黃腐酸對鹽脅迫條件下旱柳扦插的影響

倪智雄 ，曹幫華*，李業(yè)宇 ，秦光華 ，陳 穎 ，高云曉

（1.山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 林學(xué)院，山東 泰安 271000；2.山東省林業(yè)科學(xué)研究院，山東 濟(jì)南 250014）

鹽漬化是限制植物生長和降低生產(chǎn)率的主要非生物脅迫因子之一[1]。世界陸地總面積的大約7%及接近1/3的土地受鹽漬化影響[2]，其中濱海鹽漬土有5×106hm2[3]。鹽堿土在中國的農(nóng)用耕地中分布極為廣泛，山東地區(qū)多分布在沿海城市，諸如東營、濱州等沿海城市以及菏澤等的內(nèi)陸城市[4]。土壤的鹽堿化在很大程度上阻礙著農(nóng)林業(yè)的發(fā)展，鹽堿土?xí)斐赊r(nóng)作物減產(chǎn)、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量下降、林木生長發(fā)育緩慢等不良影響。鹽堿地的水肥條件均較差，林木生長速度較慢，自身抗性較差，更易發(fā)生病蟲害等[5]。中度的鹽堿土的改良采用就地土壤改良法，重度的鹽堿土的改良采用的是客土改良法[6]。

柳樹具有生長快、生物量大、抗逆適應(yīng)性較好以及一定景觀美化作用的特點(diǎn)[7]，廣泛應(yīng)用于鹽堿地綠化，在改良鹽堿土壤，改善鹽堿地立地條件等方面有廣闊的前景。腐殖酸是廣泛存在于土壤、泥炭、煤和水域中結(jié)構(gòu)復(fù)雜的一組天然高分子物質(zhì)，是自然界植物殘?bào)w經(jīng)過腐解后的產(chǎn)物[8]。其分子內(nèi)主要含有羰基、羧基、醇羥基、酚羥基等多種活性官能團(tuán)[9]。近年來不僅應(yīng)用腐殖酸改良鹽堿土，黃腐酸在扦插繁殖應(yīng)用也比較廣泛。本次試驗(yàn)以旱柳作為研究對象，探討了黃腐酸對鹽脅迫下旱柳扦插生根的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)選取2年生旱柳中上部幼嫩下部半木質(zhì)化的當(dāng)年生枝條 （直徑0.3～1.0cm）。將枝條剪切成10cm左右的插條，切口上平下斜，使用經(jīng)稀釋800倍多菌靈消毒。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)在山東農(nóng)業(yè)大學(xué)南校區(qū)林學(xué)站溫室內(nèi)進(jìn)行（自然光照射，晝夜溫度區(qū)間為18-35℃）。基質(zhì)采用含鹽量為7‰的東營原位土，按照0、25%、50%、75%、100%的比例與純沙均勻攪拌所得各個(gè)試驗(yàn)鹽分梯度（分別記作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ，相當(dāng)于鹽濃度為 0、1‰、3‰、5‰、7‰）， 使用 0.3%高錳酸鉀溶液對基質(zhì)消毒后，置于45cm×60cm×40cm無滲水孔的整理箱內(nèi)，防止基質(zhì)內(nèi)的鹽分流失。扦插時(shí)設(shè)置10個(gè)處理，每個(gè)處理100株插條，3次重復(fù)，每個(gè)鹽濃度梯度均設(shè)置有試驗(yàn)組和對照組。扦插后第3天，試驗(yàn)組噴施按照盆內(nèi)基質(zhì)的重量3‰的比例稀釋600倍后水溶性黃腐酸，對照組噴施等量的水。試驗(yàn)在第12天取樣收集數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析。

1.3 指標(biāo)與測定方法

用愈創(chuàng)木酚法測定過氧化物酶的活性[10]，用比色法測定吲哚乙酸酶的活性[11]，用分光光度法測定多酚氧化酶的活性[12]。用直尺測量枝條生根的長度，記作根系生長量；同時(shí)用直尺測量插條高度，記作插條生長量；統(tǒng)計(jì)插條生根數(shù)。

