丁曉麗，易海艷

(新疆喀什大學 生物與地理科學學院，新疆 喀什 844000)

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干旱區(qū)鹽漬生境下新疆楊和吳屯楊生理指數(shù)研究

丁曉麗，易海艷

(新疆喀什大學 生物與地理科學學院，新疆 喀什 844000)

摘要：[目的]為南疆鹽堿地區(qū)引種優(yōu)良耐鹽堿楊樹品種提供理論依據(jù)。[方法]以新疆本地種新疆楊(Populus alba L. var. pyramidalis)和引進種吳屯楊(P. wutunensis)為研究對象，在兩種物種生長的環(huán)境中，測定了兩種楊樹植物生長環(huán)境中的土壤含鹽量、含水量、pH值及兩種楊樹在不同鹽濃度土壤中的成活率和葉綠素含量。[結(jié)果]研究地點的土壤含水量隨土壤深度增加，呈現(xiàn)先下降，后升高的趨勢。含鹽量隨著土壤深度的增高呈上升趨勢。兩種楊樹葉片中的葉綠素含量及兩種楊樹幼苗的成活率都隨著含鹽量和pH值的升高，呈下降趨勢。[結(jié)論]新疆楊的成活率、葉片葉綠素變化趨勢比吳屯楊變化更為明顯，因此吳屯楊的耐鹽性高于新疆楊。

關鍵詞：新疆楊；吳屯楊；耐鹽性

楊樹(Populus simonii)是我國“三北” 地區(qū)的主要造林樹種。在我國北方，特別是西北地區(qū)，水分、鹽分是干旱、半干旱地區(qū)樹木生長的重要環(huán)境因子[1，2]。新疆南部，地處塔克拉瑪干沙漠南緣, 昆侖山北麓，屬于暖溫帶干旱荒漠氣候,極端干旱，生態(tài)環(huán)境脆弱，其中塔克拉瑪干沙漠腹地年均降水量不足50mm，年均蒸發(fā)量高于2500mm。南疆地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水主要靠灌溉，在沒有灌溉條件的地方，楊樹生長受到了嚴重的抑制，從而限制了楊樹的經(jīng)濟效益和生態(tài)效益的發(fā)揮。

新疆楊(Populus alba L. var. pyramidalis) 是南疆地區(qū)護林體系的重要組成樹種，其根系較深, 抗風力強，對葉部病害及煙塵具有一定抗性[3，4]。吳屯楊(P. wutunensis)是遼寧省新民縣林業(yè)局趙貴金高級工程師，由單株選育出的生長良好、表現(xiàn)突出的天然雜交小鉆楊，經(jīng)大連民族學院吳屯楊項目組多年繁育、盆栽和種植對比試驗，并獲得專利[5～8]。該樹種除具有抗旱、耐瘠薄、耐鹽堿，還具有抗病蟲害、樹干通直、材質(zhì)優(yōu)良、速生豐產(chǎn)等特性，是優(yōu)良天然雜交種。長期以來，關于楊樹的研究報道主要集中在華北和東北地區(qū)[9]，而西北地區(qū)常用的造林樹種楊樹研究較少，尤其是缺乏在南疆特殊地理、氣候條件下，水分、鹽分對不同楊樹品種生理生長變化及指標影響的分析。

本研究首次將吳屯楊引種至新疆喀什地區(qū)伽師縣，比較在不同鹽分、水分條件下新疆楊和吳屯楊生理參數(shù)的不同，為該地區(qū)合理引種楊樹的種質(zhì)資源提供理論依據(jù)。

1研究材料與方法

1.1研究材料與研究地點概況

以新疆楊(Populus alba L.var. pyramidalis)和吳屯楊(P. wutunensis)的一年生苗為研究材料。新疆楊、吳屯楊由課題組提供，實驗樣地也由課題組提供。

本項研究是在喀什地區(qū)伽師縣國營林場進行。地點位于喀什噶爾沖積平原中下游，塔里木盆地西緣，克孜河下游，北緯39°26.67′，東經(jīng)76°48.50′，海拔1 375m，年平均降雨量64.6mm，年均蒸發(fā)量2 051.5mm，年平均氣溫11.7 ℃，年極端最高氣溫為41.1 ℃，年極端最低氣溫為-22.1 ℃。全年日照時數(shù)為2 923.7h，無霜期平均233d左右。

1.2研究方法

1.2.1土壤樣品的采集及土壤含水量的測定

在試驗地隨機挑選6塊地并編號，每塊地取2個采樣點，用土鉆取樣至50cm。分別在垂直刨面的0cm，10cm，20cm，30cm，40cm，50cm處，用環(huán)刀取一定量的土樣，放入鋁制盒，并做好相應的標記。土壤含水率采用烘干法。在實驗室稱取土樣和鋁盒重量W1，放入干燥箱105 ℃，烘干4h。取出再次稱重W2，把土樣放入密封的塑料袋中保存，并且稱出每個鋁盒質(zhì)量W3。土壤含水量的計算如下：

