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摘 要:该文以盆栽阴香幼苗为试验材料,采用不同浓度NaHC03和Na2C03(11)混合溶液(0mmol/L、50mmol/L、100mmol/L、200mmol/L、300mmol/L)处理,研究阴香幼苗对Fe2+、Mg2+、K+、Na+吸收、转运、利用以及对色素含量的影响。结果表明:随盐碱胁迫程度的增加,根系中K+含量呈先升后降趋势,茎、叶中K+含量呈下降趋势,其中叶片中K+含量与根系相当,茎中K+含量最低;各器官中Na+含量呈上升趋势,根系中Na+含量最高,茎中最低;根系、茎中的K+/Na+呈先升后降趋势,叶片中K+/Na+呈下降趨势,叶片中K+/Na+最高,根系中最低。低盐碱胁迫(0-100mmol/L)提高根、茎、叶中Fe2+含量,促进光合色素合成;而高盐碱胁迫(100~300mmol/L)降低根器官中Fe2+含量,略增加茎、叶中Fe2+含量,明显降低光合色素含量;盐碱胁迫对根、茎中Mg2+含量影响差异不显著,但显著降低叶片中Mg2+含量。阴香幼苗能耐低程度盐碱胁迫。
关键词:盐碱胁迫;阴香幼苗;离子吸收与分配
中图分类号 S156.4;S722.5 文献标识码 A 文章编号 1007-7731(2017)23-0016-2
Abstract: Taking the triennial pot of Cinnamomum burmannii hydroponics as test material,using different concentrations(0mmol/L、50mmol/L、100mmol/L、200mmol/L、300mmol/L)of soda saline to treat Cinnamomum burmannii seedling,the assimilating and distributing of Fe2+,Mg2+,K+,Na+ and the content of photosynthetic pigment in Cinnamomum burmannii seedling are studied. The results showed that the K+ content of Cinnamomum burmannii seedling roots organs is first increased and then decreased trend,and the content of K+ in the leaves and stem showed a downward trend with the increase of salinity-alkalinity stress degree,and the K+ content in root and blade is the highest,and which in organs is the lowest;The Na+ content in root,stem and leaf showed a gradually rising trend,the Na+ content of root is the highest,and which of stem organs is the lowest;The K+/Na+ of Cinnamomum burmannii seedling root and stem organ is a gradually increased at first and then decreased trend ,and the leaf showed a gradually declining trend,The K+/Na+ of blade organs is the highest,and which of root is the lowest. The Fe2+ content of stem ,root and leaf organs are improved under the low salinity stress (0~100mmol/L),the contents of photosynthetic pigment in leaves are enhanced;The Fe2+ contents of root ,the contents of photosynthetic pigment in leaf organs are reduced significantly under the high salinity stress (100~300mmol/L). The effect of salinity-alkalinity stress on the assimilating and distributing of Mg2+ in root and stem is not significant but significantly decreased the of Mg2+ content in leaves. Cinnamomum burmannii seedlings have the tolerance of low degree of salinity-alkalinity stress.
Key words: Salinity-alkalinity stress;Cinnamomum burmannii seedling;Ion absorption and distribution.
