明其适应能力更强.
2郾 2摇 幼苗耐盐临界浓度和半致死 NaCl浓度
以不同浓度 NaCl胁迫下苗木40 d时的相对干质
量和死亡率作为因变量(Y),以 NaCl 浓度作为自变
量(X)建立回归方程,以相对干质量达 50%和死亡率
达 50%时所对应的NaCl浓度作为衡量各树种的耐盐
临界浓度(C50)和半致死 NaCl 浓度(HLC50)(表 3).
结果表明,若以 C50作为衡量树种耐盐性强弱的指标,
则 4种苗木的耐盐性强弱顺序为:刺槐>国槐>皂荚>
合欢;而以 HLC50作为评价耐盐性强弱的指标,则其
耐盐性强弱顺序为:刺槐>国槐>合欢>皂荚.
表 1摇 NaCl胁迫对不同树种幼苗干质量和相对干质量的影响
Table 1摇 Effects of different NaCl concentrations on dry mass and relative dry mass of the four tree species seedlings (mean
依SD)
NaCl 浓度
NaCl concentration
(译)
干质量
Dry mass (g)
HH CH GH ZJ
相对干质量
Relative dry mass (% )
HH CH GH ZJ
0(CK) 48郾 4依3郾 0Ce 33郾 9依1郾 7Bd 29郾 5依0郾 4Ad 27郾 3依1郾 3Ae 100郾 0 100郾 0 100郾 0 100郾 0
2 37郾 6依5郾 9Cd 31郾 6依2郾 7Bd 28郾 6依1郾 0Bd 23郾 5依1郾 1Ad 77郾 6 93郾 1 96郾 8 86郾 3
4 13郾 8依3郾 1Ac 20郾 6依3郾 0Bc 15郾 5依1郾 6Ac 12郾 7依1郾 4Ac 28郾 6 60郾 9 52郾 3 46郾 5
6 8郾 3依1郾 4Ab 11郾 4依3郾 4Bb 7郾 3依1郾 4Ab 5郾 6依1郾 0Ab 17郾 2 33郾 5 24郾 7 20郾 6
8 3郾 7依0郾 8Aa 6郾 9依1郾 1Ba 6郾 9依1郾 5Bb 4郾 3依1郾 0Ab 7郾 6 20郾 3 23郾 4 15郾 8
10 2郾 9依1郾 0Ba 4郾 3依0郾 2Ca 3郾 7依0郾 3Ca 1郾 9依0郾 6Aa 5郾 9 12郾 7 12郾 4 7郾 0
HH:合欢 Albizia julibrissin; CH:刺槐 Robinia pseudoacacia; GH:国槐 Sophora japonica; ZJ:皂荚 Gleditsia sinensis. 同行不同大写字母表示树种间
差异显著(P<0郾 05),同列不同小写字母表示处理间差异显著(P<0郾 05)Different capital letters in the same row indicated significant difference among
tree species at 0郾 05 level, while different small letters in the same column indicated significant difference among treatments at 0郾 05 level. 下同 The same
below.
表 2摇 NaCl胁迫对不同树种幼苗根冠比的影响
Table 2摇 Effects of NaCl stress on root / shoot ratio of the four tree species seedlings (mean依SD)
NaCl 浓度
NaCl concentration
(译)
根冠比 Root / shoot ratio
HH CH GH ZJ
0(CK) 0郾 36依0郾 03Ba 0郾 31依0郾 02Aa 0郾 35依0郾 02ABa 0郾 39依0郾 02Ba
2 0郾 41依0郾 04Bab 0郾 31依0郾 01Aa 0郾 32依0郾 01Aa 0郾 40依0郾 03Ba
4 0郾 47依0郾 02Bbc 0郾 37依0郾 05Aa 0郾 38依0郾 05Aab 0郾 47依0郾 04Bb
6 0郾 52依0郾 05Ac 0郾 44依0郾 09Ab 0郾 39依0郾 12Aab 0郾 52依0郾 03Ac
8 0郾 55依0郾 09Ac 0郾 48依0郾 07Ab 0郾 47依0郾 05Ab 0郾 54依0郾 03Ac
10 0郾 61依0郾 09Ad 0郾 73依0郾 02Ac 0郾 66依0郾 08Ac 0郾 68依0郾 05Ad
75115 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 莫海波等: NaCl胁迫对 4 种豆科树种幼苗生长和 K+、Na+含量的影响摇 摇 摇 摇 摇 摇
表 3摇 不同树种幼苗的生长临界 NaCl浓度和半致死 NaCl浓度
Table 3摇 Critical salt concentration(C50) and half鄄lethal salt concentration(HLC50) of the four tree species seedlings
树种
Species
NaCl浓度(X)-相对干质量(Y)回归方程
NaCl concentration (X)-Relative dry
