全 文 :西北林学院学报 2007, 22( 6): 14~ 17
Journal of No r thw est Fo r estry Univ e rsity
不同盐分条件下金光杏梅幼苗生长和光合特性研究
刘遵春 , 孙涌栋 , 赵润洲 , 王军涛
(河南科技学院 , 河南新乡 435003)
摘 要: 研究了不同程度盐胁迫对金光杏梅幼苗生长和光合特性的影响。结果表明:盐胁迫抑制了
金光杏梅幼苗的生长 ,随着盐浓度的升高 ,金光杏梅的株高、叶面积、叶鲜重、叶干重、茎干重、根干
重均显著降低 ;叶片叶绿素含量、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度亦显著降低 ,且盐浓度越高 ,下降
幅度越大 ;细胞间隙 CO2浓度随着盐浓度增加而增大 ,表明盐胁迫下非气孔因素是导致金光杏梅叶
片光合速率下降的主要原因。
关键词: 盐胁迫 ;金光杏梅 ;幼苗 ;光合特性
中图分类号: S662. 401 文献标识码: A 文章编号: 1001-7461( 2007) 06-0014-04
Studied of Grow th and Photosynthesis in Jing uang Plum Seedling s under
Different Salt St resses
LIU Zun-chun, SUN Yong-dong , ZHAO Run-zhou, WANG Jun-tao
( Henan Inst itut ion of Sci-Tech , X inxian g , Henan 453003, China )
Abstract: Using pot ted Jinguang plum seedling s as material, ef fect of sal t st ress on the g row th and pho to-
synthesis of seedling s were studied. The results show ed that the g row th of Jinguang plum seedling s w ere
rema rkably rest rained by salt st ress. With the increasing o f sa lt concentra tion, the plant heigh t, leaf area,
leaf f resh weight , leaf dry w eight , stem dry w eigh t and roo t dry w eight w ere rema rkably decreased, and
the chlorophyll content , pho to synthesis rate, t ranspiration rate and stomatic conductance in leaves w ere
declined too , but the intercellular CO2 concentra tion was inclined. The primary reason of the decrease of
photosynthesis rate was nonstomatic factor under salt st ress.
Key words: salt st ress; Jinguang plum; seedling; photosynthesis
土壤盐碱化是影响农林业生产的严重问题 ,多
年来一直困扰着农林业生产的发展。 我国盐碱地面
积约 0. 27亿 hm2 ,其中 ,海涂盐碱地面积约占海岸带
总面积的 17. 35% [1 ] ,如何利用和开发我国盐渍土地
资源已成为我国农林业生产中需要迫切解决的问
题。果树属于对盐敏感的非盐生植物 ,土壤中过量的
盐分会影响果树的生长、产量和果实品质。目前有关
果树耐盐研究多集中在砧木选择 [1 ]、生理生化指标
变化规律 [2 ]等方面 ,而关于盐胁迫对果树光合特性
影响的研究不多 [ 3~ 7]。金光杏梅是近几年颇具发展
潜力的一种核果类果树品种。本研究主要探讨盐胁
迫对金光杏梅光合特性的影响 ,以期为其耐盐性研
究提供科学依据。
1 材料与方法
1. 1 材料及处理
试验采用无土栽培技术 , 2006年 3- 7月在河
南科技学院果树教学基地进行 (有防雨设施 )。供试
材料为盆栽 1 a生金光杏梅嫁接苗 ,砧木为山桃。花
盆口径 30 cm,高 25 cm (盆底有孔 ,以免积水 )。培
养基质为蛭石和珍珠岩 ,二者比例为 1∶ 1,苗木 3月
17日上盆 ,在充足供水条件下培养。 4月下旬 ,苗木
进入旺盛生长期时 ,进行盐胁迫处理。
试验共设 5个盐浓度处理: 0. 1% 、 0. 2% 、
收稿日期: 2007-01-22 修回日期: 2007-03-19 基金项目:河南科技学院重点科研项目资助 ( 040109)
作者简介:刘遵春 ( 1976-) ,男 ,山东聊城人 ,硕士 ,助教 ,主要从事果树栽培生理教学与科研工作。
0. 3%、 0. 4% 、 0. 5% ,以清水为对照 , 每处理 3个重
