黃海軍，劉 敏，薛夢(mèng)潔，徐迎春*，王彥杰*

（1． 金湖荷花景區(qū)管理服務(wù)中心，江蘇 金湖211631；2. 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部景觀農(nóng)業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 南京210095）

我國(guó)鹽堿地面積大，分布廣，在當(dāng)前土地資源緊缺的形勢(shì)下，鹽堿地的改良修復(fù)成為了一項(xiàng)緊迫的任務(wù)。通過選擇耐鹽植物來適應(yīng)不同的鹽漬土從而進(jìn)行改良的植物修復(fù)模式［1］是近年來快速發(fā)展的鹽堿地改良修復(fù)的主導(dǎo)方向，具有經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益高、節(jié)省淡水和能源、改良效果持久、推廣應(yīng)用面積大等優(yōu)點(diǎn)［2］。

低洼的鹽堿地或?yàn)I海灘涂濕地適合種植水生植物，因此，篩選耐鹽性強(qiáng)的水生植物對(duì)于鹽堿地的改良具有重要的應(yīng)用價(jià)值。趙文等[3]調(diào)查高青鹽堿池塘中的常見優(yōu)勢(shì)種,發(fā)現(xiàn)挺水植物有蓮、蘆葦、荊三棱和香蒲。其中蓮即荷花，說明荷花具有較強(qiáng)的耐鹽性。李雙躍等[4]的研究表明，1% NaCl 處理下荷花葉片的SOD 活性顯著升高等積極的生理響應(yīng)。

荷花(Nelumbo nucifera)為蓮科蓮屬多年生挺水草本植物，姿態(tài)優(yōu)雅、花色艷麗、花型豐富、清香四溢，觀賞價(jià)值極高，是我國(guó)著名的傳統(tǒng)花卉之一，被廣泛應(yīng)用于園林造景之中，在池塘、湖泊內(nèi)大面積栽種。目前我國(guó)擁有的荷花品種已超過1300 個(gè)，不同品種對(duì)鹽堿的耐受性存在差異，選育出耐鹽性強(qiáng)的荷花品種，既可用于鹽堿地改良，并可美化環(huán)境，發(fā)展生態(tài)休閑觀光旅游事業(yè)。

我們通過2年來對(duì)江蘇省鹽城市響水縣鹽堿地上種植的500 余個(gè)荷花種質(zhì)資源進(jìn)行觀察，選出16 個(gè)適應(yīng)性較強(qiáng)的荷花品種，以該16 個(gè)荷花品種為試材，通過設(shè)置低、高2 種濃度NaCl 脅迫處理，對(duì)其生長(zhǎng)發(fā)育和鹽害等級(jí)等進(jìn)行系統(tǒng)評(píng)價(jià)，以篩選出耐鹽性強(qiáng)的荷花品種，為將荷花用于鹽堿土壤改良和園林景觀應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)在江蘇省鹽城市響水縣張集中心社區(qū)韓家蕩荷花景區(qū)進(jìn)行。該地的土壤pH 為8.52，含鹽量為17.87 mg·L-1,水pH 為8.75，含鹽量為0.57%，屬于輕度鹽堿地。

通過對(duì)該基地盆栽種植的500 余個(gè)盆栽荷花品種的生長(zhǎng)情況進(jìn)行調(diào)查，初步選出16 個(gè)適應(yīng)性強(qiáng)、長(zhǎng)勢(shì)較好的荷花品種：‘昆白’，‘杏黃’，‘東湖情思’，‘紅萬萬’，‘沂蒙紅蓮’，‘碧血丹心’，‘尼赫魯蓮’，‘友誼蓮’，‘粉千葉’，‘牡丹蓮’，‘中山紅臺(tái)’，‘明麗’，‘紅霞滿天’，‘粉千指’，‘紅衣女孩’，‘貴妃’。

