NaCl胁迫对两种柳树幼苗生理特性的影响

季琳琳，吴中能，刘俊龙，陈维

（安徽省林业科学研究院，合肥 230031）

NaCl胁迫对两种柳树幼苗生理特性的影响

季琳琳，吴中能，刘俊龙，陈维

（安徽省林业科学研究院，合肥 230031）

文章以竹柳3号、苏柳172的1年生扦插苗为研究对象，测定不同浓度NaCl胁迫下幼苗的生长、根系活力、叶绿素和丙二醛含量、细胞膜透性等指标。结果表明，随着时间的延长和NaCl浓度增加，两种柳树幼苗单株鲜重、干重、成活率下降，根冠比增加，MDA含量、质膜透性增加，根系活力下降，竹柳根系活力随盐浓度的增加下降程度较苏柳小；两种柳树的叶绿素含量随盐胁迫时间的延长总体表现先增加后降低的趋势，随着胁迫浓度的增加表现出明显降低趋势，叶绿素a/b动态变化总趋势是先上升后下降。采用隶属函数法进行耐盐能力的综合评价，竹柳较苏柳耐盐能力强。

盐胁迫；柳树；生理特性；耐盐性评价

土壤盐碱化问题己日益突出，目前全世界不同类型盐碱土地面积约9.55×108hm2，占地球陆地总面积的7.26%，其中约20%农业用地盐碱化程度不断加剧[1]。我国盐碱土地分布范围广泛，面积约9.91×107hm2，利用和开发盐碱地已成为我国农业生产和改善生态环境的重要任务[2]。种植耐盐碱的树种，可减少地表水分蒸发、防止土壤表面盐分累积，改良土壤理化性状，改善生态环境[3]。因此，了解盐胁迫对林木生长发育影响，探究林木耐盐综合评价指标，对加快林木耐盐选育研究，开发利用盐碱土地资源，缓解盐胁迫生态危机，保证生态安全具有重要意义。柳树适应性强、树形优美，是盐碱地生态建设及生态修复的重要树种之一。本试验以竹柳、苏柳172为试验材料，对NaCl单盐胁迫下的幼苗生长及生理反应进行研究，并对耐盐能力进行综合评价，旨在为两种柳树在盐碱地区的开发利用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

试验于2011年2月至9月中旬在安徽省林科院合肥园林花卉繁育中心进行。试验点为亚热带湿润季风气候，土壤为黄棕壤。供试材料为1年生竹柳和苏柳172扦插苗。选整齐一致、健壮、无病虫害的1年生扦插苗，进行盆栽试验。试验盆直径20 cm，深40 cm，盆底垫塑料托盘。盆栽所用土壤取自于繁育中心圃地，全氮、全磷、全钾及有机质含量分别为2.137、0.854、9.581、93.09 mg·kg-1，pH 6.7。

1.2 设计

2011年2 月12 日将生长一致的两种柳树一年生扦插苗上盆。设置6个盐度水平，9个重复，土壤中NaC1最终含量分别为0（对照，CK），0.3%、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%（按土壤干质量计）。待幼苗全部生根成活后,于6月1日开始分别浇入不同浓度的NaCl分析纯溶液。将盐分3次浇完，每2 d浇1次，盆下垫有托盘，及时将渗出水重新倒回盆里，避免盐分损失以恒定盆土含盐量，正常浇水管理平衡蒸发量，保持基质含水量为田间持水量的70%。花盆置于防雨棚内进行人工遮雨，晴天打开。

1.3 测定方法

根冠比测定：将两种柳树幼苗用水冲洗干净，吸水纸吸干，105℃烘15 min，80℃烘干至恒定质量后称其干质量[3]，按地上部分和地下部分分别称重，并计算根冠比及生物量。

根系活力采用TTC（氯化三苯基四氮唑）染色法[4]；叶绿素含量测定采用丙酮法[5]；丙二醛含量测定采用硫代巴比妥酸法[3]；质膜透性测定采用电导法[3]；耐盐性采用隶属函数法作综合评价[6]。

