劉盛波， 張 偉， 杜尚嘉， 陳國德， 吳挺佳， 邱明紅

（海南省林業(yè)科學(xué)研究所， ?？?71158）

鹽害是抑制植物生長和造成農(nóng)作物減產(chǎn)的主要環(huán)境因素之一［1］。目前，由于森林砍伐以及植被退化導(dǎo)致土壤裸露、土地荒漠化導(dǎo)致的水分過度蒸發(fā)均使得土壤鹽漬化。土壤鹽漬化問題日益嚴重，面積也在不斷擴增，已成為人們關(guān)注的焦點問題之一［2－4］。對于如何解決土壤鹽漬化對植被造成的影響也在不斷的進行研究［5－6］。

降香黃檀（Dalbergia oderifera）為海南特有的名貴珍稀樹種，目前在海南其野生資源分布極其稀缺，已被列為國家一級保護植物，其心材具有重要的應(yīng)用價值，是上等的紅木用材及珍貴藥材［7－9］。但是，由于心材形成較為緩慢，野生資源及其生境受到嚴重的破壞，導(dǎo)致資源匱乏。因此，研究鹽脅迫對降香黃檀種子萌發(fā)及幼苗生長的影響有著重要意義。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

選取當年生海南省林業(yè)科學(xué)研究所通什分所院內(nèi)優(yōu)良母樹上發(fā)育性狀良好的降香黃檀種子為試驗材料。將試驗種子去除雜質(zhì)，用清水浸泡24h后播種于營養(yǎng)袋中。播種基質(zhì)配比為椰糠∶河沙∶黃土（1∶1∶2），在播種前用多菌靈溶液對基質(zhì)進行消毒處理。

1.2 試驗設(shè)計

1.2.1 種子萌發(fā)期試驗

設(shè)計5個不同梯度的NaCl濃度組，分別為：ck（清水）、1‰、2‰、3‰、4‰，每個處理設(shè)計3個重復(fù)，每個重復(fù)播種20粒，共300粒。播種后用不同梯度的NaCl脅迫對種子進行處理（每隔1周處理1次，直到實驗結(jié)束），并蓋以薄膜。記錄溫濕度及種子萌發(fā)時間、萌發(fā)數(shù)，觀察種子的萌發(fā)情況。

表1 NaCl脅迫對降香黃檀種子萌發(fā)及幼苗成活的影響

1.2.2 幼苗期試驗

待幼苗形成4片新葉后，每隔1周測1次葉綠素相對含量，分為早上（08：00）、中午（11：30）及下午（17：30），每隔1月測1次生長量指標，并在試驗?zāi)┢跍y量幼苗生物量、含水率及根瘤菌數(shù)量。記錄溫濕度，觀察幼苗的生長情況。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析方法

用Excel軟件對實驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，使用SPSS 16.0對數(shù)據(jù)進行方差分析，并采用單因素方差分析及用LSD在0.05水平進行多重比較［10］。

2 結(jié)果與分析

2.1 NaCl脅迫對降香黃檀種子萌發(fā)及幼苗成活的影響

由表1可知，ck組降香黃檀種子萌發(fā)率較高，4‰組較低，ck組比4‰組高23%。降香黃檀種子萌發(fā)率從高到低的順序為：ck＞1‰＞2‰＞3‰＞4‰。經(jīng)方差分析，ck組種子萌發(fā)率與1‰、2‰組之間的差異不顯著（p＞0.05），與3‰、4‰組之間的差異顯著（p＜0.05）；種子萌發(fā)時間較早的為ck組，較晚的為4‰組，ck組比4‰組早17d，種子萌發(fā)所用時間從早到晚排序分別是：ck＞1‰＞2‰＞3‰＞4‰。經(jīng)方差分析，ck組種子萌發(fā)所用時間與1‰、2‰和3‰組之間的差異不顯著（p＞0.05），ck組和4‰組之間的差異顯著（p＜0.05）；ck組幼苗成活率較高，4‰組較低，ck組比4‰組高71%，幼苗成活率從大到小的順序為：ck＞1‰＞2‰＞3‰＞4‰。經(jīng)方差分析，ck組成活率與1‰、2‰、3‰、4‰組之間的差異均為顯著（p＜0.05）。