利用平均生根率（%）、平均生根數(shù)（個(gè)）、根系平均長度（cm）計(jì)算生根指數(shù)。公式如下：生根指數(shù)=生根率×平均生根數(shù)×根系平均長度[13]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

使用Excel和SPSS Statistics17.0對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 黃腐酸對柳樹扦插苗新梢生長量的影響

在不同鹽濃度之間，對照組的新梢生長量在鹽脅迫下，隨著鹽濃度的提高新梢生長量不斷降低，Ⅰ＞Ⅱ＞Ⅲ＞Ⅳ＞Ⅴ（P＜0.01），差異極顯著。 Ⅰ組與其余各組差異均極顯著 （P＜0.01），Ⅱ組和Ⅴ組 （P=0.002）、Ⅱ組和Ⅳ組（P=0.005）差異極顯著，顯著于Ⅲ組和Ⅴ組（P=0.033）、Ⅱ組和Ⅲ組（P=0.016），Ⅳ組和Ⅴ組（P=0.365）、Ⅲ組和Ⅳ組（P=0.116）差異不顯著。由此可見，鹽脅迫對插條苗的新梢生長起到了顯著抑制作用。

在黃腐酸處理之間，鹽脅迫條件下，除Ⅴ組加入黃腐酸前后差異不明顯外（P=0.184），其余各組新梢生長量在加入黃腐酸前后差異顯著（P＜0.01）。相比于對照組，試驗(yàn)組的插條加入了黃腐酸后新梢生長量在鹽脅迫條件下出現(xiàn)了先降低后提高的趨勢，Ⅲ＞Ⅱ＞Ⅳ＞Ⅰ＞Ⅴ（P＜0.05）。 除Ⅰ濃度試驗(yàn)組新梢生長量低于對照組外，其余各組均試驗(yàn)結(jié)果均高于對照組，其中濃度Ⅲ、Ⅳ的提高最為顯著，如圖1所示。黃腐酸對較低濃度的鹽脅迫條件下插條的新梢生長量有抑制作用，對一定較高濃度條件下有促進(jìn)作用。

2.2 黃腐酸對柳樹扦插苗生根率的影響

圖1 黃腐酸條件下不同鹽濃度梯度下新梢生長量對比圖Fig.1 Comparison of growth of cuttings under different concentrations of salt under fulvic acid condition

圖2 鹽脅迫條件下不同鹽濃度梯度下生根率對比Fig.2 Comparison of rooting percentage under different concentrations of salt

如圖2所示，在不同鹽濃度之間，未加入黃腐酸的對照組，生根率隨著鹽濃度的提高不斷降低，Ⅰ＞Ⅱ＞Ⅲ＞Ⅳ＞Ⅴ（P＜0.01），差異極顯著。 顯著性分析與新梢生長量分析基本一致，由此可見，鹽脅迫對插條苗的生長起到了顯著抑制作用。濃度Ⅰ條件下，第12天的生根率到了67%，要低于正常條件下旱柳扦插的生根率，主要是因?yàn)樵囼?yàn)選取了未木質(zhì)化的幼嫩枝條，在試驗(yàn)開始初期由于幼嫩枝條的抗逆性差，導(dǎo)致了插條大范圍枯梢死亡，整體生根率偏低。

在黃腐酸處理之間，鹽脅迫條件下，加入黃腐酸后，生根率Ⅱ＞Ⅰ＞Ⅲ＞Ⅳ＞Ⅴ（P＜0.05），Ⅳ、Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ濃度條件下的插條生根率均有了不同程度的提高，只有濃度Ⅰ的生根率出現(xiàn)了降低現(xiàn)象。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ濃度條件下，試驗(yàn)組與對照組的差異均極顯著（P＜0.01），而濃度Ⅴ在加入黃腐酸后，試驗(yàn)組與對照組的差異不顯著（P=0.184）。這證明黃腐酸緩解了鹽脅迫對插條生根的抑制，但是試驗(yàn)選用的黃腐酸濃度對無鹽脅迫條件下插條的生根有抑制作用。

