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黑龙江地区盐渍化地区分布面积广,盐渍化程度严重,区域生态系统遭到严重破坏。因此,综合治理盐碱地的研究对生态环境保护和经济、社会效益具有重要的现实意义。筛选耐盐的本地优良杨树幼苗种植于盐渍化区域,优化生态环境的同时,修复土壤条件是本研究的主要目的。本文探讨了NaCl胁迫下3种杨树无性系幼苗的生理生态特征的响应,为筛选和培育优良的耐盐杨树幼苗提供科学参考。实验以黑龙江地区优势杨树(Populus L.)的3个无性系幼苗:A5(小青黑Populus psedosimonii cv.×黑杨Populusnigra L.)、J7(美洲黑杨Populus deltoids Bartr.×青杨Populus cathayana Rehd.)和1344(青杨Populus cathayana Rehd.×美洲黑杨Populus deltoides Bartr.)当年生幼苗为实验材料,在NaCl浓度分别为0.3％、0.5％、0.7％(NaCl占干土质量的百分比)的作用下,测定杨树幼苗的生长、光合生理特征、渗透调节物含量等生理生态指标的变化,并通过对这些指标进行综合分析,得出以下结论:
1.NaCl胁迫下3种杨树幼苗株高和基径生长均受到胁迫,随着NaCl浓度增大对杨树幼苗生长的伤害也越大。土壤NaCl浓度大于0.3％时,1344幼苗受抑制程度最严重,胁迫处理47天以后,0.5％和0.7％的NaCl浓度下的1344幼苗全部死亡；幼苗生长速率结果为:A5>J7>1344；杨树幼苗叶片比叶重随NaCl浓度增加而减小,叶片盐害指数随NaCl浓度增加而上升,并且同一时间1344幼苗的盐害指数明显大于A5和J7幼苗。A5和J7幼苗在NaCI浓度为0.5％以下才能够正常成活生长,而1344幼苗只能在NaCl浓度为0.3％以下才能正常成活。
2.NaCl胁迫下杨树幼苗叶片叶绿素含量发生了变化,与对照组幼苗相比,NaCl浓度在0.5％以下时,幼苗叶片叶绿素含量随NaCl浓度增加而升高,当NaCl浓度大于0.5％时,3种幼苗叶片叶绿素含量均随NaCl浓度增加而缓慢下降,并且J7幼苗叶片叶绿素含量显著低于相同NaCl浓度下的A5和1344幼苗的叶片叶绿素含量。
3.NaCl胁迫下3种杨树幼苗的光合速率均降低。幼苗光合速率均随NaCl浓度增大而降低。对照组1344幼苗的Pn值最大,其次是J7。NaCI浓度为0.5％时1344的Pn值降低至对照的70％,J7也明显下降,Pn表现为A5>J7>1344;杨树幼苗叶片的Gs和Ci随NaCI浓度增加而下降,而Ls主要是呈降低趋势,说明NaCl影响杨树幼苗的光合作用是气孔限制和非气孔限制的共同作用的结果；3个NaCI浓度下的3种幼苗的WUE均维持较高水平,NaCl浓度为0.7％时,A5幼苗的WUE还保持很高的水平,说明A5幼苗对NaCl抗性很强。
4.NaCI浓度的各个处理下A5幼苗Pmax表现为0.3％>CK_>0.5％>0.7％,而J7和1344杨树幼苗Pmax则表现为CK>0.3％>0.5％>0.7％,说明NaCl浓度在0.3％以下时,A5杨树幼苗的光合作用有促进作用。NaCl浓度高于0.5％时,3种杨树幼苗光合速率明显下降。杨树幼苗光合作用的表观量子效率(Q)随NaCl浓度增大而降低,光补偿点(Lcp)随NaCl浓度增高而上升。
5.随NaCl浓度增大,杨树幼苗叶片的质膜透性、脯氨酸含量、MDA含量、Na+含量、POD活性、Na+/K+和Na+/Mg2+升高。而叶片可溶性糖和淀粉的百分含量、SOD活性、水分利用效率随NaCl浓度增大呈先升高后下降的趋势；当NaCl浓度为0.3％时,3种幼苗的上述指标(除了SOD活性和POD活性与对照组相比均下降)与对照组均无显著差异,说明NaCl浓度小于0.3％时,3种杨树幼苗对。NaCl均有抗性,能很好的存活。当NaCl浓度为0.5％和0.7％时,1344幼苗的质膜透性、淀粉含量、SOD活性和POD活性显著高于A5和J7幼苗,A5和J7幼苗的上述指标均相当。说明1344幼苗受胁迫程度比A5和J7幼苗严重。
6.根据对NaCl浓度与生理生态指标的相关性分析,杨树幼苗叶片的光合速率、蒸腾速率、叶绿素含量、细胞膜透性、游离脯氨酸含量、MDA含量、POD活性、Na+含量和Na+/K+的值均可作为抗NaCl的鉴定指标。可溶性糖和淀粉含量、SOD活性和叶片水分利用效率仅可作为耐盐性的参考指标。