2.2 NaCl鹽脅迫對幼苗生長量的影響

由圖1可看出，ck組葉面積較大（3.54cm2），4‰組葉面積較?。?.33cm2），ck組比4‰組高2.21cm2，幼苗葉面積從大到小的順序為：ck＞1‰＞2‰＞3‰＞4‰。經(jīng)方差分析，ck組的幼苗葉面積與1‰組之間的差異不顯著（p＞0.05），與2‰、3‰、4‰組之間的差異顯著（p＜0.05）；圖2中ck組與1‰組的葉片數(shù)較大，分別為26、25，4‰組的葉片數(shù)較?。?），ck組比4‰組多18，幼苗葉片數(shù)從大到小的順序為ck＞1‰＞2‰＞3‰＞4‰。經(jīng)方差分析，ck組的葉片數(shù)與1‰組之間的差異不顯著（p＞0.05），與2‰、3‰、4‰組之間的差異顯著（p＜0.05）。

圖1 葉面積對比圖

圖2 葉片數(shù)對比圖

從圖3、圖4、圖5可看出，ck組的苗高、根長、地徑較大，分別為：6.56，11.87，1.87mm，4‰組較小，分別為：3.12，5.20，1.27mm，幼苗苗高、根長、地徑大小從大到小的順序為ck＞1‰＞2‰＞3‰＞4‰；經(jīng)方差分析，ck組的苗高與1‰、2‰、3‰、4‰組之間的差異均為顯著（p＜0.05），ck組根長與1‰之間的差異不顯著，與2‰、3‰、4‰之間的差異顯著。ck組地徑與1‰之間的差異不顯著（p＞0.05），與2‰、3‰、4‰組之間的差異顯著（p＜0.05）。

從圖6可看出，ck組的全株生物量、地上生物量和地下生物量較高，分別為（0.68±0.16）g／株、（0.53±0.13）g／株和（0.15±0.03）g／株，4‰組較低，分別為（0.23±0.03）g／株、（0.21±0.03）g／株 和 （0.02g±0.003）g／株，ck組比4‰組分別多0.45g／株、0.30g／株和0.13g／株，幼苗植株生物量、地上生物量、地下生物量的從大到小的順序均為ck＞1‰＞2‰＞3‰＞4‰。經(jīng)過方差分析，ck組全株生物量、地上生物量、地下生物量與1‰組之間的差異均不顯著（p＞0.05），與2‰、3‰、4‰組之間的差異均顯著（p＜0.05）。

圖3 幼苗苗高對比圖

圖4 幼苗根長對比圖

圖5 幼苗地徑大小對比圖

2.3 降香黃檀幼苗葉綠素相對含量與含水量對NaCl脅迫的響應(yīng)

從圖7可看出，3‰組的葉綠素較高（40.45），4‰NaCl組的葉綠素較低（33.43），3‰組比4‰ NaCl組多出7.02，各組葉綠素從大到小的順序為：3‰＞1‰＞2‰＞ck＞4‰；經(jīng)方差分析，ck組的葉綠素與各處理組之間的差異顯著（p＜0.05）。但1‰、2‰和3‰組之間的差異不顯著（p＞0.05），與4‰組都存在差異顯著（p＜0.05）。

圖6 幼苗生物量對比圖

圖7 幼苗葉綠素相對含量對比圖

從圖8可看出，4‰組的含水率較高（81.63%），ck組較低（71.42%），各組含水率從大到小的順序為：4‰＞3%‰NaCl＞2‰＞1‰。經(jīng)過方差分析，ck組的含水率與1‰組之間的差異不顯著（p＞0.05），與2‰、3‰、4‰組之間的差異顯著（p＜0.05）。

