木屑对盐碱土中玉米幼苗生理生化指标的影响

杜红居　李晓月　王梅　柴亚梅　武燕

摘要[目的]以大庆地区盐碱土为研究对象，通过添加一定比例的木屑，探讨木屑对盐碱土的改良效果。[方法]在盐碱土及添加木屑的盐碱土中盆栽玉米，待三叶期时，测定玉米幼苗叶绿素、渗透调节物质、丙二醛含量以及抗氧化物酶活性的变化，阐明木屑对盐碱土的改良效果。[结果]添加木屑后玉米幼苗可溶性糖、可溶性蛋白、丙二醛含量、过氧化物酶活性显著降低（P<0.05）；叶绿素含量和过氧化氢酶活性变化不显著（P>0.05）。[结论]木屑对盐碱土具有改良的效果。

关键词盐碱土；木屑；玉米幼苗；生理生化指标；改良效果

中图分类号S156.4；Q945.78文献标识码A文章编号0517-6611（2014）12-03550-02

基金项目黑龙江省大学生创新创业项目（201310235007）。

作者简介杜红居（1990- ），男，甘肃西和人，本科生，专业：生物科學。*通讯作者，讲师，硕士，从事植物生理生态方面的研究。

土壤盐碱化是世界性的一个问题。我国盐渍总面积为991×107亿hm2[1]。大庆市位于黑龙江省西南部，大庆地区盐碱化总面积达4.30×106 hm2[2]，是东北盐渍化最严重的地区之一。大庆主要农作物是玉米。盐碱土对玉米生长及产量有很大的威胁。为了更好地利用盐碱地资源，人们对如何改良盐碱化土壤进行探索，其中添加土壤改良剂（土壤调理剂）就是一种改良措施。土壤改良剂能够改善土壤理化性质，促进作物生长。陈义群等[3]将土壤调理剂分为天然改良剂、合成改良剂、天然-合成共聚物改良剂、生物改良剂4种类型。笔者采用成本低且易获取的木屑作为土壤改良剂，通过在盐碱土中添加木屑后，用玉米幼苗生理生化指标（包括过氧化物酶（POD）活性、过氧化氢酶（CAT）活性、丙二醛（MDA）、可溶性蛋白、可溶性糖以及叶绿素含量）的变化来评价木屑对盐碱土壤的改良效果，以期为大庆地区盐碱土壤改良及农业生产提供理论依据。

1材料方法

1.1供试材料供试材料为大庆种子公司提供的 “庆单四号”品种的玉米种子。供试木屑取自大庆市让胡路区鸿运木材加工厂。供试盐碱土壤采自大庆市让胡路区富强地区，取土深度20 cm，土壤pH为7.93±0.21。

1.2试验方法

1.2.1盐碱土壤的处理。以未添加土壤改良剂的盐碱土为对照组，按添加30 g/kg木屑为处理组，将土壤装盒标记，放置4 d，备用。

1.2.2玉米幼苗的培养。挑选籽粒饱满的优良种子，用蒸馏水冲洗3次，浓度0.1%升汞消毒15 min，用蒸馏水再冲洗3次后，将其置于铺有沾水脱脂棉的瓷盘中，28 ℃黑暗条件下培养48～72 h，待胚根长约1 cm开始点穴播种。在光照培养箱中25～27 ℃，光照强度4 000 lx条件下培养至三叶期，取叶片测定生理生化指标。

1.2.3生理生化指标的测定。采用愈创木酚法测定POD活性；采用高锰酸钾滴定法测定CAT活性；采用硫代巴比妥酸法测定MDA含量；采用蒽酮法测定可溶性糖含量；采用考马斯亮兰法测定可溶性蛋白含量；采用分光光度法测定叶绿素含量[4]。每个处理重复3次。

1.3数据处理所得数据用SPSS17.0统计分析软件和Excel软件进行Duncan检验、分析差异显著性及图表制作。

2结果与分析

2.1叶绿素含量的变化叶绿素含量是反映植物生长状态的一个指标。其含量高，外观表现为叶色浓绿。其含量也通常表示植物所处逆境胁迫的强弱。图1表明，盐碱土壤添加木屑后，叶绿素含量升高4%，但是统计学分析结果显示木屑+盐碱土组与对照相比差异性不显著（P>0.05）。添加木屑后叶绿素含量升高，表明逆境胁迫程度有所下降，叶绿素合成大于分解。

2.2MDA含量的变化MDA是植物衰老或逆境时由于膜脂过氧化作用产生的严重损伤生物膜的一种物质，往往能够作为膜脂过氧化的指标，其含量表示细胞膜发生过氧化作用的大小以及植物所处逆境的强弱[5]。图2表明，添加木屑后玉米幼苗叶片中MDA含量与对照相比有下降的趋势，比对照降低了22%（P<0.05）。由此可知，木屑在降低盐碱土中MDA含量的方面起明显的作用。