复 ,即 3盆。
为便于盐溶液渗透均匀 ,在处理前控水几天 ,连
续盐胁迫两周后选取枝条中部成熟叶片进行各项指
标测定。
1. 2 测定方法
采用 CI-301型便携式 CO2气体分析仪正点测
定不同盐分条件下金光杏梅叶片净光合速率 的变
化规律 ,时间为 8: 00- 12: 00,每隔 1 h测定1次 , 3次
重复 ,取其平均值为该天净光合速率值。在测定净光
合速率的同时 ,同步测定叶片蒸腾速率、气孔导度、
细胞间隙 CO2浓度等指标。叶绿素含量测定参照李
合生的方法 [8 ]。
1. 3 数据处理
所有测定数据均采用 Eccel软件和 SPSS软件进
行统计分析。
2 结果与分析
2. 1 盐胁迫对金光杏梅幼苗生长的影响
试验表明 ,随着盐浓度的增加 ,金光杏梅株高、
叶面积、叶鲜重、叶干重、茎干重、根干重均呈下降趋
势 ,且各指标间有显著差异 (表 1)。在 0. 3%、 0. 4%和
0. 5%盐浓度时 ,与对照相比 ,金光杏梅株高分别下
降了 25. 4% 、 36. 5%和 42. 9% ,叶面积分别下降了
14. 8%、 21. 4%和 24. 0% ,与对照均达到差异显著水
平。 同时 ,随着盐浓度的升高 ,金光杏梅枝条停长时
间提前 ,枝条粗度减小 ;在高盐浓度下 ,随着胁迫时
间的延长 ,出现叶片焦枯和脱落现象 ,说明高浓度盐
胁迫对金光杏梅幼苗生长具有显著的抑制作
用。
表 1 盐胁迫对金光杏梅幼苗生长的影响①
Table 1 Ef fect of g row th of Jinguang plum seedlings und er salt s t res s
浓度 /% 株高 /cm 叶面积 /cm2 叶鲜重 /g 叶干重 /g 茎干重 / g 根干重 /g
CK 34. 7a 19. 6a 0. 51a 0. 19a 4. 70a 0. 27a
0. 1 31. 0a 19. 1a 0. 48a 0. 17a 4. 55a 0. 25a
0. 2 29. 2a 18. 4a 0. 46a 0. 16a 4. 43a 0. 24a
0. 3 25. 9b 16. 7b 0. 45b 0. 14b 4. 40b 0. 22b
0. 4 22. 2c 15. 4b 0. 45b 0. 14b 4. 37b 0. 20b
0. 5 19. 8c 14. 9c 0. 43b 0. 11b 4. 35b 0. 17c
①同列不同小写字母表示差异显著 ( P < 0. 05)。
2. 2 盐胁迫对金光杏梅幼苗叶绿素含量的影响
由表 2可知 ,盐胁迫下 ,金光杏梅叶片的叶绿素
a、叶绿素 b和叶绿素总含量 ( Chla+ Chlb)都随盐浓
度的增加而降低 , Chla /b值则随着盐浓度的增加而
增大。 盐浓度在 0. 1%~ 0. 2% 时 ,金光杏梅叶片中
叶绿素 a、叶绿素 b和叶绿素总含量较清水对照均有
所下降 ,但差异均未达到显著水平 ,表明较低浓度的
盐胁迫对金光杏梅光合能力影响不大 ;当盐浓度增
加至 0. 3% ~ 0. 5%时 ,叶片中叶绿素 a、叶绿素 b和
叶绿素总含量随盐浓度的增加而明显下降 ,与对照
差异均达显著或极显著水平 ,表明较高浓度盐胁迫
引起金光杏梅叶片叶绿素显著分解 ; Chla /b值随着
盐浓度的增加不断升高 ,说明盐胁迫对金光杏梅叶
片叶绿素的破坏主要表现为抑制叶绿素 b的合成或
促进其降解。
表 2 盐胁迫对金光杏梅叶片叶绿素含量的影响①
Table 2 Ef fect of ch lorophyl l conten t in Jinguang plum leav es und er salt st res s
浓度 /% 叶绿素 a含量
/( mg· g- 1 )
叶绿素 b含量
/ ( mg· g- 1) Ch la /b
叶绿素总量
/ ( mg· g- 1)
CK 8. 5Aa 3. 3Aa 2. 6Ab 11. 8Aa
0. 1 8. 3Aa 3. 2Aa 2. 7Ab 11. 5Aa
0. 2 8. 1Aa 3. 0Aa 2. 7Ab 11. 1Aa
0. 3 7. 8Bb 2. 8Ab 3. 0Aa 10. 6Ab
0. 4 7. 7Bb 2. 7Bb 3. 3Aa 10. 4Bb
0. 5 6. 5Cc 2. 5Bb 3. 3Aa 9. 0Cc
①同列不同小写字母表示差异显著 ( P < 0. 05) ,不同大写字母表示差异极显著 ( P < 0. 01)。
15第 6期 刘遵春等 不同盐分条件下金光杏梅幼苗生长和光合特性研究
2. 3 盐胁迫对金光杏梅净光合速率和气孔导度的
影响
从图 1( A)可以看出 ,盐胁迫对金光杏梅的净光
合速率有显著影响 ,各处理净光合速率较对照均有
所降低 ,且随着盐浓度的增加 ,净光合速率下降幅度
增大。在盐浓度为 0. 1%时 ,金光杏梅净光合速率下
降不明显 ,与对照未达到差异显著水平 ,说明较低的
盐浓度对金光杏梅叶片的净光合速率影响不大。但
随着浓度的增加 ,金光杏梅净光合速率逐渐下降 ,尤
其当盐浓度增加到 0. 3%以上时 ,净光合速率明显下
降 ,与对照均达到差异极显著水平。表明盐浓度为 0.
