免费文献传递   相关文献

盐胁迫下雷竹的离子选择性吸收能力研究



全 文 :第 30 卷 第 2 期 浙 江 林 业 科 技 Vol. 30 No.2
2 0 1 0年 3月 JOUR. OF ZHEJIANG FOR. SCI. & TECH. Mar., 2 0 1 0

文章编号:1001-3776(2010)02-0056-04

盐胁迫下雷竹的离子选择性吸收能力研究

何奇江 1,2,李 楠 2,王 波 2,周文伟 2,徐文娟 3
(1. 中国林业科学研究院,北京 100091;2. 浙江省林业科学研究院,浙江 杭州 310023;
3. 浙江省安吉县林业科学研究所,浙江 安吉 313307)

摘要:通过对雷竹土壤用 0、0.1%、0.3%、0.5%不同浓度的 NaCl 溶液进行浇灌,并计算其根系对土壤中 Na+、
K+的选择性吸收能力来分析雷竹的耐盐程度和时间,结果表明,雷竹可以在短时期忍受土壤 Na+浓度在 0.3%以内
的胁迫,适当外施钙肥能缓解雷竹受盐胁迫的伤害程度。
关键词:雷竹;盐胁迫,离子,选择性吸收
中图分类号:S718.43 文献标识码:A

Study on Ionic Selective Absorption of
Phyllostachy praecox cv. prevernalis under Salt Stress

HE Qi-jiang1,2,LI Nan2,WANG Bo2,ZHOU Wen-wei2,XU Wen-juan3
(1. Chinese Academy of Forestry, Beijing 100091, China;
2. Zhejiang Forestry Academy, Hangzhou 310023, China; 3. Anji Forestry Institute of Zhejiang, Anji 313307, China)

Abstract: Experiment was conducted on selective absorption(SA) of Phyllostachy praecox cv. prevernalis root from soil treated by 0, 0.1%, 0.3%,
and 0.5% of NaCl solution.. The result showed that salt tolerance duration of Ph. praecox cv. prevernalis was short within 0.3% NaCl. Application of
NA could reduce damage of salt stress.
Key words: Phyllostachy praecox cv. prevernalis; salt stress; ion; selective absorption

雷竹(Phyllostachy praecox cv. prevernalis)为浙江西北地区的主要笋用竹种之一,由于其出笋早、产量高、
笋味好而受到广泛栽培。通过科技人员的大量试验研究,覆盖早出丰产技术已得到广泛应用,并在生产上取得
了很大的经济效益,现已成为竹区农民提高经济收入的重要手段,并通过引种广泛栽培到其它地区。近几年在
沿海地区也有所发展,但沿海有些地区种植地是近海围垦地,含盐量较高,致使个别引种地出现雷竹死亡现象,
有些地方虽然成活,但生长也严重不良。
Flower[1]和王锁民[2]等人均提出了植物体内离子选择性吸收能力是植物耐盐性的一个重要因素,植物在不同
程度盐胁迫下离子的选择性吸收能力也是不一样的。另外 Ca2+被认为是细胞代谢的总调节者,具有防止其他过
量离子毒害的功能[3],Ca2+也是植物必需的一种矿质营养元素,它对维持细胞壁、细胞膜以及膜结合蛋白的稳
定性,调节无机离子运输,以及作为细胞内生理生化反应的第二信使偶联外界信号,调控多种酶活性等都具有
重要的作用[4]。研究表明,盐胁迫下由于 Na+和 Ca2+,Cl-和 NO3-的竞争性抑制,导致了植物体内钙和氮素营
养的缺乏[5]。因此本文就不同程度盐胁迫对雷竹离子的选择性吸收能力做初步的探讨,并对盐胁迫下雷竹根系
收稿日期:2009-11-10;修回日期:2010-01-18
基金项目:“十一五”国家科技支撑计划专题“亚热带基岩质海岸防护林体系构建技术试验示范”(2006BAD03A1406)
作者简介:何奇江(1976-),男,浙江诸暨人,副研究员,从事竹林培育研究。