2.3可溶性糖及可溶性蛋白含量的变化可溶性糖和可溶性蛋白是反映植物抗性生理的主要渗透调节物质。图3和图4表明，添加木屑后，玉米幼苗可溶性糖、可溶性蛋白含量与对照相比分别下降了22%和12%（P<0.05）。可见，木屑的添加明显地降低了盐碱土中可溶性糖和可溶性蛋白的含量，而随着二者含量的减少，植物细胞的渗透性降低，有利于水分代谢，从而缓解逆境对植物的伤害[6]。

2.4抗氧化酶活性的变化CAT是一种酶类清除剂，又称为触酶[7]，是以铁卟啉为辅基的结合酶。它可促使H2O2分解为分子氧和水，清除体内的过氧化氢，使得细胞免于遭受H2O2的毒害。POD也是一种有较强活性的保护酶，通过清除线粒体和胞浆中产生的低浓度H2O2而发挥作用。图5和图6表明，盐碱土中木屑的添加使得玉米幼苗CAT、POD活性均有所下降，降低幅度分别为11%和6%（P>005）。可见，添加木屑后植株生活环境有所改善，体内H2O2的量相对降低，导致CAT、POD活性有所下降。

3结论与讨论

研究表明，在盐碱土中添加木屑后，玉米幼苗主要通过增加叶绿素含量、降低MDA、渗透调节物质含量及保护酶活性来抵御土壤的盐害。刁丰秋等[8]在研究盐胁迫对大麦叶片类囊体膜脂组成及功能的影响时发现，高浓度的盐分能提高叶绿素酶的活性，使得叶绿素分解，从而降低叶绿素的含量。而添加木屑后，由于木屑可能具有吸附和凝聚盐分的功能，叶绿素的合成大于分解，从而促进叶绿素含量的上升，增强植物抵御盐害的能力。MDA是膜脂伤害程度的重要指标[9]。李源等[10]研究表明，紫花苜蓿在逆境中会表现出MDA含量升高。该研究结果表明，添加木屑后，玉米幼苗MDA含量显著降低（P<0.05）。这从侧面反映植物膜系统受伤害程度降低，玉米的生长环境有所改善。抗氧化物酶系统是植物体内重要的保护酶系统。在正常情况下，该系统使得植物体内自由基的产生和清除处于平衡状态，使得活性氧自由基维持在一个低水平，以防活性氧自由基对植物的毒害；在逆境条件下，由于水分代谢及膜系统的改变，植物体内有过多的活性氧产生，为了保持机体的正常生理机能，保护酶活性就会通过提高自身活性来消除这种毒害[11]。该研究结果表明，向盐碱土中添加木屑后，POD和CAT活性都有所下降，说明木屑使得盐害胁迫有所改善，自由基的量随之降低，导致2种酶活性的降低。可溶性糖和可溶性蛋白对缓解渗透伤害具有极其重要的作用。程玲等[12]研究也表明，植物在逆境胁迫时，高含量的可溶性糖、可溶性蛋白等可以作为植物细胞重要的渗透调节物质来协助维持细胞较低的渗透势，抵抗盐胁迫带来的伤害。这些渗透调节物质在植物体内的代谢需要保持一种动态平衡，即当胁迫程度降低时，其含量就会下降。该研究的对照盐碱土是一种胁迫。添加木屑后，可溶性糖和可溶性蛋白分别降低了22%和12%。渗透调节物质含量的降低，说明玉米幼苗受到的盐害有所缓解。

参考文献

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[2] 任翠梅，王殿奎，王明泽，等.大庆地区盐渍化土壤状况及盐生植物分类与评价[J].黑龙江农业科学，2009（5）：56-60.

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[4] 郝再彬，苍晶，徐仲.植物生理实验[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2004.

[5] 张永峰，殷波.混合盐碱胁迫对苗期紫花苜蓿抗氧化酶活性及丙二醛含量的影响[J].草业学报，2009，18（1）：46-50.

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[7] 赵秀娟，韩雅楠，蔡禄.盐胁迫对植物生理生化特性的影响[J].湖北农业科学，2011，50（19）：3897-3899.

[8] 刁丰秋，张文华，刘友良.胁迫对大麦叶片类囊体膜脂组成和功能的影响[J].植物学通报，1997，23（2）：105-110.

[9] 唐薇，罗振，温四民，等.干旱和盐胁迫对棉苗光合抑制效应的比较[J].棉花学报，2007，19（1）：28-32.

[10] 李源，刘贵波，高洪文，等.紫花苜蓿种质耐盐性综合评价及盐胁迫下的生理反应[J].草业学报，2010，19（4）：79-86.

[11] 王元，王有国，白小明，等.YNEC土壤改良剂对盐胁迫下早熟禾生理特征的影响[J].北方园艺，2013（1）：146-150.