3% ~ 0. 5%时 ,显著抑制了金光杏梅叶片的光合作
用。
从图 1( B)可以看出 ,盐胁迫下 ,金光杏梅叶片
的气孔导度呈下降趋势 ,与净光合速率变化规律一
致。在盐浓度为 0. 1%时 ,金光杏梅气孔导度变化不
大 ,与对照未达到差异显著水平 ( P < 0. 05) ,随着盐
浓度的继续增加 ,金光杏梅气孔导度明显降低 ,比对
照分别下降了 14. 1% 、 26. 4% 、 38. 1%、 46. 6% ,均达
到差异显著水平 ( P < 0. 05)或极显著水平 ( P <
0. 01)。表明低浓度盐胁迫并不影响金光杏梅叶片的
气孔导度 ,但中、高浓度盐胁迫对金光杏梅叶片气孔
导度影响显著。
图 1 盐胁迫对金光杏梅叶片净光合速率 (Pn)和气孔导度 (Gs)的影响
Fig. 1 Ef fect s of sal t s tress on Pn and Gs in Jing uang plum leaves
2. 4 盐胁迫对金光杏梅蒸腾速率和细胞间 CO2浓
度的影响
由图 2( A)可知 ,盐胁迫下 ,金光杏梅叶片的蒸
腾速率均低于清水对照。在盐浓度为 0. 1% ~ 0. 2%
时 ,金光杏梅蒸腾速率变化不大 ,与对照差异不显
著 ,说明其能维持正常的蒸腾作用 ,但随着盐浓度的
增加 ,在盐浓度为 0. 3% ~ 0. 5%时 ,金光杏梅蒸腾速
率下降幅度较大 ,较对照分别下降了 26. 9%~ 54% ,
均达到差异极显著水平 ( P= 0. 01)。表明低浓度盐
胁迫并不影响金光杏梅叶片的蒸腾作用 ,但中、高浓
度盐胁迫对金光杏梅叶片蒸腾作用有显著的抑制作
用。从图 2( B)可以看出 ,盐胁迫下 ,金光杏梅叶片的
细胞间隙 CO2浓度有所上升 ,这可能是盐胁迫下叶
肉细胞本身光合能力下降所致。
图 2 盐胁迫对金光杏梅叶片蒸腾速率 ( Tr )和细胞间隙 CO2浓度 (Ci )的影响
Fig. 2 Ef fects of salt s t res s on Tr and Ci in Jinguang plum leaves
16 西北林学院学报 22卷
3 结论与讨论
植物生长的极限盐度是指植物生长在该盐度范
围内 , 50%以上的植物能正常生长 ,超过该盐度时则
50%以上的植物生长受到抑制 ,产量下降 ,即植物正
常生长的外界最大盐度范围。从金光杏梅幼苗生长
特征可以看出 ,盐胁迫降低了幼苗的株高、叶面积、
叶鲜重、叶干重、茎干重、根干重。 在盐浓度低于
0. 2%时 ,各项生长指标与对照差异不显著 ,幼苗能
正常的生长 ,当盐浓度高于 0. 2%时 ,幼苗生长受到
显著抑制 ,各项生长指标与对照达到差异显著水平。
因此在本试验条件下 ,金光杏梅的极限盐浓度为
0. 2% NaCl。
盐胁迫下 ,金光杏梅叶绿素含量呈现下降趋势 ,
其中叶绿素 a下降幅度较大 ,叶绿素 b较小 ,表明叶
绿素 a对盐胁迫较敏感 ,叶绿素 b次之 ,这与房玉
林 [3 ]等研究结果相一致。刁丰秋 [9 ]研究表明 ,盐胁迫
下叶绿素含量下降的主要原因是盐胁迫下 NaCl提
高了叶绿素酶的活性 ,加速了叶绿素降解 ,同时抑制
了叶绿素的合成。 本试验发现 ,随着盐浓度的增加 ,
金光杏梅叶片变小 ,叶色变浅 ,单位面积上的叶绿素
含量降低。
盐胁迫使植物叶片净光合速率下降的主要因素
主要是气孔部分关闭导致的气孔限制和叶肉细胞光
合活性下降导致的非气孔限制。一般认为 ,盐胁迫
下 ,植物净光合速率降低 ,气孔导度下降 ,而叶肉细
胞仍在活跃地进行光合作用时 ,细胞间隙 CO2浓度
