庞洪涛(辽宁省阜蒙县退耕还林办公室,辽宁 阜新 123100)
沙棘(Hippophaerhamnoides)是胡颓子科沙棘属灌木或小乔木, 在我国的东北、西北和华北地区广有分布,其具有耐低温和耐干旱的特点。沙棘对干旱地区造林除了具有改良水土的生态效益之外,其果实营养成分丰富,在多个领域内都得到了很好的开发利用,给种植地区带来了很大的经济效益[1]。辽宁阜新地区地处辽宁西部,气候干旱少雨,为了改善当地的生态环境增加农民收入,上世纪末引进多个大果沙棘品种,其中种植面积比较多的有北欧、晚秋、深秋红和状元黄4个品种。本文以在水分胁迫的条件下对4个大果沙棘品种进行试验,测定其生化指标的变化。
试验地点选在辽宁省阜新蒙古自治县土城子大果沙棘培育中心,分别选择北欧、晚秋、深秋红、状元黄4个品种1年生、长势一致、健康无病的种苗作为试验对象。
试验采用盆栽的方式,2016年4月中旬分别将4种1年生种苗移植在规格30 cm×40 cm的塑料盆中,每个盆加入7 kg等量化肥搅拌的细土,将土压实后灌水。5月中旬,每个处理选出3盆成活的幼苗,重复3次,每个处理共计9盆。4个品种共计36盆进行水分胁迫试验。
将每个盆浇水至完全饱和为止,盆口上加盖塑料薄膜,防止过量蒸发,之后不再灌水。在处理的第5天开始第一次测定(记为0 d),以后每隔7 d测定一次,共计4次,分别记为7 d、14 d、21 d和28 d共计5次,重复3次。采样时间选在9:00—11:00间进行。
叶绿素含量测定:采用乙醇提取比色法。
丙二醛(MDA)含量测定:硫代巴比妥酸显色法。
超氧化物歧化酶(SOD)含量测定:NBT 光化学还原法。[2]
本试验采用Microsoft Excel软件和SPSS软件进行数据分析处理。
植物生长离不开光合作用,而叶绿素是植物光合作用过程中最重要的物质,其含量的多少与植物的光合作用强弱有直接的正相关关系[3]。
由表1可知,北欧、晚秋、深秋红和状元黄4个品种的大果沙棘的叶绿素含量随着水分胁迫程度的加剧而呈现出不同的变化。4个品种大果沙棘叶绿素含量随着水分胁迫加剧而逐渐降低。在0 d时,深秋红的含量最高,为78.32 mgg-1,与其他处理间差异显著(P<0.05);7 d时,各处理间差异不显著(P>0.05);而在14 d以后的处理中,都以北欧品种的叶绿素含量最高,且与其他处理间差异达到显著水平(P<0.05),在第28 d时叶绿素含量为24.42 mgg-1。
表1 4种大果沙棘叶绿素含量的变化 mgg-1
表1 4种大果沙棘叶绿素含量的变化 mgg-1
处理0d7d14d21d28d北欧67.34b61.74a54.45a35.69a24.42a晚秋72.28b63.12a48.67b28.28b18.76c深秋红78.32a63.56a42.82c26.57c17.58c状元黄64.64b58.15a44.51c31.66b21.43b
当植物处于外界逆境时,其细胞内就会出现过氧化现象,随着过氧化程度的加剧,植物体内丙二醛(MDA)含量就越高,植物细胞膜受到的伤害就越大,就越不利于植物的生长发育[4]。
由图1可知,北欧、晚秋、深秋红和状元黄4个品种的大果沙棘的丙二醛随着水分胁迫程度加剧而逐渐升高。在第7天处理时,以北欧品种丙二醛含量最高,为27.22 nmolg-1;深秋红品种最低,为23.34 nmolg-1,此时深秋红抗逆性较好。从第14天后,北欧品种的丙二醛含量始终为最低,对外界水分胁迫的抗性较好,而深秋红和晚秋2个品种丙二醛含量交替上升,对外界水分胁迫的抗逆性较差,这可能与两个品种都是晚熟品种的特性有关。
图1 4个大果沙棘品种MDA含量变化
图2 4个大果沙棘品种SOD含量变化
当植物处于外界逆境时,体内细胞就会产生超氧化物歧化酶(SOD)来消除有害物质,保证植物能正常生长发育。研究表明,自然界中很多植物的细胞内的超氧化物歧化酶活性的强弱与其耐旱性密切相关[5]。
由图2可知,北欧、晚秋、深秋红和状元黄4个品种的大果沙棘的超氧化物歧化酶活性随着水分胁迫的加剧都呈现先升高后下降的变化趋势,其中晚秋和深秋红两个品种都是在第7天出现峰值,活性分别为237.21 Ug-1和234.65 Ug-1;而北欧和状元黄则都在第14天出现峰值,活性分别为286.32 Ug-1和262.27 Ug-1。
通过各项指标的测定结果可知,水分胁迫加剧降低了4个沙棘品种的叶绿素含量,在处理后期北欧品种的叶绿素含量最高,显著高于其他处理,而状元红次之。丙二醛含量随着水分胁迫加剧而逐渐增加,处理后期也以北欧品种最高,状元黄次之。
4个品种超氧化物歧化酶活性都呈先上升后下降趋势,北欧和状元黄两个品种的高峰值较晚秋和深秋红要出现的晚。通过三个生理指标测定,4个大果沙棘品种耐旱性的顺序为北欧>状元黄>晚秋、深秋红。