1.2 試驗(yàn)處理

將選定的供試荷花品種盆栽植株放置于防雨棚內(nèi)，于2019年8月1日進(jìn)行試驗(yàn)處理。設(shè)置3 個(gè)處理：無NaCl 的清水對(duì)照組（CK），30 mmol·L-1NaCl、60 mmol·L-1NaCl 處理。每個(gè)處理5 盆荷花，為5 個(gè)重復(fù)。

試驗(yàn)前測(cè)量盆栽總重量和水的容量，綜合比較后確定施入10 L 的溶液。處理時(shí)將不同鹽分含量的溶液均勻地一次性澆入到相應(yīng)花盆當(dāng)中。處理21天后結(jié)束實(shí)驗(yàn)。環(huán)境溫度為27（±2）℃，濕度為60%。

1.3 指標(biāo)及測(cè)定方法

每隔1～2 天根據(jù)水分蒸發(fā)情況進(jìn)行適量澆水，保持土壤水勢(shì)穩(wěn)定，平衡蒸發(fā)量。處理后定期進(jìn)行相關(guān)指標(biāo)測(cè)定。

每隔3 天測(cè)量樣品數(shù)據(jù)：株高、冠幅、葉片數(shù)量、新葉量、開花量、花直徑、葉直徑、枯黃葉片數(shù)量。實(shí)驗(yàn)完成后，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，計(jì)算以下指標(biāo)。

（1）株高相對(duì)增長(zhǎng)量△h1（cm）：用卷尺測(cè)量荷花立葉的高度?！鱤1=第21 天的株高-第1 天的株高。

（2）冠幅相對(duì)增長(zhǎng)量△h2（cm）：測(cè)定荷花植株的南北方向或者東西方向的寬度?！鱤2=第21 天的冠幅-第1 天的冠幅。

（3）葉片數(shù)量相對(duì)增長(zhǎng)量△a（片）：每天記錄葉片的數(shù)量。△a=第21 天的葉片數(shù)量-第1 天的葉片數(shù)量。

（4）新葉量（片）：每天觀察記錄新萌發(fā)的葉片數(shù)量。

（5）葉徑相對(duì)增長(zhǎng)量△b（cm）：測(cè)量中層成年葉片的長(zhǎng)度和寬度?！鱞=第21 天的葉直徑-第1 天的葉直徑。

（6）植株存活率：統(tǒng)計(jì)存活株數(shù)。存活率%=（存活株數(shù)/總株數(shù)）×100%

（7）鹽害等級(jí)分類[5]：試驗(yàn)過程中定期觀察植株受害情況，用眼觀察法記錄葉片干枯黃化數(shù)量，采集照片，劃分鹽害等級(jí)。受害分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：0 級(jí)：葉片伸展,生長(zhǎng)正常；1 級(jí)：少量葉片邊緣干枯或黃化；2 級(jí)：50%葉片及少量莖段干枯或黃化；3 級(jí)：80%以上葉片黃化,50%以上莖段干枯；4 級(jí)：完全死亡。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析方法

運(yùn)用Excel 進(jìn)行數(shù)據(jù)錄入、數(shù)據(jù)處理、計(jì)算和圖表分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 鹽脅迫對(duì)荷花株高和冠幅的影響

從表1 可以看出，隨NaCl 濃度加大，只有‘牡丹蓮’在各濃度鹽脅迫下株高和冠幅均保持增長(zhǎng)，其他荷花品種的株高和冠幅均表現(xiàn)為下降趨勢(shì)。與對(duì)照相比，低濃度（30 mmol·L-1）NaCl 處理下，各品種的株高和冠幅增幅略降低，但差異不顯著。高濃度（60 mmol·L-1）NaCl 處理組，‘東湖情思’、‘碧血丹心’、‘粉千葉’、‘紅霞滿天’、‘粉千指’、‘貴妃’、‘紅萬萬’等7 個(gè)荷花品種死亡，‘沂蒙紅蓮’、‘友誼蓮’、‘紅衣女孩’等3 個(gè)荷花品種的冠幅、株高在相對(duì)增長(zhǎng)量與對(duì)照組相比差異明顯，植株萎縮嚴(yán)重，失去園林應(yīng)用價(jià)值；而‘中山紅臺(tái)’、‘杏黃’等2 個(gè)荷花品種的株高和冠幅變化幅度較小，干枯萎縮程度較低，受害較輕。