阴香(Cinnamomum burmanni)为樟科(Lauraceae)樟属(Cinnamomum)常绿乔木,喜阳光,适生于肥沃、疏松土壤,在酸性土中生长良好,主要分布于我国东南大部分地区,枝叶浓密,树形美观,主干通直,是园林绿化优良树种,又是用材良好树种,在我国园林绿化及经济林建设中的应用越来越广。我国许多地区城区绿地土壤含有大量的建筑垃圾,有机质含量低,土壤溶液呈盐碱性[1],盐碱条件容易导致植株黄化死亡[2],所以土壤盐碱性成为了影响园林树种正常生长的关键因素。我国一般盐碱地区主要成分往往以NaHC03和Na2C03为主[3],植物生长发育对碱性盐胁迫更加敏感[4]。如苏打盐碱胁迫会降低香樟幼苗的光合速率[5],降低香樟幼苗Fe2+、Mg2+、K+的吸收和叶绿素含量[6]。目前我国对阴香的研究较少,赵兰等[7]曾对阴香不同种源及家系的苗期生长进行了比较,初选出10个生长较快的家系。刘秀萍[8]对阴香的抗涝性、抗旱性和抗寒性进了研究。本试验通过对阴香幼苗进行盐碱处理,来分析阴香幼苗对Fe2+等金属离子的吸收、运输和利用的情况,为阴香耐盐碱机理提供理论依据,从而为选育耐盐碱阴香品种奠定基础。 1 材料与方法
1.1 试验材料与处理 试验材料为阴香幼苗。纯碳酸氢钠和碳酸钠=11混合分别配制0、50、100、200、300mmol/L处理液,按浓度由低到高标记为A、B、C、D、E。每个处理分3组,每组3株。每2d浇灌1次1000mL混合液。第8d时,每组分别取阴香幼苗根、茎、叶,检测各部位中的Fe2+、Mg2+、K+、Na+含量和叶片中叶绿素含量,重复3次。
1.2 检测方法 按相关文献试验方法进行叶绿素含量检测[9],Fe2+、Mg2+含量测定[10],K+、Na+含量测定[11],略有所变动。
1.3 统计与分析 采用SPSS21.0软件进行数据统计与分析。
2 结果与分析
2.1 钠盐与pH胁迫对阴香钾、钠离子浓度的影响 从表1可以看出,根系中的K+含量随着处理液浓度的增加而积累,再提高处理也浓度后K+含量急剧下降下降,而在茎、叶中的钾离子含量呈逐渐降低。处理B的根系中K+含量最高,比对照A提高了13.8%,处理E茎和叶片中K+含量分别比对照A下降了9.8%和17.2%。钠离子含量呈上升趋势。E组Na+含量在根系、茎、叶中分别提高了22.0%、16.9%、8.8%。
2.2 钠盐与高pH胁迫对阴香Fe2+、Mg2+、色素含量的影响 由表2可知,铁含量先增加后降低,C组增加幅度较大,达到1.37mg/g。胁迫对光合色素的影响规律也类似于铁离子,只是升高与降低幅度更显著,叶绿素a、b和总叶绿素含量增加和降低的幅度都在50%左右,类胡萝卜素变动相对较小。
3 讨论与结论
Na+是影响影响植物发育的关键因素[12]。本试验结果钠离子积累情况与李晓宇[13]等的试验相一致。在低浓度盐碱胁迫下根系吸收较多的K+,有助于提高抗性。而随着盐碱胁迫的加重,K+的含量流失是由于Na+影响造成的[14]。低浓度胁迫可以提高各部位铁离子的含量,通过一系列生理生化反应有利于植物生长发育[15];反之,生长发育受限。也有研究者提出,高盐碱条件下发生植物根部Fe2+的含量高于地上部器官,盐碱胁迫阻碍了有效铁从根部向茎、叶器官的运输。
参考文献
[1]韩浩章,王晓立,刘宇,等.香樟黄化病现状分析及其治理研究[J].北方园艺,2010(13):232-235.
[2]马白菡,谢宝多.成土母质土壤(pH)对樟树黄化病的影响[J].中南林学院学报,1992,12(1):49-56.
[3]张晓磊,刘晓静,齐敏兴,等.混合盐碱对紫花苜蓿苗期根系特征的影响[J].中国生态农业学报,2013,21(3):340-346.
[4]闰永庆,王文杰,朱虹,等.混合盐碱胁迫对青山杨渗透调节物质及活性氧代谢的影响[J].应用生态学报,2009,20(9):2085-2091.
[5]金亚波,韦建玉,王军.植物铁营养研究进展Ⅰ:生理生化[J].安徽农业科学,2007,35(32):10215-10219.
[6]张丽华,工晓立,工梦秋,等.苏打盐碱胁迫对香樟幼苗光合特性的影响[J].北方园艺,2012,23(9):91-93.
[7]颜路明,郭祥泉.盐碱胁迫对香樟幼苗离子吸收与分配的影响[J].土壤,2015,47(6):1176-1180.