土壤含水率=(W1-W2)/ (W1-W3)×100%

1.2.2土壤pH值的測定

(1)樣品處理：稱取過1mm篩的風干土樣10g，加入到50mL的錐形瓶中，加入25mL的蒸餾水，(水∶土=1∶2.5)間歇振蕩30min，靜置30min。

(2)土樣測定：將預先矯正過的pH計的玻璃電極的球泡插到下部懸濁液中，并且輕輕地搖動，使電極電位達到平衡。打開開關，進行pH的測定。

1.2.3土壤含鹽量的測定

(1)浸提液的制備：用天平稱準確稱取過1mm篩的風干土樣30g，加入300mL蒸餾水溶解，加塞振蕩3min，過濾至濾液清亮為止。

(2)浸提液中水溶性鹽濃度的測定—電導法。

(3)以標準5%氯化鉀溶液配制成0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、1%系列溶液，分別測量電導率值，繪制標準曲線。

(4)結(jié)果計算

土壤含鹽量=水浸出液鹽分含量(100%)×水土比例

1.2.4楊樹生長情況調(diào)查

在編號的6塊試驗地的每塊地里，分別統(tǒng)計兩種楊樹的死亡株數(shù)和成活株數(shù)(成活標準：當楊樹苗栽植到土壤中后，若持續(xù)2個月有綠葉，則判斷為該植株成活)，計算每塊地的兩種楊樹的成活率。成活率的計算如下：

成活率=成活株數(shù)/(死亡株數(shù)+成活株數(shù)) ×100%

1.2.5葉綠素含量的測定

取新鮮葉片，除去葉脈并剪成碎塊，稱取0.5g放入研缽中加預冷的丙酮5mL，并加入少許石英砂，研磨成勻漿，再加80%丙酮5mL，將勻漿轉(zhuǎn)入離心管，并用適量80%丙酮洗滌研缽，一并轉(zhuǎn)入離心管，離心后棄沉淀，上清液用80%丙酮定容至20mL。取上述色素提取液1mL，加80%丙酮4mL稀釋后轉(zhuǎn)入比色杯中，以80%丙酮為對照。采用分光光度法，對葉綠素含量進行測定[10]。分別測定663nm、645nm處的光密度值，計算公式如下：

Ch1總含量/mg·g-1=(20.21OD645+ 8.02OD663) ×5×20/1000×0.5

2結(jié)果與分析

2.1土壤中水及鹽含量的變化

通過測定不同濃度的氯化鉀溶液的電導率，得到了氯化鉀溶液的標準曲線 (見圖1)，由圖中曲線可查出電導值相對應的氯化鉀的濃度，同時通過函數(shù)關系來計算土壤溶液任一電導值對應的氯化鉀溶液的濃度。

圖1　氯化鉀溶液的標準曲線Fig.1　The standard curve of KCl

各層土壤水、鹽含量變化(圖2)。在0～50cm的范圍內(nèi)，土壤的含水量變化趨勢是先降低，后升高。 0～10cm土壤的含水量為下降趨勢，10～50cm土壤含水量呈上升趨勢。在0～50cm的范圍內(nèi)，土壤的含鹽量隨土壤深度增加逐漸升高。

圖2　土壤深度與含水量及含鹽量間關系的變化 Fig.2　Change of relation between the soil depth with salt and water content

2.2土壤含鹽量和pH值不同對兩種楊樹成活率的影響

6塊不同樣地的土壤全鹽含量及不同含鹽量下兩種楊樹的成活率見表1，可以看出吳屯楊的成活率均高于新疆楊。由不同pH下兩種楊樹的成活率可知兩種楊樹的成活率都隨pH值的增加而降低(圖3)，新疆楊的成活率下降較吳屯楊更加明顯。不同含鹽量下兩種楊樹的成活率(圖4)，兩種楊樹的成活率隨土壤的含鹽量升高而逐漸降低，新疆楊較吳屯楊相比成活率隨土壤含鹽量的降低更加明顯。

表16塊樣地的土壤含鹽量/%及兩種楊樹的成活率/%

Table1Soilsalinityonsixsamplesandsurvivalrateoftwotypespopularplants

編號No.電導率S·cm-1Electricconductivity含鹽量Saltcontent吳屯楊成活率SurviverateofP.wutunesis新疆楊成活率SurviverateofP.alba11.360.0645.837.521.610.4940.532.731.720.6735.829.541.941.0530.717.852.011.2025.513.562.111.4017.67.8

圖3　不同PH值下兩種楊樹的成活率Fig.3　Survive of two type poplar plants on different PH value of soil

圖4　不同含鹽量下兩種楊樹的成活率Fig.4　Survive of two type poplar plants on different salt content of soil

2.3不同土壤含鹽量和pH對兩種楊樹葉片葉綠素含量的影響

兩種楊樹在不同含鹽量和pH下的葉綠素含量(表2)所示。兩種楊樹的葉綠素含量隨著pH的升高呈降低的趨勢。新疆楊的葉綠素含量比吳屯楊的葉綠素含量下降明顯(圖5)。兩種楊樹的葉綠素含量隨含鹽量的升高而成降低的趨勢。新疆楊的葉綠素含量比吳屯楊的葉綠素含量下降明顯(圖6)。