1.4 数据分析

采用Excel 2000和SPSS 16.0统计软件进行数据处理和分析。

2 结果与分析

2.1 不同NaCl浓度胁迫对两种柳树幼苗生长影响

不同浓度NaCl处理后两种柳树幼苗均在处理第10天出现不同程度受伤害症状，表现为：顶芽脱落，叶片叶尖干枯发黑、脱落，新生叶过绿，且随盐浓度加大及胁迫时间延长，危害症状加重。胁迫95 d后单株鲜质量、单株干质量、根冠比、存活率等指标统计见表1。盐胁迫下两种柳树幼苗单株鲜重、干重与对照相比极显著下降，表明盐胁迫下柳树幼苗生长受到明显抑制，生物量降低[7-8]。竹柳、苏柳不同浓度处理下，根冠比与对照相比有所增加，但差异不显著；随浓度加大，两种柳树成活率逐渐下降，竹柳成活率较苏柳高；随盐胁迫加强，两种柳树高和地径生长速度减慢，甚至停止生长，NaCl胁迫对两种柳树苗高和地径生长影响见图1。

表1 盐胁迫对两种柳树幼苗生物量、根冠比和成活率的影响Table 1 Effects of salt stress on the biomass,root-shoot ratio and survival rates of seedlings

图1 盐胁迫对两种柳树株高及地径净生长量的影响Fig.1 Effects of salt stress on the height and diameter of net growth of seedlings

2.2 NaCl胁迫对幼苗根系活力的影响

根系联系着植物和土壤，根系活力体现根系吸收能力，当植物受到土壤环境的影响，首先作用于根系，进而产生相应的生理反应，影响植物生长[9]。由表2可知，盐胁迫下，两种柳树幼苗根系活力都有所下降，但降幅不同；竹柳在0.3%浓度胁迫下下降17.73%，0.5%浓度胁迫下下降49.62%；苏柳在0.3%浓度胁迫下下降43.35%，0.5%浓度胁迫下下降58.70%。总体而言，低盐浓度胁迫对幼苗根系活力的影响较高浓度盐胁迫影响小，竹柳根系活力随盐浓度的增加下降程度较苏柳小。

表2 盐胁迫对两种柳树幼苗根系活力的影响Table 2 Effects of salt stress on the root activity of seedlings(μg·g-1·h-1)

2.3 NaCl胁迫对两种柳树幼苗叶绿素含量的影响

高等植物叶绿体中含有叶绿素（叶绿素a、叶绿素b）和类胡萝卜素（胡萝卜素、叶黄素），叶绿素含量影响植物生长和光合作用[4]，且叶绿素在逆境胁迫中能动态地调节二者比例关系，充分合理的利用光能，保证光合系统的正常运转，叶绿素a/叶绿素b值的变化，能反映叶片光合活性的强弱。由图2可知，随着盐胁迫时间的延长，竹柳、苏柳的叶绿素含量总体表现先增加后降低趋势，随着胁迫浓度的增加，叶绿素含量总体表现出明显降低趋势，但胁迫20 d时，竹柳在0.5%浓度胁迫下叶绿素含量大于0.3%浓度处理，低盐浓度刺激促进体内叶绿素合成，从而增强竹柳光合作用，促进植物新陈代谢来减轻盐胁迫对植株的伤害；竹柳、苏柳叶绿素a/b动态变化总趋势是先升后降，两种柳树不同浓度处理下的曲线动态变化方式不同，苏柳出现两个明显峰值，变化趋势较一致。

2.4 NaCl胁迫对丙二醛（MDA）含量的影响

逆境胁迫和植株衰老等都会损伤植物细胞膜系统，引起膜脂过氧化反应，因此常以植物组织中丙二醛含量作为判断膜脂过氧化作用的主要指标，表示细胞膜脂过氧化程度和植物对逆境条件反应的强弱[9]。如图3所示，随着盐浓度的增加和胁迫时间延长，两种柳树MDA含量均增加，因两种柳树幼苗叶片抗氧化酶活性不同程度降低导致细胞膜受害不同程度增加，0.3%浓度处理下竹柳、苏柳盐胁迫95 d后，叶片MDA含量较期初增加4.06倍、5.33倍，苏柳丙二醛含量增加幅度较竹柳大，表明盐胁迫对苏柳细胞伤害程度大，而对竹柳伤害程度较小，由此判断竹柳耐盐能力较强。

