4種景天屬植物抗鹽脅迫能力的差異

田曉艷,劉延吉,張 蕾,張 弘,李冠男

(1.遼寧石油化工大學(xué)環(huán)境與生物工程學(xué)院,遼寧撫順 113001;2.沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)生物科學(xué)技術(shù)學(xué)院,遼寧沈陽(yáng) 1101611;3.遼寧沿海產(chǎn)業(yè)基地,遼寧 營(yíng)口 115003)

景天屬植物(Sedum)屬多年生多肉植物,分布廣泛,有8個(gè)亞屬400余種,我國(guó)有150種。株型直立的景天屬植物,株叢較矮且緊湊,葉多肉質(zhì),質(zhì)感好,花小,密集,鮮艷,花期長(zhǎng),整株植物綠色期長(zhǎng),是集觀葉、觀莖、觀花為一體的優(yōu)良宿根花卉。因具有很高的觀賞價(jià)值,且抗寒性強(qiáng),能在華北地區(qū)露地越冬,適應(yīng)性強(qiáng),對(duì)土壤要求不嚴(yán),耐旱,也是改良土壤、保持水土的重要植物[1-5]。

土壤鹽漬化嚴(yán)重制約著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境,全世界的鹽堿地約占陸地面積的1/3,我國(guó)鹽堿地面積約4 000萬(wàn)hm2,僅海岸帶、灘涂就達(dá)667萬(wàn)hm2,且有逐年增大的趨勢(shì)。篩選具有高耐鹽特性的景天新品種,對(duì)進(jìn)一步開(kāi)發(fā)利用鹽堿地和擴(kuò)大景天生產(chǎn)都有重要意義[6-9]。

近年來(lái),對(duì)景天植物品種分類(lèi)、生長(zhǎng)和生態(tài)習(xí)性、引種育種以及栽培方面已開(kāi)展了大量的研究工作,但有關(guān)景天耐鹽生理的研究報(bào)道很少。實(shí)驗(yàn)以NaCl溶液作為鹽脅迫溶液,以紅八寶景天(Sedum spectabile Ruber)、粉八寶景天(SedumspectabilePink)、景天三七(Sedum aizoon)、德國(guó)紅景天(German Rhodiola)為材料,探討鹽脅迫對(duì)4種景天植物的生理影響,為其耐鹽性選育工作提供理論依據(jù),使優(yōu)良耐鹽品種能廣泛地應(yīng)用于我國(guó)東北鹽堿地以及沿海地區(qū)的園林建設(shè)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

紅八寶景天、粉八寶景天、景天三七、德國(guó)紅景天品種,購(gòu)自遼寧省鞍山市臺(tái)安縣楊樹(shù)苗圃。

1.2 試驗(yàn)處理

試驗(yàn)采用沙培法,將4種景天幼苗種于盛有細(xì)沙的花盆中,置于生長(zhǎng)室中培養(yǎng),每天澆Hoagland營(yíng)養(yǎng)液1/2,光周期16 h/8 h,相對(duì)濕度70%,培養(yǎng)14 d,選取長(zhǎng)勢(shì)一致的幼苗進(jìn)行鹽脅迫處理,分別用0、50、100、200、400 mmol/L 的 NaCl鹽溶液處理(以 1/2 Hoagland營(yíng)養(yǎng)液配制),每隔2 d添加處理液100 mL,每個(gè)濃度各處理8株,3次重復(fù),處理第0、3、7、15 d取樣,從植株上剪取相同部位的葉片或根部進(jìn)行各項(xiàng)指標(biāo)測(cè)定。

1.3 測(cè)定方法

幼苗植物量,幼苗根系活力及幼苗葉片相對(duì)電導(dǎo)率測(cè)定參照參考文獻(xiàn)[10]的方法進(jìn)行;水勢(shì)采用PSYPRO型水勢(shì)儀(WESCOR,USA)測(cè)定。

2 結(jié)果與分析

2.1 鹽脅迫對(duì)4種景天植物植物量的影響

在不同鹽濃度處理下,4種景天植物鮮重比對(duì)照均顯著升高,說(shuō)明鹽脅迫下,Na+加速了葉片肉質(zhì)化,促進(jìn)了薄壁細(xì)胞分裂和原生質(zhì)膨脹,從而增加了植物量。低鹽濃度 50 mmol/L處理比 100,200和 400 mmol/L處理的景天鮮重增長(zhǎng)的更顯著,處理15 d后分別增長(zhǎng)了6.55%、3.26%、2.79%和2.48%,說(shuō)明低鹽脅迫下,更有利于促進(jìn)吸水和加快生長(zhǎng)速率,沖淡細(xì)胞內(nèi)鹽分濃度,增加植物量。但是紅八寶景天在200 mmol/L處理15 d后死亡,粉八寶景天在400 mmol/L處理15 d后死亡,說(shuō)明高鹽濃度已經(jīng)危及到紅八寶景天和粉八寶景天的生命極限。耐鹽由強(qiáng)到弱的順序?yàn)?景天三七＞德國(guó)紅景天＞粉八寶景天＞紅八寶景天。

