全 文 :收稿日期:2008-12-04
文章编号:1002-2724(2009)02-0043-03
氯化钠胁迫对小叶女贞幼苗的影响
祝 同1 ,乔海强2 ,王海清3
(1.泰安市园林管理局 ,山东 泰安 271018;2.山东大学管理学院;3.淄博市农业科学研究院)
摘要:应用根系分析软件 , 研究了水培条件下不同浓度氯化钠处理对小叶女贞幼苗根系的形态结构和生理特征的影响。
结果表明:不同浓度氯化钠胁迫处理 15天后 , 根系总长度 、主侧根长度 、平均直径 、表面积 、体积随着盐浓度的增加而减小 。随
着盐浓度的增加 ,根系中细根比例减少 , 侧根生长比主根生长更易受到氯化钠抑制。
关键词:盐胁迫;小叶女贞;根系
中图分类号:S718.43 文献标识码:A
Effect of Root in Young Seedlings of Ligustrum quihoui to NaCl
Zhu tong et al.
(Office of Management , Gardens Bureau of Tai an City , Tai an Shandong 271018 , China)
Abstract:P rog ram w ere used to inve stigate the configura tion char acte ristic and phy siolog ical function of young seedling s of
Ligustrum quihoui Car r.under different concentra tions of Salt in a so lution culture system.The results show ed that the to tal
leng th , taproo t and la te ral roo t leng th , avgdiam ten , surface area and vo lume of roo ts were decreasing in all treatments with the
enhancement of salt stress intensity in different sodium chlo ride concentraction af te r 15 days expo sure.With the enhancement
of sodium chloride concentraction , the propo rtion of fine roo t decreased , the g rowth of lateral roo ts w as easier to be inhibited
than tapro ots.
Key Words:Salt st ress;Ligustrum quihoui Car r.;Root.
盐胁迫下 ,植物的根系与土壤中盐分直接接触 ,
它的生长发育情况与植物的耐盐性能之间必然存在
一定的联系。因此了解植物根系在盐胁迫下的形态
结构和生理特征情况 ,对研究植物的耐盐力和探索
植物的耐盐机理都具有重要意义。但长期以来 ,大
多研究人员只注重研究植物地上部对盐胁迫的生理
反应 ,而对地下部根系所产生的相应变化了解相对
较少[ 1] 。根系是植物生命活动中的重要器官 ,与植
物的生长和产量的形成有密切的关系[ 2] 。土壤溶液
渗透压降低所造成的胁迫首先是由根系感受的 ,在
感受到逆境信号后根系会作出相应的反应 ,并通过
信号传导对有关基因的表达进行时间和空间的调
整 ,通过改变代谢途径和方向而影响碳同化产物在
不同器官中的分配比例 ,最终又会影响根系生长 ,并
从形态和分布上来适应环境胁迫[ 3] 。
小叶女贞适应性强 ,生长健壮 ,喜光稍耐阴 ,喜
温暖湿润的气候 ,幼苗耐寒性差 ,萌芽性强 ,易于修
剪造型;抗污染 ,能够吸收二氧化硫等有毒气体 ,是
城市绿化的优良树种之一。本文应用根系分析软
件 ,通过对不同浓度氯化钠胁迫条件下根系特征进
行测定 ,比较不同盐胁迫对小叶女贞根系总长度 、主
侧根长度 、直径 、根系表面积 、体积等根系参数的影
响 ,为进一步探讨盐胁迫下小叶女贞根系特征奠定
基础 。
1 材料与方法
1.1 材料与处理
试验在水培条件下进行 。试验材料为小叶女贞
(Ligustrum quihoui Carr.)幼苗。首先用 30℃的温
水浸种(层积种子)1 天 ,沥干水后置于铺有 3层麻
布的箩筐上 ,上盖 3层麻布 ,放在 20℃~ 25℃的环
境中 ,每天用 30℃的温水冲洗 2 ~ 3次 ,当有 10%~
15%的种子露白时即可播种 ,当培根长出后 ,仔细清
洗 ,选取生长一致幼苗 ,转移到 Hong land 营养液中
预处理 5 天 , 转移到用 Hongland 营养液配制的