图3 不同浓度和不同处理时间下两种柳树丙二醛含量的变化Fig.3 Dynamic change of MDA in leaves under NaCl stress

2.5 NaCl胁迫对叶片质膜透性的影响

植物遭受逆境胁迫时首先会导致细胞膜受到伤害，根据浸泡组织液的相对电导率可以判断细胞膜在不同盐分梯度和不同处理时间段的破坏程度，从而反应植物抗盐性能大小。由图4可知，竹柳前期各浓度处理的质膜透性变化较小，与对照接近，基本上维持在一个相对稳定水平，对盐分敏感性较差，说明在盐胁迫的前20 d内，质膜所受伤害很小。1.0%处理下在胁迫20 d后呈现急剧增加趋势，增加幅度明显高于其他处理，较CK增加70.11%，对细胞膜破坏程度较大，而0.5%处理只增加21.61%；苏柳在低浓度处理下随时间延长质膜透性变化较为平稳，只有0.5%浓度下20 d后急剧增加，处理40 d时，0.5%、1.0%处理下分别较对照增加36.43%和90.44%。

2.6 各树种耐盐性指标的隶属度及综合评价

采用隶属函数法进行耐盐能力的综合评价，即用几个指标综合评定树木的耐盐能力，从而使评定结果与实际结果更为接近[11]。如表3所示，选用8个指标进行耐盐评价，经过综合评价，平均数越大，综合性状越好，表明竹柳较苏柳耐盐能力强。

图4 不同浓度下两种柳树质膜透性变化情况Fig.4 Dynamic change of membrane permeability in leaves under NaCl stress

表3 两种柳树耐盐性指标隶属度及综合评价Table 3 Synthetic assessment of salt resistance of two seedlings

3 讨论与结论

盐胁迫会对植物造成损伤，改变植物形态和解剖学结构，抑制植物组织和器官的生长和分化，影响植物个体发育并提早植物的发育进程，造成植物死亡，盐害表现为叶片灼烧坏死或呈斑驳状、叶片脱落以及枝条枯萎等症状[8]。小麦长时间处于盐胁迫下会使叶片面积缩小，影响植物新陈代谢过程，如二氧化碳同化、蛋白质合成、呼吸作用、植物激素代谢等等，分蘖数、籽粒数减少，最终影响小麦产量[11-12]。本试验中，两种柳树在处理第10天后均出现顶芽脱落等受伤害症状。

植物的高生长、生物量累积以及根冠比值是表征植物受盐害程度常用的生长指标，为评估盐胁迫强度和植物的耐盐碱能力提供可靠标准。其中，生物量累积是植物耐盐性的直接指标，反映植物对盐胁迫的综合适应能力[13]。王臣等研究盐胁迫对各楸树无性系苗高、地径净生长量的影响明显，对苗高的影响大于对地径的影响，用不同浓度NaCl处理沙棘2年生幼苗，随着盐浓度的增加，沙棘幼苗鲜重、干重、比叶重（LMA）和单株总叶面积均明显下降[7,14]。本研究盐胁迫下两种柳树幼苗生长均受到明显抑制，叶面受害直接影响植物光合产物的形成和积累，导致生物量降低[15]。竹柳不同浓度处理下，根冠比与对照相比有所增加，但差异不显著，苏柳不同浓度处理下，根冠比与对照相比有显著性增加，但处理间差异不显著。与麻疯树苗一样[16]，盐胁迫下两种柳树均通过增大根冠比来提高抗盐性。

根系活力是反映根系吸收功能的综合指标，根系生长情况和活力水平直接影响地上部分的生长、营养状况及产量水平以及抗逆能力，万贤崇等选用6个竹种进行耐盐性研究，发现盐胁迫下，各竹种根系活力有所下降[17]。李磊等研究发现盐胁迫使大麦苗期根系活力增强[18]。本研究表明盐胁迫使柳树幼苗的根系活力降低，浓度越大根系活力下降程度越大，但两种柳树之间有差异，竹柳根系的抗逆能力较强。