[8]刘秀萍.阴香抗逆性研究[D].南昌:江西农业大学,2011.
[9]邹琦.植物生理学实验指导[M].北京:中国农业出版社,2000:68-72,111-112.
[10]许惠.生理黄化香樟的叶片养分特征研究[J].安徽農学通报,2009,15(3):137-139.
[11]王宝山,赵可夫.小麦叶片中Na、K提取方法的比较[J].植物生理学通讯,1995,31(1):50 -52.
[12]Horie T,Schroeder JI.Sodium transporters in plants.Diverse genes and physiological function[J].Plant Physiology,2004,136:2457-2412.
[13]李晓宇,蔺吉祥,李秀军,等.羊草苗期对盐碱胁迫的生长适应及Na+、K+代谢响应[J].草业学报,2013,22(1):201-209.
[14]Passioura JB.Root signals control leaf expansion in wheat seedlings growing in drying soil[J].Australian Journal of Plant Physiology,1988,15(5):687-693.
[15]武建林,李有文,李立平,等.植物黄化与氮磷钾营养的关系[J].西北农业学报,2004,13(1):104-108.
(责编:张宏民)
关键词:盐碱胁迫;阴香幼苗;离子吸收与分配
中图分类号 S156.4;S722.5 文献标识码 A 文章编号 1007-7731(2017)23-0016-2
Abstract: Taking the triennial pot of Cinnamomum burmannii hydroponics as test material,using different concentrations(0mmol/L、50mmol/L、100mmol/L、200mmol/L、300mmol/L)of soda saline to treat Cinnamomum burmannii seedling,the assimilating and distributing of Fe2+,Mg2+,K+,Na+ and the content of photosynthetic pigment in Cinnamomum burmannii seedling are studied. The results showed that the K+ content of Cinnamomum burmannii seedling roots organs is first increased and then decreased trend,and the content of K+ in the leaves and stem showed a downward trend with the increase of salinity-alkalinity stress degree,and the K+ content in root and blade is the highest,and which in organs is the lowest;The Na+ content in root,stem and leaf showed a gradually rising trend,the Na+ content of root is the highest,and which of stem organs is the lowest;The K+/Na+ of Cinnamomum burmannii seedling root and stem organ is a gradually increased at first and then decreased trend ,and the leaf showed a gradually declining trend,The K+/Na+ of blade organs is the highest,and which of root is the lowest. The Fe2+ content of stem ,root and leaf organs are improved under the low salinity stress (0~100mmol/L),the contents of photosynthetic pigment in leaves are enhanced;The Fe2+ contents of root ,the contents of photosynthetic pigment in leaf organs are reduced significantly under the high salinity stress (100~300mmol/L). The effect of salinity-alkalinity stress on the assimilating and distributing of Mg2+ in root and stem is not significant but significantly decreased the of Mg2+ content in leaves. Cinnamomum burmannii seedlings have the tolerance of low degree of salinity-alkalinity stress.
Key words: Salinity-alkalinity stress;Cinnamomum burmannii seedling;Ion absorption and distribution.