mass (Y) regression function
C50
(译)
NaCl浓度(X)-死亡率(Y)回归方程
NaCl concentration (X)-Mortality rate
(Y) regression function
HLC50
(译)
HH Y=1郾 156X2 -21郾 475X+104郾 395
R2 =0郾 972
3郾 0 Y=1郾 004X2 -2郾 187X-0郾 893
R2 =0郾 985
8郾 3
CH Y=0郾 324X2 -12郾 981X+106郾 456
R2 =0郾 966
5郾 0 Y=0郾 558X2 -3郾 795X-2郾 679
R2 =0郾 786
13郾 2
GH Y=0郾 597X2 -15郾 764X+108郾 493
R2 =0郾 931
4郾 5 Y=-0郾 837X2 -5郾 692X+4郾 018
R2 =0郾 786
11郾 6
ZJ Y=0郾 735X2 -17郾 380X+105郾 990
R2 =0郾 977
3郾 9 Y=1郾 451X2 -5郾 402X+0郾 893
R2 =0郾 965
8郾 0
2郾 3摇 NaCl胁迫对苗木各器官 Na+和 K+含量的影响
2郾 3郾 1 Na+含量摇 由图 1 可见,随 NaCl 浓度的增加,
幼苗体内各器官中 Na+含量均呈逐渐升高的趋势,
各处理组间差异显著. 2译 ~ 10译NaCl 胁迫下,4 个
树种幼苗器官中 Na+的分布均为:根>茎>叶;2译
NaCl胁迫下,与对照相比,各树种根中 Na+含量均有
显著增加,而茎、叶中 Na+含量则没有显著差异;而
在 10译NaCl胁迫下,各树种根、茎、叶中 Na+含量均
达到最大值.相同 NaCl 胁迫条件下,刺槐和国槐幼
苗根、茎、叶中的 Na+含量均显著低于合欢和皂荚.
这说明当植物受到 NaCl 胁迫时,Na+大量进入植物
体内,根部对 Na+的滞留能力较强,积累的 Na+比茎、
叶多.相同 NaCl浓度下,刺槐茎、叶部分积累的 Na+
较少,盐害症状较轻,而合欢茎、叶部分在高浓度盐
胁迫下积累的 Na+较多,因而盐害症状较严重.
2郾 3郾 2 K+含量摇 由图 2 可见,随 NaCl 浓度的升高,
各树种幼苗根、茎、叶中 K+含量均呈先增加后减少
的趋势(合欢根除外),各处理组间差异显著. 2译
NaCl胁迫下,合欢根部对 K+的吸收被抑制,其他树
种根部 K+的含量显著增加,且达到最大值;2译 ~
6译NaCl胁迫下,苗木根和茎中 K+含量逐渐减少,
而叶片中 K+含量逐渐增加.合欢、刺槐、国槐和皂荚
叶片中 K+含量达最大值时的 NaCl浓度分别为 4译、
8译、6译和 6译.在 10译NaCl胁迫下,苗木根中 K+含
量均降至最小值;合欢、国槐和皂荚茎中的 K+含量
均显著低于对照,而刺槐茎中 K+含量仍高于对照.
这说明一定浓度的 NaCl 胁迫能促进幼苗根、茎、叶
对 K+的吸收;当 NaCl浓度超过一定限度后,则会对
K+的吸收产生抑制作用.
2郾 3郾 3 K+ / Na+ 摇 由图3可见,随NaCl浓度的升高,
图 1摇 NaCl胁迫对不同树种幼苗各器官中 Na+含量的影响
Fig. 1摇 Effects of NaCl stress on the Na+ content in different organs of the four tree species seedlings.
HH:合欢 Albizia julibrissin; CH:刺槐 Robinia pseudoacacia; GH:国槐 Sophora japonica; ZJ:皂荚 Gleditsia sinensis.同一器官中不同小写字母表示处理间差
异显著(P<0郾 05) Different small letters among different treatments in the same organ indicated significant difference at 0郾 05 level. 下同 The same below.
8511 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 22 卷
图 2摇 NaCl胁迫对不同树种幼苗各器官中 K+含量的影响
Fig. 2摇 Effects of NaCl stress on the K+content in different organs of the four tree species seedlings.
图 3摇 NaCl胁迫对不同树种幼苗各器官中 K+ / Na+的影响
Fig. 3摇 Effects of NaCl stress on the K+ / Na+ ratio in different organs of the four tree species seedlings.
幼苗根中 K+ / Na+均呈逐渐减小趋势,各处理间差异
显著;合欢和国槐幼苗茎中 K+ / Na+逐渐降低,而刺
槐和皂角幼苗茎中 K+ / Na+在 2译NaCl 胁迫下有所
增加,随后降至对照以下;而幼苗叶片中的 K+ / Na+
先增大后减小. 相同盐处理条件下,苗木各器官中
K+ / Na+比值均为:叶 >茎 >叶,且刺槐根、茎、叶的
K+ / Na+均较高.