盐胁迫破坏叶绿体结构而导致叶绿素含量下降，引起植株光合能力减弱，影响植物生长[19]。大量盐胁迫试验表明，植物叶片中叶绿素含量随盐浓度的升高而下降[8-11]。黄有军等对芙蓉菊的研究中发现，叶绿素含量随着盐浓度的增加而增加[20]。本试验表明叶绿素含量随盐浓度的增加总体表现为降低趋势，与张华新对盐胁迫下11个树种生理特性及其耐盐性研究结果较一致[19]。

逆境胁迫和植株衰老等都会损伤植物细胞膜系统，引起膜脂过氧化反应，丙二醛是膜脂过氧化的最终产物，会严重地损伤生物膜，对植物细胞有毒害作用，可反映植物在逆境下的受害程度[10]。本试验随着盐浓度的增加和胁迫时间延长，两种柳树MDA增加幅度不同，因为幼苗叶片抗氧化酶的活性不同程度降低导致细胞膜受害不同程度增加，吕廷良等也得出相同结论[21]。

细胞膜是植物与外界环境相互作用的界面层，受到环境胁迫后，细胞膜可能就是各种胁迫伤害的原初部位[22]。在逆境伤害下，会使细胞膜不同程度破裂变形，造成细胞内含物外渗，从而引起浸泡组织液电导率增大。本试验发现两种柳树在盐胁迫下，细胞膜系统受到一定程度的伤害，在高盐浓度时表现更为明显，致使细胞膜透性大幅增加。

植物耐盐性是一种综合性状表现，单个指标不能准确全面评定植物耐盐性，应以多项指标综合评价植物耐盐性，才能正确反映树木耐盐性的强弱[18]。本试验选取8个鉴定指标，对两种柳树的耐盐性进行综合评价，结果表明，竹柳较苏柳耐盐能力强。

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Effect of physiological characteristics of two willows seedling under salt stress

JI Linlin,WU Zhongneng,LIU Junlong,CHEN Wei
(Anhui Academy of Forestry, Hefei 230031,China)

The paper studied bamboo willow 3 andSalix jiangsuensisCL J-172 to test seedling growth,root vigor,chlorophyll content,MDA content,cell membrane permeability and other index of the seedling treated by different concentrations of NaCl.The results showed that with the increasing concentration of NaCl,the fresh weight,dry weight,msurvival rate,root vigor of the two experimental materials showed a decline trend,the root cap ratio,MDA content,membrane permeability showed a rising trend;the root vigor change of bamboo willow was smaller thanSalix jiangsuensis;the chlorophyll content of bamboo willow 3 andSalix jiangsuensisCL J-172 increased at the outset,then declined as the extension of salt stress;with the increasing concentration of salt,the chlorophyll content declined significantly.The content of chlorophyll a/b showed the similar trend as chlorophyll content.The evaluation of salt tolerance of the two kinds materials by subordinate function proved that bamboo willow was more tolerant to salt stressed thanSalix jiangsuensis.

salt stress;willow;physiological character;evaluation of salt tolerance

S718.43

A

1005-9369（2014）01-0077-06

2013-07-18

安徽省科技攻关计划项目（09010304023）

季琳琳（1981-），女，助理研究员，硕士研究生，研究方向为森林培育。E-mail:xum1984@163.com

时间2014-1-9 19:31:36[URL]http://www.cnki.net/kcms/detail/23.1391.S.20140109.1931.004.html

季琳琳,吴中能,刘俊龙,等.NaCl胁迫对两种柳树幼苗生理特性的影响[J].东北农业大学学报,2014,45(1):77-82.

Ji Linlin,Wu Zhongneng,Liu Junlong,et al.Effect of physiological characteristics of two willows seedling under salt stress [J].Journal of Northeast Agricultural University,2014,45(1):77-82.(in Chinese with English abstract)