黑龙江西部公路5种灌木对干旱盐碱胁迫生理响应研究

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齐泰高速公路位于松嫩平原干旱、半干旱地区,同时是世界三大苏打盐碱地分布地之一,耐旱耐盐碱护坡植物的选择对防止公路边坡水土流失,增强路基稳定性及公路周边生态恢复具有重要的意义。以紫穗槐(Amorpha fruticosa)、柽柳(Tamarix chinensis)、小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)、沙棘(Fructus Hippophae)、杨柴(Hedysarum fruticosum var. mongolicum)2年龄灌木为试验材料,采用控水法,对灌木进行5个水分梯度处理(对照、轻度胁迫、中度胁迫、重度胁迫、极重度胁迫)于21天后采样;采用盐碱液浇灌法,对灌木进行4个盐碱梯度处理(对照、0.5g/kg、1g/kg、1.5g/kg)于6天后采样。通过测定灌木叶片的质膜透性(RPP)、叶绿素(Chl)总量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、丙二醛(MDA)含量、可溶性糖(SS)含量、脯氨酸(Pro)含量,探讨5种灌木抗干旱和盐碱逆境的能力。为黑龙江省西部地区公路边坡生态恢复提供理论依据。随着干旱胁迫的加剧,紫穗槐、小叶锦鸡儿和杨柴RPP含量先降低后升高。盐碱胁迫下5种灌木叶片RPP无降低趋势,只是在一定程度上减缓了RPP的升高,得知灌木在受到一定的干旱胁迫后,可通过植物调节恢复质膜透性,在受到盐碱胁迫后无法恢复质膜透性。紫穗槐、小叶锦鸡儿、杨柴和柽柳Chl总量呈现先升后降,而盐碱胁迫下5种灌木叶片Chl总量均呈下降趋势,1.5g/kg盐碱胁迫下5种灌木叶片Chl总量均高于极重度干旱胁迫,可见齐泰高速公路护坡灌木Chl降低主要是因为干旱胁迫而非盐碱胁迫。5种灌木SOD活性呈先升后降趋势,而盐碱胁迫下5种灌木SOD则一直呈现升高,可能因为盐碱胁迫对灌木是持续性伤害而干旱胁迫为阶段性的,说明灌木在一定程度上通过自身调节来减轻或避免干旱胁迫对其带来的伤害,而在盐碱胁迫过程中则没有这种情况发生。柽柳和沙棘SS呈升高趋势,5种灌木叶片Pro含量呈上升趋势;盐碱胁迫下,5种灌木叶片SS和Pro均呈现上升趋势。说明灌木对干旱盐碱胁迫做出反应,通过增加SS和Pro含量维持细胞渗透压平衡避免灌木受到伤害。实验公路段边坡5种灌木的的生理指标大多处在干旱实验的对照组至重度胁迫组间,盐碱胁迫实验则处于对照组至0.5g/kg胁迫浓度间。可知5种灌木在实验公路段还能适应更为苛刻的干旱和盐碱环境。通过对隶属度函数进行分析,5种灌木对干旱胁迫适应程度由高至低依次为:紫穗槐>小叶锦鸡儿>杨柴>柽柳>沙棘,5种灌木对盐碱胁迫适应程度由高至低以此为:紫穗槐>杨柴>柽柳>沙棘>小叶锦鸡儿。紫穗槐适宜种植在轻度干旱和极重度干旱公路边坡。柽柳适宜种植在中度干旱公路边坡。小叶锦鸡儿适宜种植在极重度干旱公路边坡。杨柴适宜种植在中度干旱和重度干旱公路边坡。紫穗槐和杨柴适应0.5g/kg、1g/kg和1.5g/kg盐碱浓度公路边坡下生长,有较强的适应性。沙棘较适合1g/kg盐碱浓度公路边坡条件下生长,柽柳较适合1.5g/kg盐碱浓度公路边坡条件下生长。
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