東北地區(qū)幾種景天屬植物的抗鹽性研究

(吉林市綠化管理處， 吉林 132013)

景天屬(Sedum)為景天科中最大一屬，是多年生多肉植物，在全球溫帶和熱帶高山地區(qū)均有分布[1]。景天屬植物葉互生，有時(shí)排列成覆瓦狀，其花為星狀，鮮艷靚麗，觀賞價(jià)值高[1-2]。此外，景天屬植物抗寒性極強(qiáng)、適應(yīng)性廣、耐旱，其生境對土壤要求不嚴(yán)，因而可作為改良土壤、防止水土流失的理想植物[3]。

制約著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和園林建設(shè)關(guān)鍵問題之一是土壤鹽漬化，全球鹽堿地面積約占陸地面積的1/3[4]，我國鹽堿地面積約為4×107hm2，僅海岸帶、灘涂2大地區(qū)就高達(dá)6.67×104hm2，表現(xiàn)出逐年增大的趨勢[4-5]。選育優(yōu)良的、高耐鹽的景天屬植物新品種顯得尤為重要。

目前，眾多專家學(xué)者[1-3]已經(jīng)對景天屬的分類、生境及習(xí)性、優(yōu)良品種的選育等方面開展了大量的研究工作，但是關(guān)于景天屬植物的逆境生理研究(如耐鹽性)試驗(yàn)卻鮮見報(bào)道?；诖?，本研究參照田曉燕等[6]的研究方法，選擇NaCl溶液為供試鹽脅迫溶液，以紅八寶景天(RedSedumspectabileBorcau)、白八寶景天(WhiteSedumspectabileBorcau)、反曲景天(Sedumreflexum)和凹葉景天(Sedumemarginatum Migo)等4種景天屬植物幼苗為供試材料，比較不同鹽濃度下4種景天屬植物的生理指標(biāo)變化，為景天屬優(yōu)良品種的耐鹽性選育工作提供理論依據(jù)，進(jìn)而為篩選適宜種植于我國東北鹽堿地以及沿海地區(qū)的優(yōu)良耐鹽品種提供參考。

1 材料與方法

1.1 材 料

4種景天屬植物分別為白八寶景天、紅八寶景天、反曲景天和凹葉景天，均購自遼寧省沈陽市苗圃。

1.2 方 法

本試驗(yàn)參照田曉燕等[6]的試驗(yàn)方法——沙培法。2015年5月，將供試的4種景天屬植物幼苗植于盛有細(xì)沙的花盆中，置于植物生長人工氣候室內(nèi)培養(yǎng)。每天澆霍格蘭氏(Hoagland’s)營養(yǎng)液1/2，生長室內(nèi)光周期設(shè)置為16 h/8 h，相對濕度70%。4種景天屬植物幼苗經(jīng)過生長室培養(yǎng)15 d之后，選取長勢均勻、健壯的植物幼苗進(jìn)行不同鹽濃度脅迫處理，以1/2 Hoagland營養(yǎng)液配制成鹽濃度為0，50，100，200，400 mmol/L的NaCl鹽溶液。每隔2 d向幼苗花盆中添加鹽脅迫溶液100 mL，4種景天屬植物幼苗在每個(gè)濃度梯度處理下分別處理10株，3次重復(fù)。經(jīng)鹽脅迫處理的第0、4、8、16天后對4種景天屬植物幼苗分別取樣，并從植株上剪取相同部位的葉片或根部進(jìn)行各項(xiàng)指標(biāo)測定。幼苗植物量、幼苗根系活力及幼苗葉片相對電導(dǎo)率測定參照潘愚得等[7]的方法進(jìn)行；水勢采用PSYPRO型水勢儀(WESCOR,USA)測定。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同鹽濃度下4種景天植物單株鮮重的變化

由表1可知，在各鹽濃度脅迫處理下，4種景天屬植物鮮重均較對照(ck)顯著升高。說明鹽濃度處理下，Na+加速了葉片肉質(zhì)化，促進(jìn)了植物薄壁細(xì)胞分裂及原生質(zhì)膨脹，進(jìn)而增加了植物鮮重，即植物量[8]。濃度為50 mmol/L的低鹽脅迫處理下，4種景天屬植物的鮮重均顯著高于鹽濃度100，200 mmol/L和400 mmol/L處理的植物鮮重，處理16 d后反曲景天增加最高，為6.56%，凹葉景天次之，為3.32%，白八寶景天增加了2.79%，紅八寶景天增加最少，為2.47%。綜上說明，低濃度鹽脅迫處理時(shí)對促進(jìn)景天屬植物的吸水及其生長速率的提升更為有利，增加了植物自身鮮重。