2.3 黃腐酸對柳樹扦插苗生根數(shù)的影響

植物扦插繁殖主要是不定根的形成過程，而不定根形成的復(fù)雜過程是多因素共同調(diào)控的[14]。如圖3所示，在不同鹽濃度之間插條的生根數(shù)Ⅰ＞Ⅱ＞Ⅲ＞Ⅳ＞Ⅴ（P＜0.01），隨著鹽脅迫程度的提高，插條的生根數(shù)不斷降低。Ⅰ與其他各濃度梯度的差異均極顯著（P＜0.01），顯著于Ⅱ與其他各梯度的的差異（P＜0.01）。 Ⅲ和Ⅳ（P=0.01）、Ⅲ和Ⅴ（P=0.003）差異極顯著，Ⅳ和Ⅴ差異（P=0.099）差異不顯著。證明鹽脅迫在根原基生成不定根過程中，起到了抑制作用，從而減少了旱柳插條在扦插過程中插條的生根數(shù)。

在黃腐酸處理之間，總體來看試驗(yàn)組插條的生根數(shù)Ⅱ＞Ⅰ＞Ⅲ＞Ⅳ＞Ⅴ（P＜0.05）。 試驗(yàn)組與對照組相比較，濃度Ⅱ條件下試驗(yàn)組與對照組差異極顯著（P＜0.01），試驗(yàn)組顯著高于試驗(yàn)組其余各濃度條件下的生根數(shù)。濃度Ⅰ梯度的試驗(yàn)組與對照組差異極顯著（P=0.001），濃度Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ條件下其差異均極顯著（P＜0.01）。表明黃腐酸在一定程度上緩解了鹽脅迫對插條數(shù)的抑制，促進(jìn)了插條不定根的形成。其中對濃度Ⅱ的促進(jìn)最為顯著，生根數(shù)提高了79%，對濃度Ⅴ條件下效果最弱。

2.4 黃腐酸對柳樹扦插苗根系長度的影響

圖3 不同鹽濃度梯度下插條生根數(shù)的變化Fig.3 Changes of root number in rooting cuttings under different salt concentration gradients

在不同濃度鹽脅迫條件下旱柳插條的根系平均長度變化如圖4所示，總體來說Ⅰ＞Ⅱ＞Ⅲ＞Ⅳ＞Ⅴ（P＜0.01），鹽脅迫抑制了插條的根系生長。從不同鹽濃度梯度來看，在濃度Ⅰ條件下的根系平均長度，與其他各濃度梯度相比較，差異均為極顯著 （P＜0.01），Ⅱ和Ⅲ差異極顯著（P=0.003），二者顯著低于Ⅳ（P＜0.01），此外Ⅱ和Ⅳ（P=0.001）、Ⅱ和Ⅴ（P=0.001）差異均為極顯著。Ⅲ和Ⅳ差異顯著（P=0.027）而Ⅲ和Ⅴ差異極顯著（P=0.002）。最后Ⅳ和Ⅴ差異不顯著（P=0.176）。綜上所述，在鹽脅迫條件下，旱柳插條的根系生長受抑制作用。

在黃腐酸處理之間，總體來看試驗(yàn)組插條的根系平均長度Ⅰ＞Ⅲ＞Ⅱ＞Ⅳ＞Ⅴ（P＜0.01）。 相比于其他指標(biāo)的黃腐酸對低鹽濃度梯度條件下插條生理指標(biāo)受抑制作用，根系平均長度受到的抑制作用程度并不大，Ⅰ濃度下的試驗(yàn)組與對照組差異不顯著（P=0.079），Ⅱ濃度條件下，試驗(yàn)組的根系平均長度與對照組接近，兩組差異同樣不顯著（P=0.588）。濃度Ⅲ（P＜0.01）、濃度Ⅳ（P=0.004）梯度內(nèi)兩組差異均為極顯著，濃度Ⅴ內(nèi)試驗(yàn)組與對照組的差異顯著（P=0.019）。綜上所述，黃腐酸在濃度Ⅲ條件下對根系平均長度促進(jìn)作用最大程度，對鹽脅迫下根系生長有促進(jìn)作用。