这说明当苗木受到 NaCl胁迫时,大量 Na+进入
体内,对 K+的选择性吸收降低. 此外,地上部分的
K+ / Na+明显大于地下部分,这是因为根最先受到外
界 Na+的胁迫,抑制了其对 K+的选择性吸收,从而
积累了大量的 Na+;地上部分则需要经过体内的输
导组织和胞间离子扩散才能吸收 Na+,因此 Na+的影
响要晚于地下部分,因而其在低浓度 NaCl胁迫下仍
能保持较高的 K+ / Na+,直到高浓度胁迫伤害才能使
其对 Na+的吸收量超过对 K+的吸收,从而使 K+ / Na+
比值逐渐下降.
95115 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 莫海波等: NaCl胁迫对 4 种豆科树种幼苗生长和 K+、Na+含量的影响摇 摇 摇 摇 摇 摇
3摇 讨摇 摇 论
土壤中过量的 NaCl会对植物造成盐离子毒害、
渗透胁迫并干扰其营养离子的平衡,最终抑制植物
的生长发育[21] .本研究结果表明,NaCl胁迫下,4 个
树种植株干质量减少,根冠比增加,表明盐分对幼苗
地上部分的抑制作用大于根系,这与前人的研究结
论[5,9]相一致.但不同树种的生长状况明显不同.在
低浓度 NaCl胁迫下,合欢和皂荚的相对干质量显著
降低、根冠比明显增大,对 NaCl胁迫较敏感;而在高
浓度 NaCl胁迫下,刺槐和国槐的相对干质量显著高
于合欢和皂荚,根冠比较高,耐盐性相对较强.
由于各树种的 HLC50均远高于其 C50(表 3),因
此当环境中的 NaCl 浓度达到该植物的 C50时,植物
的干物质积累将受到严重抑制,进而影响其生长势.
而生长势的大小是决定园林绿化树种能否满足实际
需求的关键. 笔者认为,C50比 HLC50更能反映绿化
苗木的耐盐能力. 通过回归分析,4 个树种的 C50分
别为:合欢 3郾 0译,刺槐 5郾 0译,国槐 4郾 5译,皂荚
3郾 9译.其中,刺槐的 C50在汪贵斌等[22]的刺槐耐盐
范围(3译 ~5译)内. 4 个豆科苗木的耐盐性强弱顺
序为:刺槐>国槐>皂荚>合欢.
盐离子的区隔化是耐盐植物维持体内离子平衡
的途径之一[12] . 王树凤等[ 2]研究发现,NaCl 胁迫
下,弗吉尼亚栎根系的 Na+和 Cl-含量最高,从而减
小地上部的离子毒害. 本研究结果也显示,随着
NaCl浓度的增加,4 个树种幼苗的 Na+含量均显著
增大,并且 Na+主要积累在根部,叶片 Na+含量较低,
这与前人的研究结果一致. 植物体内过多的 Na+会
使代谢中的酶形成无活性的蛋白而毒害植物[15] .
Na+在根部积累,可以减轻对地上部分代谢活动的
干扰,有利于根部盐离子进行渗透调节,降低水势,
保持植物吸收水分的能力,从而减轻 NaCl胁迫对根
系造成的生理干旱. 这可能是植物适应盐害的一种
机制[23] .
K+是保证植物正常代谢的关键离子. 本试验
中,低浓度的 NaCl能促进苗木根系对 K+的吸收,而
当 NaCl浓度超过一定限度后,根系对 K+的吸收逐
渐被抑制.这说明低 NaCl胁迫下,K+ / Na+泵 ATPase
活性较高,刺激 K+、Na+交换[7];而高 NaCl 胁迫下,
由于 Na+、 K+ 相互竞争转运体处于同一结合位
点[24],过多 Na+的积累会抑制 K+ / Na+交换,从而使
根系中 K+含量明显下降.而相同浓度 NaCl 胁迫下,
叶片中 K+浓度始终维持在较高水平,推测这与叶片
对 K+的选择性吸收能力增加有关.
由于土壤中过量盐离子(Na+、Cl- )的存在,与
营养元素的吸收产生竞争,降低了植物体内总体的
营养水平[25] . 本试验中,各树种根中的 K+ / Na+随
NaCl 浓度升高而逐渐下降,与其他研究结论相
似[15,25] .推测与根中 K+含量的减少及 Na+含量的净
增加有关.
综上所述,各树种间的耐盐能力差异主要是由
于对盐离子的分配形式不同引起的. NaCl 胁迫下,
刺槐地上部分的 K+ / Na+较高,留存在根部的 Na+较
多,而叶片分配的 Na+较少,从而减轻 Na+对叶片的
伤害,使叶片得以保持较高的 K+含量. 这与耐盐大
豆的研究结果相似[19] .由此推测,Na+在植株体内的
分配及地上部分对 K+的选择性吸收是影响豆科树
种耐盐性强弱的主要原因.
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作者简介摇 莫海波, 男, 1985 年生, 硕士研究生. 主要从事
植物资源与逆境生理研究. E鄄mail: mohaibo_10@ 163. com
责任编辑摇 李凤琴
16115 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 莫海波等: NaCl胁迫对 4 种豆科树种幼苗生长和 K+、Na+含量的影响摇 摇 摇 摇 摇 摇