阴香(Cinnamomum burmanni)为樟科(Lauraceae)樟属(Cinnamomum)常绿乔木,喜阳光,适生于肥沃、疏松土壤,在酸性土中生长良好,主要分布于我国东南大部分地区,枝叶浓密,树形美观,主干通直,是园林绿化优良树种,又是用材良好树种,在我国园林绿化及经济林建设中的应用越来越广。我国许多地区城区绿地土壤含有大量的建筑垃圾,有机质含量低,土壤溶液呈盐碱性[1],盐碱条件容易导致植株黄化死亡[2],所以土壤盐碱性成为了影响园林树种正常生长的关键因素。我国一般盐碱地区主要成分往往以NaHC03和Na2C03为主[3],植物生长发育对碱性盐胁迫更加敏感[4]。如苏打盐碱胁迫会降低香樟幼苗的光合速率[5],降低香樟幼苗Fe2+、Mg2+、K+的吸收和叶绿素含量[6]。目前我国对阴香的研究较少,赵兰等[7]曾对阴香不同种源及家系的苗期生长进行了比较,初选出10个生长较快的家系。刘秀萍[8]对阴香的抗涝性、抗旱性和抗寒性进了研究。本试验通过对阴香幼苗进行盐碱处理,来分析阴香幼苗对Fe2+等金属离子的吸收、运输和利用的情况,为阴香耐盐碱机理提供理论依据,从而为选育耐盐碱阴香品种奠定基础。 1 材料与方法
1.1 试验材料与处理 试验材料为阴香幼苗。纯碳酸氢钠和碳酸钠=11混合分别配制0、50、100、200、300mmol/L处理液,按浓度由低到高标记为A、B、C、D、E。每个处理分3组,每组3株。每2d浇灌1次1000mL混合液。第8d时,每组分别取阴香幼苗根、茎、叶,检测各部位中的Fe2+、Mg2+、K+、Na+含量和叶片中叶绿素含量,重复3次。
1.2 检测方法 按相关文献试验方法进行叶绿素含量检测[9],Fe2+、Mg2+含量测定[10],K+、Na+含量测定[11],略有所变动。
1.3 统计与分析 采用SPSS21.0软件进行数据统计与分析。
2 结果与分析
2.1 钠盐与pH胁迫对阴香钾、钠离子浓度的影响 从表1可以看出,根系中的K+含量随着处理液浓度的增加而积累,再提高处理也浓度后K+含量急剧下降下降,而在茎、叶中的钾离子含量呈逐渐降低。处理B的根系中K+含量最高,比对照A提高了13.8%,处理E茎和叶片中K+含量分别比对照A下降了9.8%和17.2%。钠离子含量呈上升趋势。E组Na+含量在根系、茎、叶中分别提高了22.0%、16.9%、8.8%。
2.2 钠盐与高pH胁迫对阴香Fe2+、Mg2+、色素含量的影响 由表2可知,铁含量先增加后降低,C组增加幅度较大,达到1.37mg/g。胁迫对光合色素的影响规律也类似于铁离子,只是升高与降低幅度更显著,叶绿素a、b和总叶绿素含量增加和降低的幅度都在50%左右,类胡萝卜素变动相对较小。
3 讨论与结论
Na+是影响影响植物发育的关键因素[12]。本试验结果钠离子积累情况与李晓宇[13]等的试验相一致。在低浓度盐碱胁迫下根系吸收较多的K+,有助于提高抗性。而随着盐碱胁迫的加重,K+的含量流失是由于Na+影响造成的[14]。低浓度胁迫可以提高各部位铁离子的含量,通过一系列生理生化反应有利于植物生长发育[15];反之,生长发育受限。也有研究者提出,高盐碱条件下发生植物根部Fe2+的含量高于地上部器官,盐碱胁迫阻碍了有效铁从根部向茎、叶器官的运输。
参考文献
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[7]颜路明,郭祥泉.盐碱胁迫对香樟幼苗离子吸收与分配的影响[J].土壤,2015,47(6):1176-1180.
[8]刘秀萍.阴香抗逆性研究[D].南昌:江西农业大学,2011.
[9]邹琦.植物生理学实验指导[M].北京:中国农业出版社,2000:68-72,111-112.
[10]许惠.生理黄化香樟的叶片养分特征研究[J].安徽農学通报,2009,15(3):137-139.
[11]王宝山,赵可夫.小麦叶片中Na、K提取方法的比较[J].植物生理学通讯,1995,31(1):50 -52.
[12]Horie T,Schroeder JI.Sodium transporters in plants.Diverse genes and physiological function[J].Plant Physiology,2004,136:2457-2412.
[13]李晓宇,蔺吉祥,李秀军,等.羊草苗期对盐碱胁迫的生长适应及Na+、K+代谢响应[J].草业学报,2013,22(1):201-209.
[14]Passioura JB.Root signals control leaf expansion in wheat seedlings growing in drying soil[J].Australian Journal of Plant Physiology,1988,15(5):687-693.
[15]武建林,李有文,李立平,等.植物黄化与氮磷钾营养的关系[J].西北农业学报,2004,13(1):104-108.
(责编:张宏民)