2.5 黃腐酸對柳樹扦插苗生根指數(shù)的影響

在不同濃度鹽脅迫條件下旱柳插條的生根指數(shù)變化如圖5所示，總體來說Ⅰ＞Ⅱ＞Ⅲ＞Ⅳ＞Ⅴ（P＜0.01），隨著鹽濃度的提高，生根指數(shù)出現(xiàn)了下降的趨勢，從濃度Ⅱ開始大幅降低。經(jīng)由顯著性分析，濃度Ⅰ（P＜0.01）、濃度Ⅱ（P＜0.01）與其他各組的差異均為極顯著，濃度Ⅲ與濃度Ⅳ差異顯著（P=0.027），濃度Ⅲ與濃度Ⅴ差異極顯著（P＜0.01）濃度Ⅳ與Ⅴ相對數(shù)值上相差較少，經(jīng)分析相互之間差異不顯著（P=0.832）。

在黃腐酸處理之間，總體來看試驗(yàn)組插條的生根指數(shù)Ⅱ＞Ⅰ＞Ⅲ＞Ⅳ＞Ⅴ（P＜0.01）。 濃度Ⅰ在加入黃腐酸后生根指數(shù)發(fā)生了大幅度的下降，從濃度Ⅱ開始，黃腐酸開始起了促進(jìn)作用，隨著鹽濃度的提高，促進(jìn)作用逐漸減弱，在濃度Ⅴ時(shí)，試驗(yàn)所選用的黃腐酸濃度條件下對旱柳扦插生根指數(shù)的促進(jìn)效果基本不明顯，差異不顯著（P=0.097）。綜上所述，黃腐酸能促進(jìn)鹽脅迫條件下旱柳扦插的生根。

3 結(jié)論與討論

鹽脅迫總體上抑制了旱柳扦插苗的生根和生長，加入黃腐酸后可以有效緩解鹽脅迫對插條的影響促進(jìn)插條生根。由于在插條中有部分未木質(zhì)化的嫩枝，所以在濃度Ⅴ鹽脅迫條件下，旱柳扦插的生根率僅為13.3%，單次最高為而在本次試驗(yàn)的所選用的黃腐酸濃度下，對于濃度Ⅴ下的生根率提高程度并不明顯，加入黃腐酸后的生根率僅提高了4.3%，對濃度Ⅱ的改善效果最明顯，將生根率從38.2%提升至56.9%，黃腐酸促進(jìn)了旱柳插條的生根和生長，提高了插條的抗逆性。

從鹽脅迫角度看。植物遭受鹽脅迫時(shí)，活性氧的形成和清除之間的動態(tài)平衡被破壞，自由基積累破壞膜結(jié)構(gòu)和功能穩(wěn)定性，引起植物氧化損傷[15]。鹽脅迫條件下，插條受到氧化脅迫，隨著鹽濃度的提高，氧化脅迫逐漸加重直至插條無法承受，造成不可逆的損傷，從而使插條生長和生根等一系列生命活動受到抑制。相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)插條苗的新梢生長量與生根率、生根數(shù)、根系平均長度等成極顯著正相關(guān)，在鹽脅迫條件下，旱柳插條的苗新梢生長量、生根率、生根數(shù)、根系平均長度、生根指數(shù)均收到了抑制，并鹽濃度提高后，抑制程度也隨之提高。

圖4 黃腐酸條件下不同鹽濃度梯度下根系平均長度對比Fig.4 Fulvic acid under different salt concentration gradient under the average root length contrast

圖5 實(shí)驗(yàn)組與對照組生根指數(shù)對比圖FIG.5 comparison of rooting index of experimental group and control group

從黃腐酸角度看，加入黃腐酸后，鹽脅迫對旱柳插條的氧化脅迫減輕，除濃度Ⅰ外，各個(gè)濃度條件下的旱柳插條的生根和生長均有不同程度的提高，與前人的研究結(jié)果相符合。在該實(shí)驗(yàn)所選用的黃腐酸濃度下，濃度Ⅴ的改善情況并不明顯，其主要原因一方面是所選濃度不夠緩解濃度Ⅴ帶來的鹽脅迫，另一方面是濃度Ⅴ鹽濃度較高，在3d加入黃腐酸之前已經(jīng)對插條造成傷害，故提高效果不明顯。本次試驗(yàn)中只選用了一種濃度，相對適應(yīng)于對濃度Ⅱ鹽堿土的改善，可針對其他濃度的最適黃腐酸濃度進(jìn)行進(jìn)一步的探究。

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