摘要:利用營(yíng)養(yǎng)液培養(yǎng)方法研究了葉面噴施氯化鈣(CaCl2)對(duì)鹽脅迫下黃瓜幼苗生長(zhǎng)、葉綠素和類胡蘿卜素含量、丙二醛及脯氨酸含量的影響。結(jié)果表明,噴施CaCl2能夠顯著提高鹽脅迫下黃瓜幼苗的干鮮重、葉綠素和類胡蘿卜素含量,顯著減少丙二醛和脯氨酸的積累,從而減輕鹽脅迫傷害,促進(jìn)黃瓜植株生長(zhǎng)。 關(guān)鍵詞:氯化鈣;鹽脅迫;黃瓜;脯氨酸 中圖分類號(hào):S642.201 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào):A 文章編號(hào):1001—4942(2010)08—0046—03
設(shè)施蔬菜栽培由于特殊的生態(tài)環(huán)境、種植方式以及不合理的水肥管理措施導(dǎo)致設(shè)施土壤表層鹽分集聚,引起土壤次生鹽漬化,不僅嚴(yán)重影響蔬菜的正常生長(zhǎng),而且還影響著設(shè)施土壤的持續(xù)利用。如何緩解鹽脅迫對(duì)蔬菜生長(zhǎng)的影響是近年研究的熱點(diǎn)。
鈣是植物必需的一種礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素,它對(duì)維持細(xì)胞壁、細(xì)胞膜以及膜結(jié)合蛋白的穩(wěn)定性,調(diào)節(jié)無機(jī)離子運(yùn)輸,以及作為細(xì)胞內(nèi)生理生化反應(yīng)的第二信使偶聯(lián)外界信號(hào),調(diào)控多種酶活性等都具有重要的作用。研究表明,鈣能提高植物組織或細(xì)胞的多種抗性,如抗冷性、抗旱性、抗熱性、抗鹽性和抗多種礦質(zhì)元素毒害脅迫等。因此,本試驗(yàn)以黃瓜為試材,研究了葉面噴施氯化鈣對(duì)鹽脅迫下黃瓜幼苗生長(zhǎng)及生理生化指標(biāo)的影響,探討外源鈣與黃瓜耐鹽性的關(guān)系,為進(jìn)一步研究氯化鈣緩解植物鹽脅迫傷害提供理論依據(jù),也為生產(chǎn)中減緩鹽脅迫傷害提供一條切實(shí)可行的途徑。
1 材料與方法
1.1供試品種
黃瓜品種為“津優(yōu)3l”。選取整齊一致飽滿的種子在55℃下溫湯浸種、催芽。待種子發(fā)芽后播于裝有干凈沙子的營(yíng)養(yǎng)缽中(8 cm×8 cm),子葉展平后用營(yíng)養(yǎng)液澆灌,待幼苗長(zhǎng)至3葉I心時(shí),選取生長(zhǎng)一致的健壯幼苗轉(zhuǎn)移至盛有10 L營(yíng)養(yǎng)液的聚氯乙烯水培盆中,每盆定植兩行,共8株。處理前營(yíng)養(yǎng)液中的大量元素參照山崎配方,微量元素參照Arnon配方,pH值用H2S04調(diào)節(jié),保持在5.5—6.5之間。
1.2試驗(yàn)處理
試驗(yàn)共設(shè)3個(gè)處理:(1)對(duì)照(CK),正常營(yíng)養(yǎng)液栽培;(2)鹽脅迫處理(T1),營(yíng)養(yǎng)液中添加NaCl(分析純),使Na+最終濃度為100 mmol/L;(3)鹽脅迫+CaCl2處理(T2),營(yíng)養(yǎng)液中添加NaCl(分析純),使Na+最終濃度為100 mmol/L,同時(shí)葉面噴施20 mmol/L CaCl2。處理期間每2天更換1次營(yíng)養(yǎng)液。處理后8天取幼苗進(jìn)行干重、鮮重、葉綠素和類胡蘿卜素含量、保護(hù)酶(POD、SOD和CAT)活性以及丙二醛(MDA)和脯氨酸(Pro)含量測(cè)定,重復(fù)3次,取平均值。
