盐胁迫对平欧杂种榛幼苗生长及光合生理的影响

高海哲，贾志国，张 丽

（河北北方学院,河北 张家口 075000）

平欧杂种榛是我国重点推广的栽培种，其生态适应性强，具有抗寒、抗旱、耐盐碱、耐瘠薄等特性。结合我国土壤盐碱面积较大［1］的现状，栽种平欧杂种榛具有一定的生态与经济效应。

本研究以平欧杂种榛优良品种达维为试材［2］，通过设置不同的NaCl浓度梯度，分析其幼苗在不同浓度盐胁迫生长过程中各项生长指标、总生物量、叶绿素含量、光合作用能力以及呼吸强度的变化趋势，探究达维水培幼苗在加盐处理条件下，其幼苗生长与光合生理指标的变化规律，对推进其产业栽培发展及盐碱地的利用具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 试验材料与试验设计

本试验在河北北方学院南校区温室中进行，以平欧杂种榛达维水培幼苗为试材。首先将组培室培养的达维幼苗栽种到育苗杯中，培养液浓度参考张丽［3］的研究方法，然后等幼苗在营养液中正常生长30 d左右后，选取大小一致、粗细均匀约25 cm的小苗，进行水培试验。本试验设置了4个NaCl胁迫浓度（30、60、90、120 mmol/L)和1个空白对照(CK)，共5个处理，每个处理18株，6株为1组，3次重复。

1.2 测定项目与方法

1.2.1 根系长度的测定 盐胁迫35 d后，用直尺测定每株达维幼苗5条相对较长的根，盐胁迫前后各测定1次，计算根系相对生长量，在盐胁迫后测定各处理达维幼苗的最长根长和总根长（5条根长度之和）。

1.2.2 苗木生物量的测定 盐胁迫40 d后，各处理分别取叶、茎、根称取其鲜重，然后在恒温箱中烘至恒重，再称取其干重，进而得到叶、茎、根的含水量，从而计算生物量，3次重复。

1.2.3 叶绿素含量的测定 在不同浓度盐胁迫处理35 d 后，测定每组叶片的叶绿素含量。参考张宪政［4］的“丙酮乙醇混合法”进行测定，将丙酮乙醇混合液调零后，分别在663、645 nm波长下比色，记录其OD值。首先计算色素提取液的浓度：叶绿素a=12.70OD663-2.59OD645，叶绿素b= 22.90OD645-4.67OD663，总叶绿素=Ca+Cb=20.30OD645+8.04OD663，再根据公式计算出各处理的叶绿素含量，每个处理重复测定3 次，计算公式为：

式中：Chl表示叶绿素含量(mg/g)；C表示叶绿素浓度(mg/L)；V表示提取液总体积(mL)；W表示叶片鲜重(g)。

1.2.4 光合指标的测定 盐胁迫30 d后，使用Li-Cor6400便携式光合仪在天气晴朗的条件下测定光合指标。测定方法参考高俊凤［5］的研究方法。

1.2.5 呼吸速率的测定 将盐胁迫处理10 d的水培苗取出，测定其呼吸速率。测定方法参考张丽［3］的研究方法。

1.2.6 数据处理 利用Excel与 SPSS 17.0软件进行数据统计分析和绘制图表。

2 结果与分析

2.1 不同浓度盐胁迫对达维幼苗根系生长的影响

通过测量不同浓度盐胁迫下根系的生长指标，可反映盐胁迫对达维幼苗生长的影响。由表1可知，随着NaCl胁迫浓度的增高，总根长与相对增长量均显著降低。当空白对照的总根长为118.60 cm时，其他4个NaCl胁迫浓度的总根长分别为101.97、92.17、88.97、86.47 cm，分别降为空白对照的85.98%、77.72%、75.02%、72.91%，且当NaCl胁迫浓度为90 mmol/L时，表现为极显著降低，当NaCl胁迫浓度为120 mmol/L时，降为最低。相对增长量在NaCl胁迫浓度为120 mmol/L时，表现为极显著降低，仅为空白对照的30.29%。本试验表明，不同浓度水培加盐处理对达维幼苗根系生长并无促进作用，相反，对根系生长起到了抑制作用。