也显著降低 ,这种情况是典型的气孔限制 ;相反 ,如
果叶肉细胞本身光合能力下降 ,即使是在气孔导度
降低的情况下 ,细胞间隙 CO2浓度也可能升高或者
不变 [10, 11 ]。郑国琦等 [ 2]研究认为 ,限制光合作用的气
孔因素和非气孔因素二者之间并不是相互独立的 ,
而是随胁迫时间的长短和胁迫浓度的变化而处于动
态变化中。在盐浓度低于 0. 6%的条件下 ,枸杞光合
下降的主要原因为气孔限制 ,而盐浓度大于 0. 6%
时 ,枸杞叶片由于盐离子 ,尤其是 Cl-的大量积累 ,
在气孔限制存在的前提下 ,非气孔限制成为光合下
降的主要因素。王素平等 [13 ]认为 , NaCl胁迫下 ,黄
瓜叶片光合速率下降的原因 ,短期盐胁迫以气孔限
制因素为主 ,随着盐胁迫时间的延长逐渐转为以非
气孔限制因素为主 ,非气孔因素是盐胁迫导致黄瓜
光合作用下降的主要原因。从本试验结果可以看出 ,
经 NaCl胁迫后 ,金光杏梅光合速率降低 ,气孔导度
减小 ,而细胞间隙 CO2浓度升高 ,说明非气孔限制因
素是盐胁迫导致金光杏梅光合作用下降的主要原
因。
参考文献:
[1 ] 杜中军 ,翟 衡 ,潘志勇 ,等 .盐胁迫下苹果砧木光合能力及光合
色素的变化 [ J] .果树学报 , 2001, 18( 4): 200-203.
[2 ] 冯长根 ,任玉华 ,李华 .葡萄耐盐性研究进展 [ J ].中外葡萄与葡
萄酒 , 2004( 3): 12-15.
[ 3 ] 房玉林 ,惠竹梅 ,高邦牢 ,等 .盐胁迫下葡萄光合特性的研究
[ J ].土壤通报 , 2006, 37( 5): 881-884.
[ 4] 李青云 ,葛会波 ,胡淑明 ,等 .钠盐和钙胁迫对草莓光合作用的
影响 [ J] .西北植物学报 , 2006, 26( 8): 1713-1717.
[ 5] 克热木· 伊力 ,侯江涛 ,买合木提 ,等 .盐胁迫对扁桃光合特征
性和叶绿体超微结构的影响 [ J] .西北植物学报 , 2006, 26( 11):
2220-2226.
[ 6] 姜卫兵 ,高光林 ,戴美松 ,等 .盐胁迫对不同砧穗组合梨幼树光
合日变化的影响 [ J] .园艺学报 , 2003, 30( 6): 653-657.
[ 7 ] 高光林 ,姜卫兵 ,俞开锦 ,等 .盐胁迫对果树光合生理的影响
[ J ].果树学报 , 2003, 20( 6): 493-497.
[8 ] 李合生 .植物生理生化实验原理和技术 [M ].北京:高等教育出
版社 , 2000.
[9 ] 刁丰秋 , 章文华 ,刘友良 .盐胁迫对大麦叶片类囊体膜脂组成
和功能的影响 [ J] .植物生理学报 , 1997, 23( 2): 105-110.
[10 ] 钱琼秋 ,魏国强 ,朱祝军 ,等 .不同品种黄瓜幼苗光合机构对盐
胁迫的响应 [ J] .科技通报 , 2004, 20( 5): 459-463.
[ 11] 朱新广 ,张其德 ,匡廷云 .对小麦光合功能的伤害主要是由离
子效应造成的 [ J] .植物学通报 , 2000, 17( 4): 360-365.
[ 12 ] 郑国琦 ,许兴 ,徐兆祯 ,等 .盐胁迫对枸杞光合作用的气孔与
非气孔限制 [ J] .西北农业学报 , 2002, 11( 3): 87-90.
[13 ] 王素平 ,李娟 ,郭世荣 ,等 . NaCl胁迫对黄瓜幼苗植株生长和
光合特性的影响 [ J] .西北植物学报 , 2006, 26( 3): 0455-0461.
17第 6期 刘遵春等 不同盐分条件下金光杏梅幼苗生长和光合特性研究