2.2 鹽脅迫對(duì)4種景天植物水勢(shì)的影響

不同鹽濃度處理,4種景天植物葉片水勢(shì)均顯著下降,鹽濃度越高、脅迫時(shí)間越長(zhǎng),水勢(shì)下降越快。其中,景天三七、德國(guó)紅景天在400 mmol/L處理15 d后,水勢(shì)分別下降了185%和221%,而粉八寶景天和紅八寶景天均已枯萎。4個(gè)品種的水勢(shì)下降由快到慢的順序是景天三七＜德國(guó)紅景天＜粉八寶景天＜紅八寶景天。

2.3 鹽脅迫對(duì)4種景天根系活力的影響

在不同鹽濃度處理下,4種景天幼苗根系活力比對(duì)照均顯著升高,說(shuō)明鹽脅迫下,增強(qiáng)了景天屬植物的根系活力,增強(qiáng)根系吸收水分、養(yǎng)分的能力來(lái)抵制鹽對(duì)植株的傷害。4種景天在不同鹽處理下,表現(xiàn)不同的根系活力,處理15 d后根系最大活力的鹽濃度分別:景天三七、德國(guó)紅景天及粉八寶景天是200 mmol/L;紅八寶景天是100 mmol/L。根系最大活力分別增加了22.46%、47.76%、12.38%和 26.48%。但在 400 mmol/L鹽脅迫下,其根系活力顯著低于200 mmol/L鹽脅迫下的根系活力,說(shuō)明400 mmol/L鹽濃度可能是景天屬植物的耐鹽濃度的拐點(diǎn)。耐鹽由強(qiáng)到弱的順序?yàn)?德國(guó)紅景天＞景天三七＞粉八寶景天＞紅八寶景天。

2.4 鹽脅迫對(duì)4種景天葉片相對(duì)電導(dǎo)率的影響

在不同鹽濃度處理下,4種景天幼苗相對(duì)電導(dǎo)率比對(duì)照均顯著升高,說(shuō)明鹽脅迫傷害了景天屬植物的細(xì)胞膜,加大了膜透性,表現(xiàn)為相對(duì)電導(dǎo)率增加。并且隨著鹽濃度增加,膜透性顯著升高,細(xì)胞受損嚴(yán)重。紅八寶景天和粉八寶景天鹽脅迫15 d分別在200或400 mmol/L鹽濃度下死亡。4種景天在處理15 d后,相對(duì)電導(dǎo)率分別增加了:景天三七84.47%、德國(guó)紅景天43%(400 mmol/L鹽處理);粉八寶景天14.61%(200 mmol/L鹽處理);紅八寶景天19.15%(100 mmol/L鹽處理)。耐鹽由強(qiáng)到弱的順序?yàn)?德國(guó)紅景天＞景天三七＞粉八寶景天＞紅八寶景天。

表1 鹽脅迫對(duì)4種景天幼苗單株鮮重的影響Table 1 Effect of salt stress on fresh weight of individual-plant of four sedum species seeding g

表2 鹽脅迫對(duì)4種景天幼苗水勢(shì)的影Table 2 Effect of salt stress on water potential of four sedum species seeding bar

表3 鹽脅迫對(duì)4種景天幼苗根活力的影響Table 3 Effect of salt stress on the root activity of four sedum species seeding mg/(g?h)FW

表4 鹽脅迫對(duì)4種景天幼苗葉片相對(duì)電導(dǎo)率的影響Table 4 Effect of salt stress on relative electrolyte conductivity of four sedum species seeding %

3 討論與結(jié)論

遼寧(營(yíng)口)沿海產(chǎn)業(yè)基地綠化工程在篩選景天植物時(shí),由實(shí)驗(yàn)可以看出,在50～100 mmol/L鹽濃度的鹽堿地,4種景天植物均可選擇,進(jìn)行綠化;在100～200 mmol/L鹽濃度的鹽堿地,景天三七、德國(guó)紅景天和粉八寶景天可供選擇;在200～400 mmol/L鹽濃度的鹽堿地,景天三七和德國(guó)紅景天可供選擇。對(duì)于高于400 mmol/L的鹽堿地,目前尚未發(fā)現(xiàn)更好的景天品種適宜種植[11-14]。耐鹽性由強(qiáng)到弱順序?yàn)榫疤烊?德國(guó)紅景天＞粉八寶景天＞紅八寶景天。

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