表1 鹽脅迫下16 個(gè)荷花品種株高的相對(duì)增長(zhǎng)量

2.2 鹽脅迫對(duì)荷花葉片數(shù)量的影響

表2 NaCl 脅迫下16 個(gè)荷花品種葉片數(shù)量的相對(duì)增長(zhǎng)量

21 天實(shí)驗(yàn)期內(nèi)，與CK 相比，2 種NaCl 濃度處理下，16 個(gè)荷花品種的葉片數(shù)量均顯著減少（見表2）。低濃度鹽脅迫下，‘東湖情思’、‘沂蒙紅蓮’、‘粉千葉’、‘尼赫魯蓮’、‘貴妃’5 個(gè)品種的葉片數(shù)量比對(duì)照組急劇減少。當(dāng)鹽濃度達(dá)到60 mmol·L-1時(shí)，‘東湖情思’、‘碧血丹心’、‘粉千葉’、‘紅霞滿天’、‘粉千指’、‘貴妃’、‘紅萬萬’7 個(gè)品種死亡；‘牡丹蓮’、‘紅衣女孩’2 個(gè)荷花品種葉片數(shù)顯著減少。綜合對(duì)比，只有‘明麗’在各NaCl 濃度處理下葉片數(shù)量的變化幅度較小。

2.3 鹽脅迫對(duì)新葉量的影響

與CK 相比，2 種鹽濃度處理下各品種荷花的新葉量很少甚至不長(zhǎng)新葉（見表3）。鹽脅迫環(huán)境下，各荷花品種基本都處于植株干枯階段，新葉量稀少，差異性不大。只有‘牡丹蓮’、‘中山紅臺(tái)’2 個(gè)品種新葉量相對(duì)較高，但仍然生長(zhǎng)緩慢。

2.4 鹽脅迫對(duì)葉徑的影響

隨著鹽濃度的增大，各品種荷花的葉徑逐漸減小，葉片萎縮程度變高（見表4）。30 mmol·L-1鹽脅迫下，與CK 相比，‘粉千指’、‘杏黃’、‘粉千葉’3 個(gè)品種葉徑變化幅度較大，葉片萎縮嚴(yán)重。60 mmol·L-1鹽處理時(shí)，‘沂蒙紅蓮’、‘紅衣女孩’2 個(gè)品種的葉徑變化幅度較大。21 天內(nèi)，‘牡丹蓮’、‘中山紅臺(tái)’、‘明麗’葉徑變化幅度較小，受害程度較輕，葉片萎縮程度較低。

表4 鹽脅迫下16 個(gè)荷花品種葉徑的相對(duì)增長(zhǎng)量

表5 Nacl 脅迫對(duì)16 個(gè)荷花品種存活率/%的影響

2.5 鹽脅迫對(duì)荷花植株存活率的影響

植物對(duì)鹽分脅迫有一定的適應(yīng)能力，這種對(duì)鹽分脅迫的適應(yīng)性就是植物的抗鹽性。植物抗鹽性的大小，既取決于鹽分脅迫的強(qiáng)弱又取決于植物對(duì)鹽分脅迫所作出的反應(yīng)[6]。如果脅迫急劇或脅迫時(shí)間過長(zhǎng)，則會(huì)導(dǎo)致植物死亡。在鹽脅迫的研究與應(yīng)用中，植株的存活率是表現(xiàn)植株抗鹽能力的可靠指標(biāo)[7]。