表2不同含鹽量和pH下兩種楊樹的總?cè)~綠素含量

Table2TotalchlorophyllcontentoftwotypespopularplantunderdifferentsaltcontentandpHofsoil

含鹽量/%SaltcontentpH吳屯楊總?cè)~綠素含量/mg·g-1ChlorophyllcotentofP.wutinesis新疆楊總?cè)~綠素含量/mg·g-1ChlorophyllcotentofP.alba0.067.42.782.210.497.52.431.920.677.61.971.681.057.71.741.421.207.81.531.131.407.91.380.91

圖5　不同pH值下兩種楊樹葉綠素含量的變化Fig.5　Changes of chlorophyll content of two types popular plant under the different pH values of soil

圖6　不同含鹽量下葉綠素含量的變化Fig.6　Changes of chlorophyll content of two type popular plant under the six type different salt content of soil

3討論與結(jié)論

3.1土壤中水、鹽含量的變化趨勢

在0～50cm的范圍內(nèi)，土壤含水量先下降，后上升；0～10cm的含水量為下降趨勢。土壤水鹽運移過程和運移機理研究是鹽漬土研究的核心問題[11], 土壤水鹽模型研究是闡明土壤水鹽動態(tài)變化規(guī)律, 進行水鹽模擬和鹽漬化預報的有效方法。根據(jù)不同的研究目的和數(shù)據(jù)條件, 研究者采用了不同模型方法來研究水鹽運移過程，隨著水鹽運移機理研究工作的深入，近期更加重視復雜條件下的土壤水鹽運移研究, 重視模型的驗證, 使其有更好的應用前景。研究發(fā)現(xiàn): 鹽分運移受土壤質(zhì)地與結(jié)構的影響較大, 并與土壤水分運移密切相關[12～13]。

3.2兩種楊樹在不同鹽堿地成活率的差異

在pH值小于7.5范圍內(nèi)兩種楊樹的成活率有增加趨勢。在pH值大于7.5的條件下兩種楊樹的成活率都呈下降趨勢。兩種楊樹的成活率都隨含鹽量升高而降低，但是新疆楊的降低程度明顯高于吳屯楊。在含鹽量為1.4%的時候，吳屯楊的成活率為17.6%，新疆楊的成活率僅為7.8%，表明吳屯楊的耐鹽能力高于新疆楊。

3.3兩種楊樹葉綠素含量在不同土壤含鹽量和pH值下的變化趨勢

兩種楊樹的葉綠素含量隨土壤含鹽量的升高而呈下降趨勢。相同含鹽量的情況下吳屯楊的葉綠素含量明顯高于新疆楊。1.4%的含鹽量時，吳屯楊的總?cè)~綠素含量為1.38mg·g-1,而新疆楊的總?cè)~綠素含量僅為0.91mg·g-1。兩種楊樹的葉綠素含量隨pH的升高也呈下降趨勢，但是新疆的葉綠素含量變化比吳屯楊更為明顯。通過成活率和葉綠素含量的測定，得出吳屯楊的耐鹽性大于新疆楊。

此項目的研究，可以為喀什地區(qū)提供新樹種品種，有望解決多年來困擾喀什地區(qū)造林成活率低的問題；將為喀什地區(qū)乃至南疆的造林綠化作出一定的貢獻；將為吳屯楊在喀什地區(qū)及我國三北民族地區(qū)相似氣候區(qū)全面推廣奠定技術基礎，具有重要的生態(tài)、經(jīng)濟和社會意義。

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(編輯：梁文俊)

收稿日期：2015-05-19 修回日期：2016-05-05

作者簡介：丁曉麗(1964-)，女(漢)，副教授，碩士生導師，研究方向：分析化學

基金項目：新疆維吾爾自治區(qū)高?？蒲杏媱澲攸c項目(XJEDU2011I46)

中圖分類號：S714.2

文獻標識碼：A

文章編號：1671-8151(2016)08-0576-04

StudyonthephysiologicalindexesofPopulus albaandP. wutunensisunderthesalineenvironmentinthearidenvironment

DingXiaoli,YiHaiyan

(College of biology and geography science of Xinjiang kashgar University, Kashgar 844000， China)

Abstract:[Objective]The study gave a theory basis for introducing excellent saline tolerance poplar variety in saline-alkali area, south Xinjiang. [Methods]The paper used annual Populus alba and P. wutunensis as the research object. We studied the salt resistance of two kinds of poplar trees through the determination of soil salt content, moisture content and pH, two kinds of poplar survival rate and chlorophyll content under different salinity. [Results]The results showed that soil water content increased with soil depth, first decreased and then increased. The salt content increased with soil depth on the rise. Two poplar leaf chlorophyll and survival rate was on the decline with the salt content and pH value increased. [Conclusion]The change of P. alba than P. wutunensis was more apparent. Therefore, P. wutunensis salt resistance was higher than P. alba in study area.

Key words:Populus alba; P. wutunensis; Salt tolerance