取樣時(shí),對(duì)每個(gè)植株3片展開葉均取樣,盡量避開葉脈,按同等重量混合均勻,進(jìn)行指標(biāo)測(cè)定。葉綠素和胡蘿卜素含量采用分光光度法測(cè)定;丙二醛含量采用硫代巴比妥酸比色法;脯氨酸含量采用酸性水合茚三酮顯示法。
1.3數(shù)據(jù)分析
試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SAS軟件Duncan’s多重比較法進(jìn)行顯著性測(cè)驗(yàn)。
2 結(jié)果與分析
2.1 外源氯化鈣對(duì)鹽脅迫下黃瓜幼苗生長(zhǎng)的影響
鹽脅迫下,植物的生長(zhǎng)受到抑制,生物量降低。表1表明,處理后8天,T1黃瓜幼苗的干重、鮮重比對(duì)照顯著降低,地上部分別比對(duì)照低22.0%和35.6%(P
2.2外源氯化鈣對(duì)鹽脅迫黃瓜葉片葉綠素和類胡蘿卜素含量的影響
圖l表明,鹽脅迫顯著降低了黃瓜葉片葉綠素和類胡蘿卜素含量,T1比CK分別降低17.8%和18.8%,T2葉面噴施氯化鈣顯著提高了鹽脅迫下黃瓜幼苗葉片葉綠索和類胡蘿卜素含量,其含量分別比T1高13.6%和11.5%,但仍顯著低于CK??梢姡庠绰然}僅在一定程度上減緩了鹽脅迫,對(duì)葉片的光合作用起到一定的保護(hù)作用。
2.3外源氯化鈣對(duì)鹽脅迫黃瓜葉片丙二醛和脯氨酸含量的影響
從圖2可以看出,鹽脅迫下黃瓜幼苗葉片丙二醛和脯氨酸含量顯著升高,T1分別比CK高66.3%和27.9%;鹽脅迫下噴施氯化鈣后黃瓜葉片丙二醛和脯氨酸含量顯著下降,T2分別比T1下降18.7%和19.5%;T2葉片中丙二醛含量顯著高于CK,而脯氨酸含量差異不顯著。
3 討論與結(jié)論
生長(zhǎng)抑制、生物量降低是鹽脅迫下植物最敏感的生理響應(yīng)。本試驗(yàn)結(jié)果表明,100 mmol/LNaCl處理下,黃瓜幼苗干重和鮮重顯著下降,噴施CaCl2后,減輕了鹽脅迫下黃瓜幼苗生長(zhǎng)的抑制,提高了幼苗的生物量積累,促進(jìn)了幼苗生長(zhǎng),緩解了鹽脅迫傷害。
葉綠素和類胡蘿卜素是植物最重要的兩種光合色素,其含量的高低與光合作用密切相關(guān)。葉綠素和類胡蘿卜素含量的變化可以反映植物對(duì)NaCl脅迫的耐受程度。本試驗(yàn)中,鹽脅迫下黃瓜幼苗葉片葉綠素和類胡蘿卜素的含量顯著降低,而噴施CaCl2處理能顯著提高葉片中葉綠素和類胡蘿卜素含量,促進(jìn)葉片的光合作用,緩解鹽脅迫對(duì)植物造成的傷害。
MDA是植物細(xì)胞膜質(zhì)中不飽和脂肪酸發(fā)生過氧化作用的最終產(chǎn)物之一,其含量的多少在一定程度上代表了細(xì)胞膜的損傷程度和植物對(duì)逆境反應(yīng)的強(qiáng)弱。本試驗(yàn)結(jié)果表明,鹽脅迫下,黃瓜幼苗葉片丙二醛含量顯著高于CK,而噴施CaCl2處理能顯著降低葉片中MDA含量,與前人研究結(jié)果一致。脯氨酸被認(rèn)為是一種最有效的細(xì)胞滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)。有研究認(rèn)為脯氨酸的積累與植物的耐鹽性呈負(fù)相關(guān),正是由于植物受到鹽脅迫才產(chǎn)生脯氨酸,脯氨酸的積累是植物受到逆境傷害的征兆。本試驗(yàn)結(jié)果表明,在鹽脅迫下葉片中脯氨酸大量積累,噴施CaCl2處理脯氨酸的含量顯著低于鹽脅迫處理。表明外源鈣可緩解滲透脅迫,使脯氨酸代謝達(dá)到平衡。 綜上所述,噴施CaCl2能顯著緩解鹽脅迫對(duì)黃瓜幼苗造成的傷害,促進(jìn)幼苗的生長(zhǎng)。