2期 何奇江,等:盐胁迫下雷竹的离子选择性吸收能力研究 57

Ca2+的含量变化也进行了初步研究。
1 材料和方法
1.1 试验材料
盆栽试验在浙江省林业科学研究院竹类植物园内进行,试验的雷竹于 2009年 3月盆栽到内径约 60 cm,深
50 cm 的陶瓷盆中,盆内土壤取自浙江省林业科学研究院竹类植物园雷竹林内,雷竹年龄为 1 年生竹苗(2008
年的雷竹),直径基本一致,为 3 cm左右,共栽培 40盆,并于 7 d后对死亡的雷竹进行重新种植,种植后进
行日常管理。
1.2 试验设计
2009年 10月 30号对盆栽竹子用不同浓度 NaCl溶液进行浇灌,浓度分别为 0、0.1%、0.3%、0.5%,每处理
10盆,每 2 d浇 1次,每次浇灌至溶液从盆底流出为至,共浇灌 30 d(至取样结束为止)15次,并在第 6、第 12、
第 18、第 24、第 30天进行 5次取样并测定。
1.3 取样与分析
1.3.1 取样 按时间共取样 5次,分别是 11月 4日、11月 10日、11月 16日、11月 22日、11月 28日,每次
每种处理取 3盆,分别取土壤和竹根,带回实验室进行分析。
1.3.2 土壤分析 测定全氮、全磷、速氮、速磷、交换性钾、水溶性钾、交换性钠、水溶性钠、有机质含量、
含盐量、pH值和含水量。全氮测定参照 LY/T 201228-1999、全磷测定参照 LY/T 201232-1999、速氮测定参照
LY/T 201231-1999、速磷测定参照 LY/T 201233-1999、交换性钾和交换性钠测定参照 LY/T 201246-1999、有机
质含量测定参照 LY/T 1237-1999、含盐量测定参照 LY/T 201251-1999、pH值测定参照 LY/T 201239-1999、含水
量测定参照 LY/T 201213-1999、水溶性钾和水溶性钠用火焰光度法[6]。
1.3.3 竹根分析 测定钾、钙和钠离子含量。测定方法参照 LY/T 1271-1999。
1.3.4 数据计算 土壤中有效性钾含量为交换性钾和水溶性钾之和,土壤中有效性钠含量为交换性钠和水溶性
钠之和[2]。离子选择性吸收能力参照王锁民等[7]提出的植物根系对土壤中 Na+、K+的选择性吸收(SA)能力为:
SA =(根土壤土壤有效性[Na+]/[K+])/(根系[Na+]/[K+]),SA值愈大,表示根系拒排 Na+、吸收 K+的能力
愈强,即根系的选择性吸收能力愈强,数据处理应用 Excel软件。
2 结果与分析
2.1 雷竹离子 SA能力的变化
从表 1 可以看出,对照试验 5 次取样的 SA 变化不是
很明显,其他处理的 SA有明显变化。
2.1.1 不同胁迫浓度下雷竹 SA 变化 对不同胁迫浓度下
SA的数据分别为不同处理 5次取样的平均值,见图 1。从
图 1可以看出,雷竹的 SA随着盐胁迫浓度的升高而升高,
在 0.3%处理时达到高峰,随后又开始下降。这表明雷竹根
系在低浓度盐胁迫时仍可以吸收较大量 Na+,但随着浓度的升高有一定的自我保护功能,减少 Na+的吸收,而
加强 K+的吸收,但当超过一定的盐胁迫浓度时,这些自我保护功能逐渐消失,从而又增加了 Na+的吸收,对植
物造成一定的影响,这需要进一步研究盐胁迫下雷竹体内的生理生态变化,包括各种酶、光合吸收作用、膜透
性等方面,以了解其机理。
2.1.2 不同胁迫时间雷竹 SA 的变化 对不同胁迫时间下雷竹 SA 的数据为同一取样时间不同处理的平均值,
见图 2。从图 2中可以看出,盐胁迫 6 d后根系的 SA最强,之后迅速下降,并且基本维持在一定的水平而变
表 1 不同盐胁迫处理后雷竹的 SA
Table 1 Ionic SA of Ph. praecox cv. prevernalis under
different treatment of salt stress
时间处理 第 1次 第 2次 第 3次 第 4次 第 5次
ck 6.10 5.17 8.14 9.09 7.48
0.1 32.99 35.81 22.56 10.96 15.86
0.3 134.98 36.98 25.03 18.52 31.69
0.5 42.75 10.44 35.78 15.57 11.79