由表5 可知，21 天實(shí)驗(yàn)期內(nèi)，‘中山紅臺(tái)’ 在各NaCI 濃度脅迫下未出現(xiàn)死亡，存活率均為100%，表現(xiàn)出較高的抗鹽性?！グ住ⅰ鼷悺?、‘牡丹蓮’僅在實(shí)驗(yàn)后期兩次調(diào)查中NaCl 濃度為60 mmol·L-1處理組出現(xiàn)死亡，抗鹽性較強(qiáng)?！畺|湖情思’、‘碧血丹心’、‘粉千葉’、‘紅霞滿天’、‘粉千指’、‘貴妃’在NaCl 濃 度30 mmol·L-1未 死 亡，在NaCl 濃度60 mmol·L-1全部死亡，抗鹽性一般?！t萬萬’在NaCl濃度30 mmol·L-1、60 mmol·L-1脅迫下，死亡率達(dá)到100%，抗鹽性弱。

2.6 鹽害等級(jí)分類

植物受到鹽脅迫后，葉片表現(xiàn)出直觀的鹽害癥狀[8]。葉片癥狀可以作為衡量植株耐鹽性的一種輔助手段。隨著NaCl 濃度增加，鹽害癥狀逐步加劇，大部分植株葉片都出現(xiàn)黃化、干枯、萎蔫的癥狀，部分葉片甚至枯死。

由表6 可知，鹽脅迫第3 天，在NaCl 濃度30 mmol·L-1時(shí)，‘粉千葉’ 即出現(xiàn)葉片邊緣萎蔫發(fā)干發(fā)黃的現(xiàn)象，在NaCl 濃度60 mmol·L-1時(shí)，‘友誼蓮’、‘紅霞滿天’、‘粉千指’ 出現(xiàn)葉片萎蔫發(fā)干發(fā)黃的現(xiàn)象，如圖1-a；鹽脅迫第6 天，除‘昆白’和‘中山紅臺(tái)’外，其他品種均出現(xiàn)不同程度的葉片黃化、干枯、卷曲、萎蔫等現(xiàn)象,如圖1-b；第9-12天，脅迫反應(yīng)逐漸明顯，葉片枯黃，莖干萎縮，‘友誼蓮’、‘粉千葉’、‘東湖情思’、‘紅萬萬’80%以上葉片均受害，如圖1-c；第15-21 天，‘東湖情思’、‘碧血丹心’、‘粉千葉’、‘紅霞滿天’、‘粉千指’、‘貴妃’‘紅萬萬’部分品種全部葉片完全脫落，部分葉片發(fā)黃變干卷曲,枯死在枝上，如圖1-d。此時(shí)的枯黃干死是滲透脅迫引起的生理干旱所致。脫落是因環(huán)境條件脅迫導(dǎo)致不正常的脫落，稱為脅迫脫落。植物在不適于生長(zhǎng)條件下，部分器官的脫落可減少水分消耗，減少營(yíng)養(yǎng)競(jìng)爭(zhēng)[9]，這也是植物應(yīng)對(duì)脅迫做出的應(yīng)激反應(yīng)。

從葉片受害情況看，‘中山紅臺(tái)’、‘明麗’、‘牡丹蓮’ 受害最輕，‘東湖情思’、‘碧血丹心’、‘粉千葉’、‘紅霞滿天’、‘粉千指’、‘貴妃’受害略重?！t萬萬’最早對(duì)脅迫做出應(yīng)激反應(yīng)，受害嚴(yán)重。

3 討論

植物的生長(zhǎng)狀況是整個(gè)新陳代謝過程在外部形態(tài)上的綜合體現(xiàn)。鹽脅迫對(duì)植株個(gè)體的生長(zhǎng)影響也是表現(xiàn)在多個(gè)方面的。