0.2%、0.4%、0.6%和 0.8%氯化钠溶液中进行处
理 ,以 Hongland完全营养液做对照 ,每 5 株为一小
区 ,重复 3次 ,每 2天更换一次营养液 ,15天后取样
分析 。
1.2 根系构型的测定
用不同浓度氯化钠溶液处理 15天后 ,将幼苗小
心取出 ,在水中将根系展开(保证细根间无重叠),然
后用根系扫描仪获取图像 ,利用 WinRHIZO(2007
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山东林业科技 2009 年第 2期 总 181 期 SHANDONG FORESTRY SCIENCE AND TECHNOLOGY 2009.No.2
版)根系分析软件测定根系总长度 、平均直径 、主侧
根长度 、表面积 、体积等根系构型参数。
2 结果与分析
2.1 不同浓度氯化钠处理对小叶女贞幼苗根系总
长度 、主根和侧根的影响
图 1 盐胁迫对小叶女贞幼苗根系总长度的影响
由图 1可见 ,氯化钠处理到第 15d时 ,0.2 、0.4 、
0.6 和 0.8%的氯化钠分别使根系总长度降低
23.7%、35.8%、71.4%和 76.7%,这说明氯化钠对
根系生长有明显抑制作用 。
图 2 盐胁迫对小叶女贞幼苗主根长度的影响
从图 2可以看出 ,随着氯化钠浓度的增加 ,幼苗
根系主根长度呈下降趋势 ,在处理第 15d时 ,主根长
度随着氯化钠浓度的增加而减小 ,0.2 、0.4 、0.6 和
0.8%的氯化钠分别使主根长度下降 17.2%、
22.1%、28.3%和 30.5%。
图 3 盐胁迫对小叶女贞幼苗根系侧根长度的影响
图 3结果显示 ,当氯化钠处理到第 15d时 ,侧根
长度随着氯化钠浓度的增加而逐渐减少 ,其中 0.2 、
0.4 、0.6和 0.8%的氯化钠分别使侧根长度减少
26.1%、40.9%、87.2和 93.8%。
处理 15d后 ,从根系总长度 、主根和侧根长度的
下降幅度 ,可知同样氯化钠浓度下 ,侧根长度下降幅
度最大 ,主根长度下降幅度最小 ,这表明侧根生长比
主根生长更易受到氯化钠的抑制 。
2.2 不同浓度氯化钠处理对小叶女贞幼苗根系直
径 、表面积和体积的影响
从图 4 、5 、6可以看出 ,不同浓度氯化钠处理到
第 15天时 ,随着氯化钠处理浓度的增加 ,小叶女贞
幼苗根系的平均直径 、表面积和体积降低;幼苗根系
的表面积和体积的减少是由根系总长度和根系平均
直径减少引起的;图 4结果表明:盐胁迫到第 15d
时 ,随着盐浓度的增加 ,幼苗根系直径变小但未达到
显著水平 。图 5可以看出:随着 Cd2+浓度的增加 ,
幼苗根系表面积明显减少;盐胁迫到第 15d时 ,与对
照(CK)相比 ,根系表面积减少 ,分别比对照减少了:
41.9%、49.5%、66.7%、72.3%。图 6结果显示:幼
苗处理到第 15d时:盐处理后幼苗根系体积减少 ,分
别比对照(CK)减少了:32.9%、48.3%、57.2 、
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山东林业科技 2009 年第 2 期
70.5%。侧根数量是影响根系表面积 、体积的一个
主要因素 ,由图 5 、6可以看出盐处理能够明显抑制
侧根的发生。
3 讨论
植物主要通过根系对环境特别是水分因子变化
起响应的 ,根系与土壤间的相互作用是一个复杂的
生理过程 。该过程中 ,植物为适应周围环境 ,提高竞
争效率 ,吸收较多的养分和水分 ,根系表现出明显的
可塑性[ 4 , 5] 。根系发育和形态学特征与植物养分吸
收之间有着密切的关系[ 6] 。当作物遭受逆境胁迫
时 ,植物最先感受胁迫的器官是根系 ,然后通过根系
生长和代谢的相应调整来适应逆境胁迫[ 7] 。一般认
为 ,盐对植物造成的伤害主要表现在两个方面:一是
较低的土壤溶液渗透势 ,使根系难以吸收水分;二是
过多的钠离子和氯离子对根系的毒害作用[ 8] 。在植
物生长前期 ,盐害主要通过低渗透势而造成植物根
系吸水困难引起的 。Leidi等[ 9] 研究了不同基因型
棉花幼苗在渗透胁迫下根系的发育 ,他们发现:在渗
透胁迫下根系重量普遍下降 ,根系二次分支发育受
到抑制 ,但主根长度仍增加 ,但是 Leidi等并未将不
同原因造成的渗透势加以研究 。小叶女贞幼苗根系
对盐胁迫造成的伤害反应较为敏感 。随着处理浓度
的增加 ,根系的总长度 、主根长度 、侧根长度 、直径 、
表面积和体积均变小;不同浓度盐胁迫下 ,随着处理
浓度的增加 ,对幼苗根系造成的伤害程度增加 。盐
胁迫对植物根系造成的伤害主要是通过改变根系环
境中的水势 ,造成植物根系吸水困难 ,根系生长受到
抑制引起的。
参考文献:
[ 1]李鲁华 , 李世清 ,翟军海等.小麦根系与土壤水分胁迫关
