王雪娟,張雪平,劉 寧
(安徽科技學(xué)院 城建與環(huán)境學(xué)院,安徽 鳳陽 233100)
金雞菊(Coreopsis basalis)又名小波斯菊、金錢菊、孔雀菊,菊科金雞菊屬多年生宿根草本,葉片多對生,稀互生、全緣、淺裂或切裂.花單生或疏圓錐花序,總苞兩列,每列3枚,基部合生.舌狀花l列,寬舌狀,呈黃、棕或粉色,管狀花黃色至褐色.
金雞菊對土壤要求不嚴(yán),在肥沃、濕潤、排水良好的砂質(zhì)壤土中生長良好,耐旱、耐寒(能耐-30℃低溫)、也耐熱,對二氧化硫有較強(qiáng)的抗性[1].栽培容易,常能自行繁衍.生產(chǎn)中多采用播種或分株繁殖,夏季也可進(jìn)行扦插繁殖.冬季幼葉萌生,鮮綠成片.春夏之間,花大色艷,常開不絕,既可觀葉,也可觀花,是極好花境材料,同時在屋頂綠化中作覆蓋材料效果也極佳.
金雞菊作為北方常用的一種耐旱性綠化植物,目前在城市綠化中的應(yīng)用正逐漸受到重視,其優(yōu)良的特性越來越受到園林工作者和城市居民的青睞.同時,對金雞菊抗逆性機(jī)理等生理特性的認(rèn)識不足也逐漸成為地被植物開發(fā)應(yīng)用的限制性因素.本實(shí)驗(yàn)通過人工控制不同濃度鹽脅迫條件下進(jìn)行生理指標(biāo)的測定分析,探討金雞菊抗鹽機(jī)理,并對其抗鹽性進(jìn)行評價.
試驗(yàn)材料:金雞菊由安徽安美園藝有限公司提供.
1.2.1 主要試驗(yàn)藥品 甲苯、乙醇、磷酸、低亞硫酸鈉、磺基水楊酸、冰乙酸、酸性茚三酮、L-脯氨酸、乙-硫代巴比妥酸、氯化鈉、碳酸鈣、石英砂、丙酮等.
1.2.2 主要試驗(yàn)儀器 電子天平,烘箱,電導(dǎo)儀,干濕溫度計,低速離心機(jī),751分光光度計,數(shù)顯恒溫水浴鍋,數(shù)顯電熱干燥箱等.
1.3.1 試驗(yàn)設(shè)計NaCl 處理設(shè)計分為6 個水平,濃度分別為:A0:0 (對照)、A1:50 mmol/L、A2:100mmol/L、A3:150mmol/L、A4:200mmol/L、A5:300mmol/L,6 個處理,盆栽,共30 盆,隨機(jī)排列.
1.3.2 驗(yàn)準(zhǔn)備 實(shí)驗(yàn)于2011年4月8日在安徽科技學(xué)院西區(qū)種植園實(shí)驗(yàn)基地開始進(jìn)行.在進(jìn)行盆栽移植時,首先把金雞菊進(jìn)行分株,定植在15 c m×15 c m的塑料盆中,采用經(jīng)過篩洗、晾曬、高錳酸鉀進(jìn)行殺菌處理處理的黃沙作為栽培基質(zhì).
1.3.3 實(shí)驗(yàn)方法 2011年5月23號第一次進(jìn)行鹽處理,3天后進(jìn)行第二次處理,間隔3天后再進(jìn)行最后一次處理,(處理期間其他養(yǎng)護(hù)同常規(guī)管理),每次每盆定量施200 m l鹽溶液,對照組(A 0組)施200 m l營養(yǎng)液.鹽脅迫期間,金雞菊整個生育期在自然狀態(tài)下生長,常規(guī)管理.三次處理結(jié)束后開始測生理指標(biāo).通過測定金雞菊植株的各項(xiàng)生理指標(biāo),研究金雞菊在相同外界條件下對不同濃度鹽脅迫的耐受能力.
1.4.1 生長觀察
通過目測法,將金雞菊各處理組植株的生長狀況分為5個等級:生長正常、生長良好、輕度生長不良、中度生長不良和嚴(yán)重生長不良,觀測發(fā)現(xiàn)金雞菊隨不同濃度鹽處理相應(yīng)表現(xiàn)出葉片萎蔫、色暗、生長勢下降.
1.4.2 根冠比的測定
鮮樣先用自來水沖洗,再用蒸餾水沖洗兩次,用濾紙吸干后進(jìn)行根冠分離,使用電子天平測量數(shù)據(jù),并記錄.