由表1可知，在鹽濃度為200 mmol/L脅迫處理下，紅八寶景天表現(xiàn)為16 d后死亡；而在鹽濃度為400 mmol/L脅迫處理下，白八寶景天表現(xiàn)為16 d后死亡。說明紅八寶景天鹽脅迫的最高濃度為200 mmol/L，而白八寶景天為400 mmol/L，超過各自臨界鹽脅迫濃度后植株則死亡。耐鹽由強(qiáng)到弱的順序依次為：反曲景天>凹葉景天>白八寶景天>紅八寶景天。

表1 不同鹽濃度下4種景天屬植物單株鮮重的差異性比較(g)

時(shí)間(d)品種濃度(mmol/L)0501002004004反曲景天23.24d25.73a25.65a25.56b25.37c凹葉景天9.05d9.67a9.65a9.53b9.48c白八寶景天35.41b36.77a36.57a35.07a35.92a紅八寶景天19.90c20.60a20.58a20.14b20.11b8反曲景天27.33c29.55a29.24a28.95a28.61b凹葉景天11.22d11.66a11.62a11.48b11.38c白八寶景天38.40b39.45a39.11a38.91b38.64b紅八寶景天21.91b22.49a22.22a22.07a21.94b16反曲景天31.14c33.11a32.36a31.94b31.73b凹葉景天11.87b13.26a13.24a13.11a12.90b白八寶景天42.40b43.55a42.98a42.54b—紅八寶景天24.16a24.73a24.23a——

注：不同小寫字母表示差異達(dá)顯著水平，“—”表示植物已經(jīng)枯萎。下同。

2.2 不同鹽濃度下4種景天屬植物水勢的變化

由表2可知，在不同鹽濃度脅迫處理下，4種景天屬植物幼苗的葉片水勢呈下降趨勢。各景天屬植物幼苗水勢隨著鹽濃度的增加及處理時(shí)間的加長，表現(xiàn)為下降幅度越來越大。在鹽濃度為400 mmol/L脅迫處理時(shí)，反曲景天和凹葉景天16 d后水勢分別下降194%、271%，而此時(shí)白八寶景天和紅八寶景天已表現(xiàn)出枯死狀態(tài)。4種景天屬植物幼苗水勢下降速度由快到慢表現(xiàn)為：紅八寶景天>白八寶景天>凹葉景天>反曲景天。

2.3 不同鹽濃度下4種景天屬植物根系活力的變化

由表3可知，在不同鹽濃度脅迫下，與對照(ck)相比，4種景天屬植物幼苗根系活力均顯著升高。說明鹽脅迫促發(fā)了景天屬植物自身根系活力的提升。景天屬植物幼苗可能通過加強(qiáng)根系吸收水分和養(yǎng)分的能力來防治外界不良環(huán)境(鹽脅迫)對自身的危害[9]。在不同鹽濃度脅迫下，4種景天屬植物均表現(xiàn)出了不同的根系活力。其中，反曲景天、凹葉景天和白八寶景天在鹽濃度為200 mmol/L時(shí)，脅迫處理16 d后，均顯著高于其他濃度梯度，即最大活力鹽濃度為200 mmol/L；而紅八寶景天的最大根系活力濃度為100 mmol/L。16 d后4種景天屬植物幼苗根系最大活力較對照ck分別增加了21.71%(400 mmol/L)、48.04%(400 mmol/L)、12.29%(200 mmol/L)和26.32%(100 mmol/L)。

表2 不同鹽濃度下4種景天屬植物幼苗水勢的差異性比較

時(shí)間(d)品種濃度(mmol/L)0501002004004反曲景天-2.39a-2.53b-2.92c-3.07d-3.18d凹葉景天-2.34a-2.52b-3.09c-3.15c-3.50d白八寶景天-2.35a-2.73b-3.38c-3.49d-3.64e紅八寶景天-2.36a-2.91b-3.57c-3.82d-4.21e8反曲景天-2.39a-2.74b-3.59c-3.88d-3.94e凹葉景天-2.34a-2.97b-3.70c-4.02d-4.46e白八寶景天-2.35a-3.57b-3.95c-4.42d-4.67e紅八寶景天-2.36a-4.03b-4.32c-5.09d-5.93e16反曲景天-2.39a-2.92b-4.02c-4.19d-4.33e凹葉景天-2.34a-3.35b-4.17c-4.52d-5.05e白八寶景天-2.35a-4.00b-4.63c-5.24d—紅八寶景天-2.36a-4.71b-5.14c——

表3 不同鹽濃度下4種景天屬植物幼苗根活力的差異性比較[mg/(g·h)]

時(shí)間(d)品種濃度(mmol/L)0501002004004反曲景天1.29e1.38d1.44c1.47a1.46b凹葉景天1.02e1.12d1.16c1.25a1.24b白八寶景天2.36e2.41d2.45c2.49a2.48b紅八寶景天1.90e2.01d2.11b2.12a2.10c8反曲景天1.29e1.38d1.40c1.58a1.55b凹葉景天1.02e1.33d1.39c1.42a1.41b白八寶景天2.36e2.60d2.67b2.69a2.67c紅八寶景天1.90e2.20d2.23c2.30a2.27b16反曲景天1.29e1.42d1.54b1.57a1.51c凹葉景天1.02e1.40c1.49b1.51a1.35d白八寶景天2.36c2.57b2.58b2.65a—紅八寶景天1.90c2.30b2.40a——