58 浙 江 林 业 科 技 30卷

化较小,这可能是由于盐胁迫刚刚开始,雷竹的生长环境刚好处在变化期,雷竹对 Na+吸收还不是很敏感。
但从表 1可以看出,不同的胁迫浓度处理还是有区别的,第 6天的 0.3%的 SA能力最强,而 ck最弱,而 0.5%
的处理又强于 0.1%的处理,这主要是由于 ck处理,没有加入 Na+,所以其对 Na+和 K+吸收没有明显变化,
而 0.1%的处理可能是由于浓度较低,又由于时间短,对雷竹的影响不大;而 0.3%的处理 6 d后的雷竹刚好其
根系的 SA 能力处于最佳状态,所以其 SA 能力特别强,但随着处理时间的延长,其 SA 能力迅速下降,这可
能是随着处理时间的延长,破坏了其保护系统,吸收了较多的 Na+;而 0.5%的处理 6 天后的 SA 能力不强,
可能是 0.5%的浓度对雷竹来说已偏高,破坏了其保护系统,这需要进一步对盐胁迫下雷竹体内的生理生态变
化,包括各种酶、光合吸收作用、膜透性等方面进行研究来证实。
2.2 不同胁迫浓度和不同胁迫时间下雷竹根系 Ca2+的含量变化
Ca2+在植物盐胁迫中起着十分重要的作用,有报道,根系在胁迫条件[8],钙吸收明显减少。高湿度和高盐
浓度下,番茄、蓟菜吸收的钙从木质部转运
至茎尖也明显被抑制[9~10]。番茄果实中钙浓
度很低时,果实中钙的转运也很少,且被高
盐浓度所抑制[8]。根系质膜和液泡膜质子泵
为盐胁迫下植物对离子的吸收和运输提供动
力,促进根细胞中的 Na+通过 Na+/H+逆向
运输而在液泡中积累,促进 K+和 Ca2+等离子的 SA[11]。因此我们对根系的 Ca2+浓度进行了测定,具体数据见表
2。从不同处理来看,ck的 Ca2+浓度变化不大,基本维持在 0.18 mg/g左右,而其他 3种处理在第 1次取样时,
Ca2+浓度明显上升,然后又迅速下降并基本保持不变,这有可能是盐胁迫的开始阶段,雷竹有一定的自我保护
功能,通过吸收 Ca2+浓度来降低对 Na+的吸收,从而缓解盐胁迫伤害,但随着时间的推移,保护系统受到一定
程度的破坏,大量吸收 Na+,从而降低了对 Ca2+的吸收,因此外施 Ca2+应该能缓解盐胁迫对雷竹的伤害。
3 结论与讨论
(1)雷竹的离子 SA能力随着盐胁迫浓度的升高而升高,在 0.3%NaCl溶液处理时达到高峰,随后又开始
下降,因此单从离子 SA能力来说,雷竹能耐 0.3%的 NaCl溶液处理,该处理的土壤平均有效 Na+含量 0.35%,
但当浓度继续升高时,对雷竹造成一定的影响,不利于雷竹的正常生长。
(2)在处理后的第 6 天,雷竹的离子 SA 能力较强,尤为 0.3%NaCl 溶液处理最强,但随着处理时间的延
长,其 SA 能力迅速下降,这可能是随着处理时间的延长,破坏了其保护系统,另外较高浓度(0.5%)的处理
时,离子 SA能力一直不强。
(3)盐胁迫后,根系 Ca2+浓度先明显上升,后又迅速下降并基本保持不变,这可能是初始阶段,雷竹有
表 2 不同盐胁迫下根系的 Ca2+浓度
Table 2 Ca2+concentration of root system under different salt stress
mg/g
处理 第 1次 第 2次 第 3次 第 4次 第 5次 平均
ck 0.20 0.18 0.19 0.17 0.17 0.18
0.1 1.24 0.33 0.33 0.48 0.10 0.50
0.3 1.11 0.21 0.26 0.27 0.26 0.42
0.5 1.18 0.26 0.15 0.09 0.26 0.39
平均 0.93 0.24 0.23 0.25 0.20
图 2 不同胁迫时间下雷竹的 SA
Figure 2 Ionic SA of Ph. praecox cv. prevernalis under
different salt stress duration
0
10
20
30
40
50
60
第一次 第二次 第三次 第四次 第五次
SA