1.4.3 生理指標(biāo)的測定
相對含水量的測定參照王云龍[2]等的方法;葉綠素含量的測定采用乙醇提取法[3];相對電導(dǎo)率測定采用電導(dǎo)率儀法測定[4];根系活力的測定采用T T C法[5];脯氨酸含量測定參照王友寶等的方法[6];丙二醛含量測定采用王學(xué)奎方法[7].
1.4.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析
本論文文字和圖表處理在Word 2003和Excel 2003下進(jìn)行.
表1 不同濃度鹽分處理對金雞菊的外部形態(tài)影響
經(jīng)過近10天的鹽脅迫處理后,A 0、A 1、A 2組金雞菊均未出現(xiàn)葉片萎蔫現(xiàn)象,新葉呈現(xiàn)黃綠色;處理組A 3和A 4有幾片老葉出現(xiàn)輕微萎蔫,新葉顏色為暗綠色;處理組A 5葉片出現(xiàn)明顯的萎蔫現(xiàn)象,其中A 0、A 1、A 2組長勢較好,A 3、A 4組增長平穩(wěn),A 5組生長不良.
在不同濃度的鹽脅迫條件下,同種植物會產(chǎn)生不同的外觀表現(xiàn).經(jīng)過鹽脅迫處理后,A 0、A 1、A 2組金雞菊均未出現(xiàn)葉片萎蔫現(xiàn)象,根系生長正常;處理組A 3 和A 4葉片出現(xiàn)萎蔫,同時根系出現(xiàn)輕微腐爛;處理組A 5葉片出現(xiàn)明顯的死亡現(xiàn)象,根系明顯腐爛.
圖1 鹽脅迫下不同處理中金雞菊根冠比的變化
從圖1中可以看出鹽脅迫處理對金雞菊的根冠比具有顯著影響,主要表現(xiàn)為隨著鹽脅迫強(qiáng)度增強(qiáng)金雞菊植株根冠比呈先升高后降低的趨勢,這表明金雞菊對鹽脅迫處理有一定的適應(yīng)性,具有一定的抗鹽能力.
生物膜是構(gòu)成細(xì)胞與其周圍環(huán)境之間或真核細(xì)胞的胞液與各種細(xì)胞器的屏障.植物組織在受到逆境傷害時,感受最敏感的是細(xì)胞膜,細(xì)胞膜是細(xì)胞與環(huán)境發(fā)生物質(zhì)交換的主要通道.
圖2 鹽脅迫下不同處理中金雞菊相對電導(dǎo)率的變化
從圖2中可以看到,在鹽脅迫處理過程中,隨著處理濃度的增加,金雞菊相對電導(dǎo)率呈先升高,后降低的趨勢,說明金雞菊的質(zhì)膜相對透性對鹽處理的反應(yīng)比較敏感,在很大程度上破壞了半透膜的功能,使細(xì)胞內(nèi)的各種溶質(zhì)外滲.金雞菊在鹽脅迫處理期間相對電導(dǎo)率不斷升高,說明其細(xì)胞膜受到損害鹽脅迫使細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)遭到破壞將引起細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)加速向外滲透[8].
葉片是植物進(jìn)行光合作用的主要器官,而葉綠素是光合作用的重要細(xì)胞器,是影響植物光合作用的重要因素,葉綠素含量高低在一定程度上反映了光合作用水平.
圖3 鹽脅迫下不同處理中金雞菊葉綠素含量的變化
從圖3中可以看到,在鹽脅迫處理過程中,隨著處理濃度的增加,葉綠素的含量呈先平穩(wěn)后下降的趨勢.在低濃度情況下先是無明顯變化,表明較低的鹽濃度并不影響金雞菊葉片的光合能力;隨鹽濃度的增加葉綠素含量明顯下降,金雞菊葉片的光合能力受到顯著抑制,,但長時間鹽脅迫可導(dǎo)致葉綠素含量降低,隨著鹽脅迫強(qiáng)度的增加,葉綠素也隨之降解.
圖4 鹽脅迫下不同處理中金雞菊根系活力的變化
植物根系是活躍的吸收器官和合成器官,根的生長情況和活力水平直接影響地上部分的生長、營養(yǎng)狀況及產(chǎn)量水平.