圖8 幼苗含水率對比圖

2.4 NaCl脅迫對降香黃檀幼苗根瘤菌數(shù)量的影響

通過結(jié)果分析可得，圖9中ck組幼苗根瘤菌數(shù)量較高（19個），3‰、4‰較低（0個），ck組比3‰、4‰組均高19個，幼苗根瘤菌數(shù)量從大到小的順序均為：ck＞1‰＞2‰＞3‰＞4‰。經(jīng)方差分析，ck組幼苗根瘤菌與1‰、2‰、3‰、4‰組之間的差異均為顯著（p＜0.05）。

圖9 幼苗根瘤菌數(shù)量對比圖

3 討論與結(jié)論

3.1 NaCl脅迫對降香黃檀種子萌發(fā)及幼苗成活的影響

種子能否順利萌發(fā)是影響植物繁衍及自然群落形成的重要因素［11］。有研究證實，在鹽脅迫的生境下，大多數(shù)植物種子的萌發(fā)率會下降、萌發(fā)時間會受到推遲和延長［12］。本試驗結(jié)果表明，降香黃檀種子的萌發(fā)率會隨著NaCl脅迫程度的增強而降低，萌發(fā)時間會隨著NaCl脅迫程度的增強而推遲，與多數(shù)學(xué)者的研究結(jié)果一致。方差分析結(jié)果表明，ck組種子萌發(fā)率與1‰組之間的差異不顯著，與2‰、3‰、4‰組之間的差異顯著；ck組萌發(fā)所用天數(shù)與1‰、2‰組之間的差異不顯著，與3‰、4‰之間組的差異顯著。說明降香黃檀種子的萌發(fā)率及萌發(fā)時間都會隨著NaCl脅迫程度的增強，其差異會越顯著，即NaCl脅迫程度增強，降香黃檀種子的萌發(fā)率會越低、萌發(fā)時間會越長，種子萌發(fā)會越困難。造成這種現(xiàn)象的原因一是種子內(nèi)部滲透調(diào)節(jié)與離子效應(yīng)共同作用的結(jié)果，即在高濃度的NaCl脅迫下，外界的滲透壓過高而阻礙種子對水分的吸收，造成種子缺水；二是導(dǎo)致種子內(nèi)部產(chǎn)生離子毒害作用［12］。

經(jīng)試驗?zāi)┢诘挠^測，ck組成活率較高（100%）；而隨著鹽脅迫程度的增強幼苗成活率呈逐漸下降趨勢，ck＞1‰＞2‰＞3‰＞4‰，4‰組幼苗成活率較低（29%）。說明NaCl脅迫程度增強時幼苗的成活率會逐漸降低，當NaCl脅迫程度過高時，幼苗可能將無法保持正常的生長，出現(xiàn)全部死亡現(xiàn)象。

3.2 NaCl脅迫對降香黃檀幼苗生長量的影響

許多研究表明，植物幼苗在初期生長階段最容易受到環(huán)境脅迫的影響，尤其在鹽脅迫下，幼苗的生長會受到抑制作用［13－14］。本試驗結(jié)果表明，降香黃檀幼苗苗高、地徑大小、根長、葉面積、葉片數(shù)等生長量指標均會受到NaCl脅迫的影響，并且NaCl脅迫程度越強，此影響越大。ck組各項生長量指標均較高，4‰組均較低；此外，ck組幼苗的苗高、地徑大小、葉面積和葉片數(shù)的均隨著NaCl脅迫程度的增強而降低；方差分析結(jié)果表明，ck組幼苗的以上5項指標均隨著NaCl脅迫程度的增強，其差異越趨向于顯著。說明NaCl脅迫能夠?qū)迪泓S檀幼苗的生長起到一定的抑制作用，這與多數(shù)研究結(jié)論一致。具體表現(xiàn)為幼苗苗高降低、地徑縮小、根部生長受到抑制、葉片生長量減少、葉面積縮?。?5］。此外，對幼苗生長觀測發(fā)現(xiàn)，隨著NaCl脅迫程度增加幼苗葉片會產(chǎn)生變厚、顏色變得深綠，且葉片趨于肉質(zhì)化。這可能是由于在NaCl脅迫下，幼苗為了減少自身的蒸騰作用，保持體內(nèi)水分，維持體內(nèi)滲透壓平衡而產(chǎn)生的適應(yīng)性生長［16］。

