五叶地锦和偃伏梾木苗木对土壤盐碱胁迫的生理响应

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本文采用盆栽试验的方法,对盐碱胁迫(对照、1.0、2.0、4.0 g·kg-1NaHCO3沙土,依次简称对照、低盐胁迫、中盐胁迫、高盐胁迫)下五叶地锦(Parthenocissusquinquefolia(L.)Planch.)和偃伏梾木(Cornus stolonifera Michx.)1年生实生苗的生长和光合作用、渗透调节作用、活性氧产生和抗氧化系统等生理机制进行了系统研究,旨在揭示五叶地锦、偃伏梾木在NaHCO3胁迫下的生长状况和生理生化变化,并对二树种的耐盐碱能力进行评估,确定其对盐碱胁迫的耐受范围,主要结论如下:(1)随胁迫强度的增加,二树种的生长均受到一定抑制。低盐胁迫对二树种生长的抑制不明显,中、高盐胁迫对生长的抑制作用明显,偃伏梾木受抑制程度小于五叶地锦。五叶地锦各处理苗高相对增长量分别比对照降低11.2%、37.2%和58.1%(P<0.05);偃伏梾木各处理苗高相对增长量分别比对照降低20.5%、32.9%和54.0%(P<0.05)。盐碱胁迫使二树种各器官及整株相对生物量降低。低盐胁迫下二树种整株生物量下降不明显,中、高盐胁迫下二树种整株生物量明显下降,偃伏梾木降幅小于五叶地锦。中、高盐胁迫下五叶地锦降幅分别为41.3%和59.9%(P<0.05);偃伏梾木降幅分别为22.6%和53.9%(P<0.05)。(2)盐碱胁迫下,五叶地锦和偃伏梾木的光合作用受到明显抑制,表现为叶绿素含量降低,净光和速率下降。五叶地锦各处理Pn下降幅度小于偃伏梾木。中、高盐胁迫下五叶地锦Pn分别比对照下降24.5%和41.8%(P<0.05);偃伏梾木Pn分别比对照下降26.1%和78.4%(P<0.05)。低盐胁迫下五叶地锦光合速率下降的主要原因是气孔限制,随着胁迫强度的增加,非气孔限制逐渐成为主要限制因素:盐碱胁迫导致偃伏梾木光和速率下降的主导因素是非气孔限制。(3)盐碱胁迫下,五叶地锦和偃伏梾木在低、中盐胁迫下能通过积累根系Na+含量来提高植物的抗盐性。脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白3种有机渗透调节剂含量均增加,在渗透调节中发挥了重要作用。胁迫后期,五叶地锦各处理脯氨酸含量分别比对照增加128.8%、214.5%和303.2%(P<0.01),可溶性蛋白含量与分别比对照增加24.3%、42.8%和54.1%(P<0.05),中、高盐处理下可溶性糖含量比对照增加53.8%和76.7%(P<0.01);偃伏梾木各处理脯氨酸含量分别比对照增加71.3%、80.9%和145.4%(P<0.01)。(4)低盐胁迫下,二树种质膜完整性得到较好维持,随盐胁迫强度的增加,质膜透性增加。低盐胁迫下二树种叶片MDA含量均无明显积累。中、高盐处理下二树种叶片MDA含量均随胁迫时间的延长明显积累,质膜完整性也逐渐遭到破坏。到胁迫后期,五叶地锦叶片MDA含量和膜透性分别达到对照的1.4倍和3.5倍(P<0.01);偃伏梾木MDA含量和膜透性分别达到对照的4.7倍和2.8倍(P<0.01)。(5)在一定强度的盐碱胁迫下,二树种能够通过抗氧化系统的变化清除过氧化物。五叶地锦低、中盐处理APX活性(胁迫10 d)比对照分别增加40%和37%(P<0.05),高盐处理SOD活性(胁迫20 d)比对照增加20.0%(P<0.05),各处理POD活性(胁迫30 d)分别是对照的1.0倍和1.57倍(P<0.01),高盐处理CAT活性(胁迫30 d)达到对照的2.5倍(P<0.05);偃伏梾木各处理POD活性(胁迫10 d)分别比对照增加85%、126%和233%(P<0.01),CAT活性(胁迫20 d)中、高盐处理分别比对照增加227%和130%(P<0.01),各处理APX活性(胁迫30 d)分别比对照增加150%、221%和220%(P<0.01)。综合生长和各项生理生化指标,初步认为五叶地锦和偃伏梾木对低盐胁迫具有一定的抗性,可耐受的土壤NaHCO3的含量为1.0 g·kg-1,偃伏梾木对碳酸盐胁迫的抗性高于五叶地锦。
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