農家肥對鹽堿土中玉米幼苗生理生化指標的影響

張睿哲

(大慶鐵人中學，黑龍江大慶 163000)

土壤鹽堿化是一個世界性的難題，全世界鹽漬土面積約10億hm2；我國約有鹽堿地1億hm2[1]，主要分布在東北、華北、西北內陸地區以及長江以北沿海地帶。大慶市位于黑龍江省西南部，鹽漬化土地面積高達43萬hm2，占東北地區鹽漬土總面積的39.3%[2]。國內對鹽堿地的研究始于 20 世紀初，在節約用水與采用物理化學方法、土壤耕作與施肥、利用土壤改良劑以及選育耐鹽品種提高作物抗鹽力方面取得很大進展[3]。研究表明，土壤改良劑具有改良土壤、保持肥力的性能，并且能夠改良鹽堿地環境，提高植物適應逆境能力[4]。筆者采用成本低且易獲取的農家肥作為土壤改良劑，在鹽堿土中添加一定比例的農家肥后，通過玉米幼苗生理生化指標的變化來評價農家肥對鹽堿土壤的改良效果，以期為大慶地區鹽堿土壤改良及農業生產提供理論依據，同時對研究治理東北地區鹽堿土有重大的戰略意義。

1　材料與方法

1.1試驗材料供試玉米種子為大慶種子公司提供的慶單四號。農家肥取自大慶市讓胡路區富強地區養殖場。鹽堿土壤采自大慶市讓胡路區富強地區，取土深度為20 cm，土壤pH為7.93左右。

1.2鹽堿土壤的處理采用實驗室盆栽模擬的方法，以未添加土壤改良劑農家肥的鹽堿土壤作為對照組，以按農家肥∶鹽堿土=1∶3混合的土壤作為處理組，將土壤分別裝盒標記，放置4 d備用。

1.3玉米幼苗的培養挑選色澤圓潤、籽粒飽滿一致的玉米種子，先用蒸餾水沖洗3次，然后用0.1%升汞消毒15 min，蒸餾水再沖洗3次后，將玉米種子放置在帶有濕潤脫脂棉的瓷盤中，28 ℃恒溫培養箱中培養48～72 h催芽,待胚根長至約1 cm開始點穴播種。在光照培養箱中溫度25～27 ℃、光照強度4 000 lx條件下培養玉米幼苗至3葉期，取葉片進行生理生化指標的測定。

1.4生理生化指標測定采用乙醇法測定葉綠素含量；采用硫代巴比妥酸法測定丙二醛(MDA)含量；采用考馬斯亮藍法測定可溶性蛋白含量；采用蒽酮試劑法測定可溶性糖含量[5]。

1.5數據處理數據分析及圖表繪制應用SPSS 17.0統計軟件和Excel軟件。

2　結果與分析

2.1農家肥對鹽堿土中玉米幼苗葉綠素含量的影響葉綠素是植物進行光合作用所必需的物質，植物在逆境脅迫下，其葉綠素隨之降解，葉片黃化，光合效率降低，從而抑制植物的生長和發育。而且葉綠素含量對鹽脅迫很敏感，在一定程度上可以反映鹽脅迫的程度。圖1表明，鹽堿土中添加農家肥后葉片中葉綠素含量有上升趨勢，比鹽堿土對照上升了21.1%，差異顯著(P<0.05)。說明添加一定量的農家肥有利于葉綠素含量的積累，從而增強光合作用，反映了農家肥可改變鹽堿土壤的結構及生化特征，利于植物的生長。

圖1　農家肥對鹽堿土中玉米幼苗葉綠素含量的影響Fig. 1　Effects of farmyard manure on chlorophyll content of maize seedlings in saline-alkali soil

2.2農家肥對鹽堿土中玉米幼苗MDA含量的影響MDA是膜脂過氧化的產物之一，可以反映植物遭受逆境傷害的程度。細胞膜中的蛋白結合MDA引起蛋白質分子內和分子間交聯，使蛋白質分子發生聚合，從而破壞細胞膜的生理功能[6]。圖2表明，與對照組相比，添加農家肥的土壤玉米葉片MDA含量降低了31.7%(P<0.05)。說明農家肥使葉片中的MDA含量降低，減少了對細胞膜的損害，對鹽堿土壤有一定的改良效果。

圖2　農家肥對鹽堿土中玉米幼苗MDA含量的影響Fig.2　Effects of farmyard manure on MDA content of maize seedlings in saline-alkali soil