生物量變化是植物對鹽脅迫的綜合反應(yīng)，是評估鹽脅迫程度和植物抗鹽能力的可靠指標［17］。本試驗結(jié)果表明，ck組幼苗全株生物量、地上生物量、地下生物量均較高，4‰組均為較低，ck組全株生物量為4‰組的2.95倍。而且降香黃檀幼苗的全株生物量、地上生物量、地下生物量隨著鹽脅迫程度的增強而下降；方差分析結(jié)果表明，ck組總生物量、地上生物量、地下生物量與1‰組之間的差異均不顯著，與2‰、3‰、4‰組之間的差異均顯著，說明NaCl脅迫會對幼苗生物量變化造成影響。

3.3 降香黃檀幼苗葉綠素相對含量與含水量對NaCl脅迫的響應(yīng)

葉綠體是植物進行光合作用的主要場所，是反應(yīng)植物光合能力的重要指標［18－19］。有研究表明，鹽脅迫能導(dǎo)致植物體內(nèi)葉綠素相對含量下降［20－21］。本試驗結(jié)果表明，3‰組葉綠素相對含量較高，而4‰組較低，1‰、2‰、3‰組葉綠素的均高于ck組，而4‰組葉綠素卻低于ck組，這說明3‰可能是降香黃檀幼苗承受NaCl濃度的最大閾值。當超過該值時，細胞中Na＋和Cl－過度積累使得葉綠體內(nèi)部的結(jié)構(gòu)及成分產(chǎn)生改變，脅迫程度超出了幼苗體內(nèi)的對NaCl自身調(diào)節(jié)能力，導(dǎo)致在4‰葉綠素相對含量明顯下降［22－23］。

幼苗體內(nèi)含水率從高到低的順序為：4‰＞3‰＞2‰＞1‰＞ck，4‰組較高，ck組較低。方差分析結(jié)果表明，ck與1‰、2‰、3‰、4‰之間的差異顯著。造成這種現(xiàn)象的原因可能是，在NaCl脅迫下，幼苗體內(nèi)Na＋和Cl－積累增多，幼苗需要大量吸水來維持自身滲透壓平衡而對鹽脅迫產(chǎn)生響應(yīng)［22－23］。

3.4 NaCl脅迫對降香黃檀幼苗根瘤菌數(shù)量的影響

根瘤菌在與植物共生時，能起到固定空氣中的氮素為植物提供營養(yǎng)［24－25］。在根瘤菌的生長受到影響時，植物體內(nèi)的許多生命活動也因此受到影響［24－25］。本試驗結(jié)果表明，降香黃檀幼苗根瘤菌的數(shù)量隨著NaCl脅迫程度的增強而下降，ck組較高（19個），3‰、4‰組較低（0個）；方差分析結(jié)果表明，ck組根瘤菌數(shù)量與1‰、2‰、3‰、4‰組之間的差異顯著。說明NaCl脅迫會對降香黃檀幼苗根瘤菌數(shù)量的生長產(chǎn)生嚴重的影響，且此影響會隨著NaCl脅迫程度增強而加強。

由于根瘤菌與植物為互利共生關(guān)系，所以根瘤菌的生長受到限制時，植物生長也會隨之受到影響。

總之，隨著NaCl脅迫程度的增強，降香黃檀種子萌發(fā)率逐漸下降。在NaCl濃度過高時，種子可能會出現(xiàn)停止萌發(fā)的現(xiàn)象；隨著NaCl脅迫程度的增強，對降香黃檀幼苗的生長產(chǎn)生抑制作用會越強，幼苗的生長會逐漸緩慢。此外，NaCl濃度過高時，幼苗可能將無法進行正常的生命活動。因此，鹽脅迫對降香黃檀生長具有鹽害作用，同時引發(fā)了對解決鹽脅迫影響植物生長的思考。在目前環(huán)境污染嚴重，土地鹽堿化、鹽漬化問題越來越突出、土壤安全問題日益凸顯的情況下，探討鹽脅迫對植物生長的研究有著重要意義。

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