楊倩 衡靜
摘要:為了解不同苗木在鹽分脅迫下的生理反應(yīng),設(shè)計不同土壤鹽分濃度處理,分析其出苗率、光合指標(biāo)及幼苗器官中的Na+/K+;并引入熵權(quán)系數(shù)評價模型,對不同苗木的耐鹽能力進(jìn)行評價。結(jié)果表明:三葉裂漆在高鹽分條件下的出苗率與凈光合速率等指標(biāo)降幅相對較小,器官中Na+/K+變化不大;復(fù)葉槭、茶條槭受鹽分脅迫影響,出苗率與主要光合指標(biāo)出現(xiàn)大幅下降,其中復(fù)葉槭根的Na+/K+值在高鹽分條件下驟然上升;從熵權(quán)系數(shù)評價模型計算結(jié)果來看,三葉裂漆的熵權(quán)系數(shù)評價值最大,達(dá)到0.966,為本研究中耐鹽能力最強(qiáng)的樹種。
關(guān)鍵詞:鹽分脅迫;苗木;耐鹽能力,熵權(quán)系數(shù);評價
中圖分類號: S718.43;Q945.78 文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A 文章編號:1002-1302(2014)04-0135-03
收稿日期:2013-11-08
基金項目:公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項(編號:200903001)。
作者簡介:楊倩(1985—),女,河南長葛人,碩士,助教,從事園林園藝研究。E-mail: yangqian8505@126.com。鹽分脅迫對植物生長發(fā)育及生理代謝有重要影響[1-2]。目前已有很多關(guān)于鹽分脅迫條件下植物生理反應(yīng)的研究,鄭容妹等研究發(fā)現(xiàn),鹽分濃度達(dá)到2%以上會迫使綠竹的凈光合速率與光呼吸速率大幅下降,降幅超過40%[3];張建鋒等認(rèn)為,隨著鹽分濃度增大,植物苗高、地上部分與地下部分的生物量均呈下降趨勢[2];汪貴斌等發(fā)現(xiàn),落羽杉的凈光合速率、氣孔導(dǎo)度等指標(biāo)均隨鹽分濃度的增大而下降[4];而關(guān)于鹽分脅迫條件下植物凈光合速率下降的原因存在很多不同看法[5-9],植物在鹽分脅迫條件下的應(yīng)對機(jī)制理論有待進(jìn)一步研究。另外,研究植物對不同土壤鹽分濃度的生理響應(yīng)、評價不同樹種的耐鹽能力對充分利用濱海鹽漬土資源、改善生態(tài)環(huán)境也有十分積極的意義。本研究探討不同樹種在不同土壤鹽分處理下的出苗率、光合指標(biāo)及器官Na+/K+的變化情況,分析和評價不同苗木的耐鹽能力,旨在為進(jìn)一步研究植物耐鹽機(jī)制及開發(fā)鹽堿地提供理論依據(jù)。
1材料與方法
1.1試驗地概況
試驗于2012年4月在江蘇省南京市六合區(qū)趙家生態(tài)園(32°22′N,118°50′E)進(jìn)行,六合區(qū)位于南京市北部,年均氣溫約為16 ℃,最高氣溫常出現(xiàn)在7月,試驗地年均降水量為796.8 mm,年均降水時間103 d,降水量在時空上分布不均勻。全年日照總數(shù)約為1 722 h,年蒸發(fā)量約為1 253.8 mm。
1.2試驗設(shè)計
選取三葉裂漆(Rhus trilobata)、美國皂莢(Gleditsia triacanthos)、復(fù)葉槭(Acer negundo)、茶條槭(Acer ginnala)等4個樹種作為主要試材。將種子進(jìn)行前期處理,其中將三葉裂漆種子用1% Na2CO3溶液浸泡后沙藏100 d,將美國皂莢種子用濃硫酸腐蝕30 s,將復(fù)葉槭種子、茶條槭種子沙藏處理90 d。