表6 不同濃度鹽處理鹽害等級(jí)分類

通過對(duì)初選出的16 個(gè)在輕度鹽堿地上生長(zhǎng)良好的荷花品種進(jìn)行低、高濃度NaCl 脅迫處理，發(fā)現(xiàn)，16 個(gè)荷花品種的存活率、形態(tài)指標(biāo)及生長(zhǎng)狀況都受到了NaCl 脅迫不同程度的影響，在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中變化或有不同，但總體趨勢(shì)都是隨著處理濃度的加大，荷花葉片有不同程度的“葉色黃化”、“葉片萎縮”、“葉片干枯”、“葉數(shù)變少”等變化；植株生長(zhǎng)則經(jīng)歷了“正常生長(zhǎng)”、“生長(zhǎng)緩慢”、“植株干枯”、“植株死亡”等階段。植株的存活率隨著鹽分濃度的提高而減少，受鹽害的程度隨之增大。試驗(yàn)中，各個(gè)品種各形態(tài)指標(biāo)的變化都基本遵循大致相同的規(guī)律，即在一定條件下，鹽處理濃度越高，指標(biāo)測(cè)定值越小的規(guī)律，而變化程度會(huì)因?yàn)橹参镂锓N的不同而顯示出較大的差別[10]。試驗(yàn)表明，鹽脅迫對(duì)植物生長(zhǎng)具有抑制作用，可縮短植株個(gè)體的衰老以及死亡過程，脅迫時(shí)鹽分濃度越大植物體衰老和死亡速度越快，這與大多數(shù)相關(guān)研究結(jié)論一致。這也說明在今后的植物耐鹽性試驗(yàn)中，植物個(gè)體形態(tài)指標(biāo)變化可作為衡量植物耐鹽能力大小的直觀并且可靠的指標(biāo)。

實(shí)驗(yàn)通過綜合分析不同濃度脅迫處理下每個(gè)指標(biāo)的大小區(qū)別，用量化的方式比較了實(shí)驗(yàn)植物材料的耐鹽性，得出結(jié)論：在篩選的16 個(gè)品種中，‘牡丹蓮’、‘中山紅臺(tái)’、‘明麗’耐鹽性相對(duì)較高，適宜進(jìn)行進(jìn)一步的耐鹽培育以用于鹽堿地園林綠化。本論文設(shè)計(jì)的水景和植物搭配優(yōu)化了鹽堿地區(qū)植物的配置方案，構(gòu)建出適合鹽堿地水體水質(zhì)，經(jīng)濟(jì)可行的水生植被模式，為鹽堿地區(qū)水體生態(tài)修復(fù)提供理論和實(shí)踐的依據(jù)。

本實(shí)驗(yàn)對(duì)16 種不同的荷花品種進(jìn)行耐鹽性與各指標(biāo)相關(guān)性分析，認(rèn)為由于物種的耐鹽能力差異性十分顯著，通過某個(gè)單一指標(biāo)并不能很好的描述植物的耐鹽能力，所以在研究和判定植物耐鹽性時(shí)，建議選擇盡可能多并且與植物耐鹽能力密切相關(guān)的指標(biāo)進(jìn)行綜合分析。在分析植物耐鹽性過程中，考慮植物作為一個(gè)整體對(duì)鹽脅迫的反應(yīng)，綜合釆用一系列指標(biāo)來研究植物的耐鹽能力。

同時(shí)本實(shí)驗(yàn)進(jìn)行時(shí)仍有不足：①開花量和花直徑數(shù)據(jù)的誤差。本實(shí)驗(yàn)于2019年8月中下旬完成，此時(shí)荷花即將結(jié)束開花期，實(shí)驗(yàn)期間各荷花品種開花量十分稀少且不均勻。且花苞于早上盛開，接近中午時(shí)花瓣收攏，變成花蕾，導(dǎo)致花直徑在不同時(shí)間有所變化。荷花花期僅3 天，3 天后，花瓣脫落，獨(dú)留下蓮蓬。且實(shí)驗(yàn)途中遭遇大風(fēng)天氣，花瓣被吹落，也對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)造成影響?？陀^條件下，開花量和花直徑數(shù)據(jù)誤差較大，無法分析。②缺少對(duì)鹽城當(dāng)?shù)厮翗拥臏y(cè)取，實(shí)驗(yàn)所取的16 個(gè)品種均為鹽城當(dāng)?shù)剜l(xiāng)土品種，可通過研究鹽城的鹽堿程度來證明實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性和實(shí)用性。