由表3還可看出，在鹽濃度為400 mmol/L脅迫處理下，4種景天屬植物幼苗根系活力均顯著低于各自鹽濃度為200 mmol/L脅迫處理時(shí)的根系活力。說明景天屬植物耐鹽濃度的臨界點(diǎn)可能為400 mmol/L。4種景天屬植物耐鹽性能由強(qiáng)到弱表現(xiàn)為：凹葉景天>反曲景天>白八寶景天>紅八寶景天。

2.4 不同鹽濃度下4種景天植物葉片相對電導(dǎo)率的變化

由表4可知，在不同鹽濃度脅迫下，與對照(ck)相比，4種景天屬植物相對電導(dǎo)率均顯著升高。說明鹽脅迫處理下，景天屬植物葉片細(xì)胞膜受到了傷害，此時(shí)細(xì)胞膜的通透性增加了，因而表現(xiàn)為相對電導(dǎo)率增加。隨著鹽濃度的增加，4種景天葉片膜透性顯著升高，細(xì)胞受損嚴(yán)重。200，400 mmol/L的鹽濃度處理16 d后，紅八寶景天和白八寶景天分別死亡。在處理16 d后，4種景天屬植物幼苗葉片相對電導(dǎo)率具體表現(xiàn)為：反曲景天增加了84.37%(400 mmol/L鹽濃度處理)，凹葉景天增加了42.96%(400 mmol/L鹽濃度處理)，白八寶景天增加了14.60%(200 mmol/L鹽濃度處理)；紅八寶景天19.13%(100 mmol/L鹽濃度處理)。耐鹽性能由強(qiáng)至弱具體表現(xiàn)為：凹葉景天>反曲景天>白八寶景天>紅八寶景天。

表4 不同鹽濃度下4種景天屬植物幼苗相對電導(dǎo)率的差異性比較(%)

時(shí)間(d)品種濃度(mmol/L)0501002004004反曲景天0.94770.9999d1.2310c1.2996b1.3708a凹葉景天1.1498e1.2729id1.2808c1.2915b1.3009a白八寶景天1.8103e1.8677d1.8759c1.8966b1.9766a紅八寶景天1.4858e1.5444d1.5886c1.6106b1.6533a8反曲景天0.9613e1.1595d1.3136c1.4225b1.5696a凹葉景天1.1591e1.2935d1.3247c1.3891b1.4995a白八寶景天1.8105e1.8723d1.8960c2.0046b2.0834a紅八寶景天1.4808e1.6555d1.7414c1.7511b1.7866a16反曲景天0.9601e1.2844d1.4865c1.5499b1.7701a凹葉景天1.1610e1.5077d1.5437c1.6036b1.6598a白八寶景天1.8005d1.8911c1.9165b2.0634a—紅八寶景天1.4697c1.6956b1.7509a——

3 討論與結(jié)論

土地鹽堿化是制約生態(tài)良性循環(huán)的關(guān)鍵因素之一[10]。我國土地荒漠化、土地鹽堿化治形勢嚴(yán)峻，如何采取有效措施遏制荒漠化及鹽堿地進(jìn)一步發(fā)展，是我國農(nóng)業(yè)、林業(yè)工作者工作中的重點(diǎn)。景天屬植物因其生境對土壤要求不嚴(yán)、抗寒性與抗旱性好，越來越受到廣大林業(yè)工作者的重視。對其耐鹽性能的研究，是對治理鹽堿地舉措的初步嘗試。

研究得出，在鹽濃度為50～100 mmol/L的鹽堿地上，供試4種景天屬植物均可用于園林栽培、綠化，可達(dá)到一定治理效果；在鹽濃度為100～200 mmol/L的鹽堿地上，反曲景天、凹葉景天和白八寶景天是園林綠化植物的首選；在鹽濃度為200～400 mmol/L的鹽堿地上，反曲景天和凹葉景天這2種景天屬植物是園林綠化的理想植物；對于大于400 mmol/L的鹽堿地，有待進(jìn)一步篩選更適宜的景天屬植物進(jìn)行園林綠化種植[11-13]。

綜上所述，供試4種景天屬植物耐鹽性能具體表現(xiàn)為：反曲景天與凹葉景天相當(dāng)，二者均強(qiáng)于白八寶景天和紅八寶景天；白八寶景天與紅八寶景天相比，前者更強(qiáng)。此外，嘗試更多的景天屬植物的耐鹽性能比較，將更有助于挖掘更適合鹽堿地生長的景天屬植物。

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