從圖4中可以看出,在鹽脅迫處理過程中,隨著處理濃度的增加根系活力呈現(xiàn)先增加后下降的趨勢.在低濃度鹽脅迫情況下呈上升趨勢,隨著鹽脅迫的加劇,當(dāng)鹽溶液濃度高于處理水平A 3時,根系活力逐漸降低,金雞菊根系受到損傷,活力下降,最終表明金雞菊適應(yīng)鹽脅迫的能力比較強(qiáng),能抗一定濃度的鹽脅迫,但長時間高濃度鹽脅迫使得金雞菊的根系破壞嚴(yán)重,根系活力明顯下降.
脯氨酸是一種重要的有機(jī)滲透調(diào)節(jié)物質(zhì),具有平衡液泡中的高濃度鹽分,避免細(xì)胞質(zhì)脫水,穩(wěn)定細(xì)胞蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu),防止酶變性失活和保持氮含量等的作用.當(dāng)植物受到鹽脅迫時,脯氨酸可作為滲透劑參與植物的滲透調(diào)節(jié)作用,鹽脅迫會導(dǎo)致植物體內(nèi)脯氨酸的含量積累增加[9].其積累量的大小影響著滲透調(diào)節(jié)能力,而滲透調(diào)節(jié)能力的大小與抗鹽性之間有著密切的關(guān)系,因此脯氨酸含量的變化可以反應(yīng)出植物的抗鹽性.
圖5 不同濃度鹽脅迫處理金雞菊脯氨酸含量的變化
從圖5中可以看出,在鹽脅迫處理過程中,隨著處理濃度的增加脯氨酸含量呈現(xiàn)先增長后穩(wěn)定的趨勢.隨著鹽脅迫的加劇,增長趨勢非常明顯,當(dāng)鹽溶液濃度高于處理水平A 3時脯氨酸含量趨于穩(wěn)定,之后隨鹽溶液濃度增加,其含量仍然維持在較高的水平.最終表明金雞菊適應(yīng)鹽脅迫的能力比較強(qiáng),能抗一定濃度的鹽脅迫.
輕度的鹽脅迫對丙二醛積累的影響較小,說明在一定范圍內(nèi)植物葉片對鹽脅迫具有自我生理調(diào)節(jié)能力,隨著鹽脅迫程度的加劇,脅迫時間的延長,植物葉片中過氧化物M D A的含量升高,表明鹽脅迫引起氧化作用加強(qiáng),細(xì)胞膜傷害更加嚴(yán)重,對植物株體的傷害更為嚴(yán)重[10].
圖6 鹽脅迫下不同處理中金雞菊丙二醛含量的變化
從圖6中可以看出,在鹽脅迫處理過程中,隨著處理濃度的增加脯氨酸含量呈現(xiàn)先增長后下降的趨勢.在低濃度情況下呈上升趨勢,表明膜系統(tǒng)受到傷害.隨著鹽脅迫的加劇,鹽溶液濃度高于處理水平A 2時,丙二醛含量逐漸降低,最終表明金雞菊適應(yīng)鹽脅迫的能力比較強(qiáng),能抗一定濃度的鹽脅迫.
抗鹽性是植物對于鹽脅迫環(huán)境的反應(yīng).通過本次試驗(yàn),初步得到以下結(jié)果:鹽脅迫處理對金雞菊的生長具有顯著影響,主要表現(xiàn)為生長勢隨著鹽脅迫強(qiáng)度增強(qiáng)而降低;植株根冠比、相對電導(dǎo)率、根系活力、葉綠素含量呈先升后降趨勢;脯氨酸、丙二醛含量含量隨鹽脅迫強(qiáng)度的增強(qiáng)而增加.
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:鹽脅迫環(huán)境下金雞菊具有一定的抗性.輕微濃度的鹽脅迫處理,對于金雞菊正常生長沒有明顯影響.隨著處理濃度的增加,當(dāng)鹽溶液濃度高于150 m m o l/L時,金雞菊開始產(chǎn)生明顯的生理反應(yīng)甚至死亡,表明金雞菊對于鹽脅迫的抗性達(dá)到極限.自然界中土壤中可溶性鹽含量超過1.0%時,只有一些特殊適應(yīng)于鹽土的植物才能生長,這就導(dǎo)致了面積廣大的鹽堿環(huán)境不能適合園林綠化植物的生長需要.此次實(shí)驗(yàn)測定的金雞菊抗鹽性,為金雞菊在如今鹽堿化日益嚴(yán)重的土壤中適應(yīng)及生長提供了理論依據(jù),并為建立地被植物抗鹽性評價體系提供借鑒.
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