系的研究进展[ J] .西北植物学报 , 2001 , 21(1):1~ 7
[ 2]关军锋 , 李广敏.干旱胁迫下根系功能的表达与调节
[ J] .中国基础科学 , 2001(3):25~ 28
[ 3]刘莹 , 盖钧镒 ,吕慧能.作物根系形态与非生物胁迫耐性
关系的研究进展[ J] .植物遗传资源学报 , 2003 , 4(3):265~
269
[ 4] F itte r A H .Functional significance of ro ot mo rpho log y
and roo t system a rchitectur e [ M ] .Eco log ical Interaction
Soil:Plants , Microbe s and Animals.Ox fo rd:Blackw ell Scien-
tific P ress , 1985:87~ 106
[ 5] Grime J P , Campbell B D , Mackey j M L , et a l.Root plas-
ticity , nitro gen capture and compe titiv e [ M ] .P lant Roo t
G row th:An Ecolog ical Pe rspectiv e.Ox fo rd:Blackw ell Scien-
tific P ress , 1991:381 ~ 397
[ 6]樊剑波 , 张亚丽 ,万小羽等.水稻根系与氮素吸收利用之
研究进展[ J] .植物生理科学 , 2007 , 23(2):236~ 240
[ 7] Liu F L , Andersen M N , Jensen C R.Roo t signal cont rols
pod gr ow th in dr ought-stre ssed soybean during the critical ,
abor tion - sensitive pha se o f pod development [ J] .Field
Crops Research , 2004 , 85(3):159 ~ 166
[ 8] Muhammad S , Christian Z , Sven S.Salt-r esistant and
salt-sensitiv e w heat genotypes show similar bio chemical re-
action at pro tein level in the first phase of sa lt str ess[ J] .
P lant Nut rition and Soil Science , 2006 , 170(4):542~ 548
[ 9] Leidi E O , Gutierr ez J C.Note about v ariability in r oo t
g row th of co tton at the seedling stage:effect of geno type and
o smo tic st ress[ J] .I nve stiga tion Agrarian , Production Pro-
tection Vegetables , 1993 , 8(2):165~ 169
(接第 87页)
采暖创造了条件;特别是交联聚乙烯管的应用 ,促进
了低温热水地板辐射采暖技术的日益完善和迅速发
展。
(2)节能建筑为利用地板辐射采暖提供了有利
条件 。节能建筑倡导低能耗 ,房间面积适度 、围护结
构耗热量很小 ,所以地板辐射采暖用于节能建筑 ,更
显示出其优越性 ,是一种具有发展前途和推广价值
的采暖方式。
3 结语
随着我国经济 、技术的发展和人民生活水平的
提高 ,以及人们对建筑环境的舒适性 、卫生性 、节能
性等要求的提高 ,地板辐射采暖由于其无法比拟的
优越性 ,必将得到更加广泛的推广和应用 。
参考文献:
[ 1] 亢燕铭 ,沈恒根 , 徐惠英等.地板辐射供暖的节能效应分
析[ J] .暖通空调 , 2001 , 31(4):4 ~ 6
[ 2] 宗杰.低温地板辐射采暖系统调节性能研究[ D] .天津:天
津大学 , 2003
[ 3] 程锦红.低温地板辐射采暖设计中的一些问题[ J] .新疆
有色金属 , 2002 ,(1):59~ 62
[ 4] 凌继红 ,张于峰 ,张觉荣 , 等.低温热水地板辐射供暖系统
的性能研究[ J] .煤气与热力 , 2003 , 23(3):143 ~ 145
[ 5] 付祥钊 ,林真国 ,王勇 , 等.空气源热泵与地板供暖联合运
行实验研究[ J] .暖通空调 , 2005 , 35(2):100 ~ 103
·45·
山东林业科技 祝同等:氯化钠胁迫对小叶女贞幼苗的影响 2009年第 2期