表1 不同浓度盐胁迫下达维根长指标的分析 cm

2.2 不同浓度盐胁迫对达维幼苗各器官生物量的影响

在不同浓度盐胁迫处理下，达维水培幼苗叶、茎、根的干重、鲜重以及总生物量整体均呈下降趋势。由表2可知，随着NaCl胁迫浓度的增高，叶片的干重与鲜重下降趋势最为明显，当NaCl胁迫浓度为30 mmol/L 时，叶片鲜重与空白对照达到显著水平；当 NaCl胁迫浓度为120 mmol/L时，叶片鲜重仅为空白对照的3.06%；当 NaCl胁迫浓度为90 mmol/L时，叶片干重与空白对照达到显著水平,且在NaCl胁迫浓度为120 mmol/L时，叶片干重仅为空白对照的5.03%。叶片的干重与鲜重下降趋势明显的主要原因是随着盐浓度的增高，叶片失水萎蔫造成的，此外，叶片脱落严重也会造成叶片干、鲜重明显降低。茎的鲜重与干重下降趋势在NaCl胁迫浓度为120 mmol/L时与空白对照达到显著水平,且鲜重与干重分别为空白对照的83.19%与79.12%。与空白对照相比，随着NaCl胁迫浓度的升高，根的鲜重与干重呈明显降低的趋势，且根的鲜重与干重在120 mmol/L时分别降为31.51和6.65g。在不同盐胁迫处理下，达维水培幼苗总生物量明显降低，且在120 mmol/L时降为对照的44.98%。

表2 不同浓度盐胁迫下达维幼苗各器官及总生物量的分析 g

2.3 不同浓度盐胁迫对达维幼苗叶绿素含量的影响

由图1可知，随着NaCl胁迫浓度的增加，叶绿素a、叶绿素b及总叶绿素的变化趋势基本一致。当NaCl胁迫浓度为90 mmol/L时,3个叶绿素指标均显著增加，当NaCl胁迫浓度为120 mmol/L时，3个叶绿素指标均略有下降，但仍高于空白对照。在试验过程中发现，随着NaCl胁迫浓度的增加，达维幼苗生长受到了抑制，出现了过早封顶的现象。与空白处理继续生长出嫩绿的叶片相比，受盐胁迫过早封顶幼苗生长出的叶片是深绿色的，故推测过早封顶是受盐胁迫幼苗叶片叶绿素含量增加的主要原因。

图1 不同浓度盐胁迫下达维幼苗叶片叶绿素含量的变化趋势

2.4 不同浓度盐胁迫对达维幼苗光合指标的影响

由表3可知，随着NaCl胁迫浓度的增加，达维幼苗光合能力受到抑制。且随着盐浓度的增加，达维幼苗的光合速率、气孔导度、蒸腾速率、气孔限制值、水分利用效率等指标整体上均呈降低的趋势，而胞间二氧化碳浓度则呈明显增加的趋势。光合速率在不同盐浓度处理下，与空白对照相比，均达到极显著水平，且随着NaCl胁迫浓度的增加，光合速率呈极显著降低的趋势，当NaCl胁迫浓度为120 mmol/L时，光合速率降为空白对照的21.47%。在不同NaCl胁迫浓度处理下，气孔导度随着盐浓度的增高而逐渐降低，且当NaCl胁迫浓度为120 mmol/L 时，气孔导度降为空白对照的42.53%。水分利用效率与气孔限制值均随着NaCl胁迫浓度的升高而显著降低，且当NaCl胁迫浓度为120 mmol/L时，分别降为0.7692 μmol/mmol和0.1688。蒸腾速率在NaCl胁迫浓度为120 mmol/L时极显著降低,而胞间二氧化碳浓度在盐浓度120 mmol/L时极显著增加。当NaCl胁迫浓度为120 mmol/L时，光合速率、气孔导度、蒸腾速率、气孔限制值、水分利用效率分别降为空白对照的21.47%、42.53%、52.42%、48.12%、36.40%；胞间二氧化碳浓度为空白对照的127.26%。故此可推断出光合能力显著降低是由非气孔限制因素引起的。