2.3農家肥對鹽堿土中玉米幼苗滲透調節物質含量的影響滲透物質的積累是細胞受到傷害的結果，可作為逆境脅迫的傷害指標。可溶性蛋白作為蛋白質中重要的一類，親水性很強，具有增強細胞的持水力、增加束縛水含量和原生質彈性等功能[7]。可溶性糖是一類重要的滲透調節物質，當植物受到鹽脅迫時，它便在植物體內迅速積累，以平衡細胞內外的滲透勢，促進植物生長。圖3和4表明，添加農家肥后可溶性蛋白和可溶性糖含量均呈下降趨勢，下降幅度分別為21.1%(P<0.05)和7.3%(P>0.05)。表明鹽堿土中添加農家肥后玉米受到的鹽脅迫得到一定的緩解。

圖3　農家肥對鹽堿土中玉米幼苗可溶性蛋白含量的影響Fig.3　Effects of farmyard manure on the soluble protein content of maize seedlings in saline-alkali soil

圖4　農家肥對鹽堿土中玉米幼苗可溶性糖含量的影響Fig.4　Effects of farmyard manure on the soluble sugar content of maize seedlings in saline-alkali soil

3　結論與討論

研究表明，施用土壤改良劑農家肥可以改變土壤有機質含量，促進土壤團粒結構的形成，使土壤的抗逆能力增強。農家肥經微生物分解還可以產生各種有機酸從而降低土壤的pH，增強土壤的緩沖能力，最終促使土壤向良性方向轉化[8]。

細胞與外界環境發生物質交換主要是通過細胞膜，也是感受環境脅迫最敏感的原生質體。鹽脅迫能改變膜脂和膜蛋白，使膜質過氧化程度加深。MDA是膜脂過氧化的主要產物之一，會嚴重損傷生物膜的結構與功能，處于逆境或衰老的植株其含量相對較高。該研究結果表明，添加改良劑農家肥的試驗組與對照組相比，MDA含量顯著降低，這與胡高峰等[9]對棉花幼苗的研究結果一致。原因是施用土壤改良劑農家肥后，可能形成了某種生理反應機制，通過改變保護酶的含量，從而使MDA含量降低。

葉綠素是綠色植物捕獲和轉化光能的重要物質，其含量的高低能夠反映植物在鹽脅迫條件下光合作用能力的強弱。在鹽脅迫下，植物吸收不到足夠的礦質元素和水分導致營養不良，而造成合成的葉綠素含量降低。該研究結果表明，添加農家肥的玉米幼苗葉綠素含量增加。原因可能是農家肥本身含有一定的氮、磷元素，其施用必然增加土壤中相應養分的儲量。氮磷元素能夠促使植物更好地生長，葉片中葉綠素的含量也相應增加。

為了適應逆境，植物通過產生滲透調節物質以維持細胞正常的滲透勢，完成生命活動。該研究結果表明，可溶性糖和可溶性蛋白含量均下降，與董秋麗等[10]的研究結果一致。其原因可能是農家肥由多種有機質組成，是分子量大小不同的有機化合物締合而成的集合體，能與環境中的可溶性鹽發生吸附、交換和絡合作用。在鹽堿土中添加農家肥可以降低鹽堿土中鹽離子的活性，從而抑制植株對可溶性鹽的吸收，使細胞內外的滲透勢相同。

[1] 周和平,張立新,禹鋒，等.我國鹽堿地改良技術綜述及展望[J].現代農業科技,2007(11):159-161，164.

[2] 阿吉艾克拜爾，邵孝侯，常婷婷，等.我國鹽堿地改良技術和方法綜述[J].安徽農業科學,2013,41(16):7269-7271.

[3] 劉建紅.鹽堿地開發治理研究進展[J].山西農業科學,2008,36(12):51-53.

[4] 魏坤峰,劉慧緩,高利民.防堿草坪肥的改土機理和施用效果[J].農資科技,2000(3)：20-21．

[5] 孔祥生,易現峰.植物生理學實驗技術[M].北京：中國農業出版社,2008：257-258.

[6] 洪森榮,尹明華. 鹽脅迫對雜交水稻試管苗生長發育和部分生理生化指標的影響[J].雜交水稻,2008,23(4):69-72.

[7] 陳明濤,趙忠,權金娥.干旱對4種苗木根尖可溶性蛋白組分和含量的影響[J].西北植物學報,2010,30(6):1157-1165.

[8] 蓋玉紅,董寶池,魏健.鹽生和非鹽生植物對混合鹽堿脅迫的生理生化指標的響應[J].吉林農業大學學報,2013,35(2):132-136，153.

[9] 胡高峰,張小勇,莫海濤，等.抗鹽堿制劑對棉花幼苗生理生化特性的影響[J].西北農業學報,2009,18(2):169-172.

[10] 董秋麗,夏方山,董寬虎.堿性鹽脅迫對芨芨草苗期脯氨酸和可溶性蛋白含量的影響[J].畜牧與飼料科學,2010,31(4)：11-12．