基于前人研究經(jīng)驗[10],本研究共設(shè)計5個不同的土壤鹽分濃度處理:CK(0.047%)、T1處理(0.1%)、T2處理(03%)、T3處理(0.5%)、T4處理(0.7%)。供試土壤為趙家生態(tài)園園內(nèi)土壤(鹽分濃度0.047%)與江蘇省東臺市濱海地區(qū)鹽堿化土壤(鹽分濃度1.25%)混合配制而成。每個處理重復(fù)3次。試驗在若干個8 m(長)×2 m(寬)×0.3 m(深)的蒸滲儀中進(jìn)行,蒸滲儀主要材料為水泥與磚塊,在其側(cè)壁與底部鋪有塑料薄膜以防止鹽分流失。將配制的土壤置入蒸滲儀后,將種子以條狀形式施入蒸滲儀,并于種子表面覆蓋薄膜保溫、保濕。
1.3測定項目與方法
對每個處理隨機(jī)選取4株苗木用于測定耐鹽指標(biāo)。
光合指標(biāo)測定:利用英國產(chǎn)的LCi便攜式光合測定儀測定苗木第3張至第4張功能葉片的凈光合速率(Pn)、氣孔導(dǎo)度(Gs)、胞間CO2濃度(Ci)、蒸騰速率(Tr)等主要光合指標(biāo)。測定參數(shù)為:葉溫26 ℃,CO2濃度420 μL/L,光通量1 000~1 200 μmol/(m2·s)。
植株器官中Na+、K+濃度測定:將植株分為葉、莖、根等三部分,對每部分稱取0.5 g樣品,用濃HNO3、HClO4進(jìn)行消化處理,再利用分光光度法測定樣品中的Na+、K+濃度[11-12]。
1.4數(shù)據(jù)分析
采用SPSS 17.0軟件進(jìn)行顯著性分析,采用Matlab 7.1軟件對熵權(quán)系數(shù)評價模型進(jìn)行編程。
2結(jié)果與分析
2.1鹽分脅迫對苗木耐鹽指標(biāo)的影響
3結(jié)論與討論
3.1苗木耐鹽指標(biāo)與土壤含鹽量
在一定鹽分濃度范圍內(nèi),鹽分脅迫對苗木出苗率、光合指標(biāo)及器官中的Na+/K+影響不大,一旦超過該鹽分濃度范圍,苗木出苗率、凈光合速率、氣孔導(dǎo)度等指標(biāo)會出現(xiàn)大幅下降,而器官中Na+/K+呈上升趨勢。三葉裂漆在高鹽分條件下出苗率與凈光合速率等指標(biāo)降幅相對較小,器官中Na+/K+變化不大;復(fù)葉槭、茶條槭受鹽分脅迫影響,出苗率與主要光合指標(biāo)出現(xiàn)大幅下降,其中復(fù)葉槭根的Na+/K+在高鹽分條件下驟然上升。
李軍認(rèn)為,0.3%鹽分條件對苗木出苗率有促進(jìn)作用,而鹽分濃度為0.6%時植物生長受到明顯限制[13],這與本研究結(jié)果相似。本研究表明,0.1%、0.3%鹽分水平對供試苗木出苗率與光合指標(biāo)影響相對較小,0.5%鹽分濃度為苗木出苗率、凈光合速率、氣孔導(dǎo)度等指標(biāo)大幅下降的轉(zhuǎn)折點。
3.2耐鹽能力評價模型
根據(jù)熵權(quán)系數(shù)評價模型的計算結(jié)果,三葉裂漆的熵權(quán)系數(shù)評價值最大,達(dá)到0.966,為耐鹽能力最強(qiáng)的樹種,在高鹽分條件下其評價指標(biāo)的穩(wěn)定性要優(yōu)于其他樹種。
熵權(quán)系數(shù)評價模型的優(yōu)勢在于能夠?qū)⒅饔^權(quán)重與客觀權(quán)重有機(jī)結(jié)合,從而避免了單獨使用主觀權(quán)重或客觀權(quán)重的片面性,且其原理科學(xué)、計算簡便、實用性很強(qiáng)。相比而言,在高維數(shù)據(jù)分析領(lǐng)域常用的投影尋蹤分類模型[14-15]與主成分分析法[16-17]相對更注重數(shù)據(jù)的原始信息與結(jié)構(gòu),對決策者經(jīng)驗和主觀信息考慮不夠,存在一定的片面性,但如果數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)龐大,且各指標(biāo)具備等同的重要性(可不考慮主觀權(quán)重),也可選擇上述2種模型進(jìn)行分析。本研究中由于對高鹽度情況下苗木耐鹽能力的偏向性,運(yùn)用熵權(quán)系數(shù)評價模型能取得更好效果。endprint
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