表3 不同浓度盐胁迫下达维幼苗光合指标的分析

2.5 不同浓度盐胁迫对达维幼苗呼吸强度的影响

由图2可知，达维幼苗的呼吸强度随NaCl胁迫浓度的升高而显著降低。当NaCl胁迫浓度为60 mmol/L时，达维幼苗的呼吸强度与空白对照相比显著降低了81.25%；当NaCl胁迫浓度为120 mmol/L时，达维幼苗的呼吸强度与空白对照相比极显著降低了60.84%。故此可推断出高浓度的盐胁迫使达维幼苗的线粒体受到了破坏，从而导致幼苗失去了修复能力。

图2 不同浓度盐胁迫下达维幼苗呼吸强度的变化

3 结论与讨论

本试验通过设置4个NaCl胁迫浓度（30、60、90、120 mmol/L)和1个空白对照(CK)，对达维水培幼苗进行了盐胁迫处理。结果表明，随着NaCl胁迫浓度的增加，达维幼苗的生长指标、总生物量、光合作用能力、呼吸作用强度整体均呈降低的趋势，而叶绿素含量整体上呈增加的趋势。

王学琴等［6-10］通过对达维幼苗的根长、总生物量等指标的测定发现，盐胁迫会造成植物发育受抑，造成此现象的原因与植株自身的渗透调节密不可分；杨少辉等［11］研究认为，NaCl中的Na+对植物盐胁迫的危害最大,随着NaCl盐浓度的增高，其对植物自身渗透调节造成的破坏程度愈深，植物的生长受抑越明显。同时Na+的浓度愈高，对植物叶片的尖端和叶缘越容易造成灼伤，会引起植株对钙吸收量的减少，从而导致植物的生长发育迟缓。

李时雨等［12-13］研究认为，叶绿素含量随着NaCl胁迫浓度的增加显著减少，但在高盐浓度时出现了短暂上升的现象。张丽［3］在试验进行过程中观测到达维幼苗在高盐浓度下出现了过早封顶的现象，与本研究结果一致，本试验中也观测到植株叶片是深绿色的，故推测叶绿素含量短暂升高是植株过早封顶造成的。但章建红等［14］研究证实，随着NaCl胁迫浓度的升高，植株叶绿体的类囊体会受到破坏,故在高盐浓度胁迫下，植株的叶绿素含量会逐渐降低。

刘美岑等［15-18］研究认为，随着盐浓度的增加，气孔限制值降低，胞间二氧化碳浓度增加，与本研究结果一致，故可推断本试验盐胁迫通过非气孔限制来阻碍耐盐植物的光合作用。随着盐浓度的增加，叶绿体超微结构遭到破坏，尤其是类囊体遭到破坏，直接导致光反应过程减弱，光合效率下降，该因素会导致细胞间二氧化碳浓度升高。

程然然等［19-20］研究认为，随着NaCl胁迫浓度的增加，达维幼苗的呼吸强度显著降低。与本研究结论一致，故推测出高盐浓度会使达维幼苗的线粒体遭到破坏，所以呼吸强度显著降低。

综合上述分析可知，水培幼苗对 NaCl 胁迫较为敏感，呼吸作用与光合作用会显著受到抑制，所以幼苗的生长也会随着NaCl胁迫浓度的增高，而导致发育缓慢。因此水培平欧杂种榛达维幼苗只能维持幼苗基本的生长条件，营养液添加盐的浓度要适量，若浓度过高则会影响植株的生长发育。通过本试验展现出水培平欧杂种榛达维幼苗生长与生理指标的变化规律，关于水培平欧杂种榛达维幼苗的生长方式仍需进一步研究探讨。