取样时间
图 1 不同胁迫浓度下雷竹的 SA
Figure 1 Ionic SA of Ph. praecox cv. prevernalis under
different concentration of salt stress
0
10
20
30
40
50
60
ck 0.1 0.3 0.5
SA

NaCl 浓度/%

2期 何奇江,等:盐胁迫下雷竹的离子选择性吸收能力研究 59

一定的自我保护功能,通过吸收较多的 Ca2+浓度来降低对 Na+的吸收,缓解盐胁迫伤害,但盐胁迫时间过长,
植物内部生理系统受到破坏,从而降低了对 Ca2+的吸收。
(4)单从雷竹的离子 SA能力来说,雷竹可以在短期内忍受土壤 Na+浓度在 0.3%的胁迫,并且适当外施钙
肥能缓解雷竹受盐胁迫的伤害程度。

参考文献:
[1] Flower T J,Yeo A R. Ion relation of salt tolerance[A]. Baker D A,Hall J L. Solute tramsport in plant cells and tissues[M]. New York:John
Wiley and Sons,Inc,1988. 392-416.
[2] 王锁民. 不同程度盐胁迫对碱茅离子吸收与分配的影响[J]. 草地学报,1996,4(3):186-193.
[3] Wallace A,Frolich E,Lunt O R. Calcium requirements of higher plants[J]. Nature,1966(209):634.
[4] 何龙飞,沈振国,刘友良. 铝胁迫下钙对小麦根液泡膜功能和膜脂组成的影响[J]. 南京农业大学学报,2000,23(1):10-13.
[5] Grieve C M,Shannon M C.Ion accumulation and distribution in shoot components of salt-stressed eucalyptus clones[J]. Am Soc Hort Sci,
1999,124(5):559-563.
[6] 中国土壤学会农业化学专业委员会. 土壤农业化学常规分析方法[M]. 北京:科学出版杜,1984. 216-217.
[7] 王锁民,朱兴运,舒孝喜. 碱茅离子吸收与分配特性研究[J]. 草业学报,1994,3(1):39-43.
[8] Ehret D L,Ho L C. Translocation of calcium in relation totomato fruit growth[J]. Ann of Bot,1986(58):679-688.
[9] Ho L C,Adams P. Effects of diurnal changes in the salinity of the nutrtient solution on the accumulation of calcium by tomato fruit[J]. Ann Bot,
1989(64):373-382.
[10] Franscois L E. Calcium deficiency of artichoke buds in relation to salinity[J]. Hort Sci,1991,26(5):549-553.
[11] 刘友良,汪良驹. 植物对盐胁迫的反应和耐盐性[A]. 余叔文,汤章城. 植物生理和分子生物学[M]. 北京:科学出版杜,1998,752-769.