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.遼寧石油化工大學環境與生物工程學院,遼寧撫順 113001;2.沈陽農業大學生物科學技術學院,遼寧沈陽 1101611;3.遼寧沿海產業基地,遼寧 營口 115003)

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

土壤鹽漬化嚴重制約著農業生產和生態環境,全世界的鹽堿地約占陸地面積的1/3,我國鹽堿地面積約4 000萬hm2,僅海岸帶、灘涂就達667萬hm2,且有逐年增大的趨勢。篩選具有高耐鹽特性的景天新品種,對進一步開發利用鹽堿地和擴大景天生產都有重要意義[6-9]。

近年來,對景天植物品種分類、生長和生態習性、引種育種以及栽培方面已開展了大量的研究工作,但有關景天耐鹽生理的研究報道很少。實驗以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)、德國紅景天(German Rhodiola)為材料,探討鹽脅迫對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,使優良耐鹽品種能廣泛地應用于我國東北鹽堿地以及沿海地區的園林建設。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

紅八寶景天、粉八寶景天、景天三七、德國紅景天品種,購自遼寧省鞍山市臺安縣楊樹苗圃。

1.2 試驗處理

試驗采用沙培法,將4種景天幼苗種于盛有細沙的花盆中,置于生長室中培養,每天澆Hoagland營養液1/2,光周期16 h/8 h,相對濕度70%,培養14 d,選取長勢一致的幼苗進行鹽脅迫處理,分別用0、50、100、200、400 mmol/L 的 NaCl鹽溶液處理(以 1/2 Hoagland營養液配制),每隔2 d添加處理液100 mL,每個濃度各處理8株,3次重復,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行各項指標測定。

1.3 測定方法

幼苗植物量,幼苗根系活力及幼苗葉片相對電導率測定參照參考文獻[10]的方法進行;水勢采用PSYPRO型水勢儀(WESCOR,USA)測定。

2 結果與分析

2.1 鹽脅迫對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照均顯著升高,說明鹽脅迫下,Na+加速了葉片肉質化,促進了薄壁細胞分裂和原生質膨脹,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的更顯著,處理15 d后分別增長了6.55%、3.26%、2.79%和2.48%,說明低鹽脅迫下,更有利于促進吸水和加快生長速率,沖淡細胞內鹽分濃度,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,說明高鹽濃度已經危及到紅八寶景天和粉八寶景天的生命極限。耐鹽由強到弱的順序為:景天三七＞德國紅景天＞粉八寶景天＞紅八寶景天。

2.2 鹽脅迫對4種景天植物水勢的影響

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

2.3 鹽脅迫對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照均顯著升高,說明鹽脅迫下,增強了景天屬植物的根系活力,增強根系吸收水分、養分的能力來抵制鹽對植株的傷害。4種景天在不同鹽處理下,表現不同的根系活力,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,說明400 mmol/L鹽濃度可能是景天屬植物的耐鹽濃度的拐點。耐鹽由強到弱的順序為:德國紅景天＞景天三七＞粉八寶景天＞紅八寶景天。

2.4 鹽脅迫對4種景天葉片相對電導率的影響

在不同鹽濃度處理下,4種景天幼苗相對電導率比對照均顯著升高,說明鹽脅迫傷害了景天屬植物的細胞膜,加大了膜透性,表現為相對電導率增加。并且隨著鹽濃度增加,膜透性顯著升高,細胞受損嚴重。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,相對電導率分別增加了:景天三七84.47%、德國紅景天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)。耐鹽由強到弱的順序為:德國紅景天＞景天三七＞粉八寶景天＞紅八寶景天。

表1 鹽脅迫對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4種景天幼苗水勢的影Table 2 Effect of salt stress on water potential of four sedum species seeding bar

表3 鹽脅迫對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4種景天幼苗葉片相對電導率的影響Table 4 Effect of salt stress on relative electrolyte conductivity of four sedum species seeding %

3 討論與結論

遼寧(營口)沿海產業基地綠化工程在篩選景天植物時,由實驗可以看出,在50～100 mmol/L鹽濃度的鹽堿地,4種景天植物均可選擇,進行綠化;在100～200 mmol/L鹽濃度的鹽堿地,景天三七、德國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,景天三七和德國紅景天可供選擇。對于高于400 mmol/L的鹽堿地,目前尚未發現更好的景天品種適宜種植[11-14]。耐鹽性由強到弱順序為景天三七,德國紅景天＞粉八寶景天＞紅八寶景天。

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