劉 鐸，叢日春，黨宏忠，李慶梅，劉德璽，楊慶山

1. 中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院荒漠化研究所，北京100091；2. 國(guó)家林業(yè)局北方林木種子檢驗(yàn)中心，北京 100091；3. 山東省林業(yè)科學(xué)院，山東 濟(jì)南 250014

柳樹(shù)幼苗滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)對(duì)中、堿性鈉鹽響應(yīng)的差異性

劉 鐸1，叢日春1，黨宏忠1，李慶梅2，劉德璽3，楊慶山3

1. 中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院荒漠化研究所，北京100091；2. 國(guó)家林業(yè)局北方林木種子檢驗(yàn)中心，北京 100091；3. 山東省林業(yè)科學(xué)院，山東 濟(jì)南 250014

世界土壤鹽漬化問(wèn)題日益嚴(yán)重。中國(guó)擁有面積廣大的鹽堿地，它嚴(yán)重地制約著中國(guó)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。中國(guó)北方內(nèi)陸鹽堿地土壤含有NaCl、Na2SO4、Na2CO3、NaHCO3多種鹽分，類型復(fù)雜多樣。柳樹(shù)是我國(guó)重要的造林綠化和水土保持鄉(xiāng)土樹(shù)種，對(duì)改良鹽堿地美化生態(tài)環(huán)境具有重要作用，因此研究柳樹(shù)耐堿性及其適應(yīng)鹽堿生理差異性具有重要意義。以鹽柳1號(hào)(Salix psammophila)為試驗(yàn)材料，分別以中性鹽NaCl和Na2SO4、堿性鹽NaHCO3和Na2CO3混合模擬鹽、堿脅迫（兩者物質(zhì)的量比均為9∶1），各設(shè)計(jì)了5個(gè)梯度處理，總共脅迫14 d后，研究鹽與堿脅迫下柳樹(shù)幼苗葉片含水量、脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白的變化情況。結(jié)果表明：隨著鹽濃度的升高柳樹(shù)葉片中的含水量呈減少趨勢(shì)，在堿性鹽脅迫下葉片含水量下降趨勢(shì)更大，鹽濃度達(dá)到200 mmol·L-1時(shí)，葉片含水量達(dá)到最低為23.8%，僅為對(duì)照的32%（P＜0.01）達(dá)到極顯著性差異，并且相比于中性鹽在堿性鹽脅迫下葉片損失水分更多。同樣在堿性鹽脅迫情況下隨著鹽濃度升高，柳樹(shù)葉片中的三種滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白含量均增加，其中，堿性鹽濃度達(dá)到200 mmol·L-1時(shí)植物葉片中脯氨酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為100.38 μg·g-1達(dá)到最大值為對(duì)照的3.18倍（P＜0.01）達(dá)到極顯著性差異，為同濃度中性鹽脅迫下的1.57倍（P＜0.05）。當(dāng)堿性鹽濃度達(dá)到150 mmol·L-1時(shí)，柳樹(shù)葉片可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)是2.4 mg·g-1為對(duì)照的1.86倍（P＜0.05）達(dá)到顯著性差異水平，為同等濃度中性鹽脅迫下的1.69倍（P＜0.05），葉片可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7.84 mg·g-1為對(duì)照的1.67倍（P＜0.05）差異顯著，為同等濃度中性鹽脅迫下的1.56倍（P＜0.05）。綜上所述，從滲透脅迫角度分析，堿性鹽脅迫比中性鹽脅迫是兩種不同性質(zhì)的脅迫，并且堿脅迫對(duì)柳樹(shù)造成的危害損傷更大。

柳樹(shù)；鹽堿脅迫；含水量；滲透調(diào)節(jié)

全世界由于自然因素和人為因素的影響如灌溉不合理，導(dǎo)致土壤鹽漬化問(wèn)題日益嚴(yán)重，土壤逐年鹽漬化已成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)(閆道良等, 2013)。據(jù)聯(lián)合國(guó)教科文組織（UNESCO）和糧農(nóng)組織（FAO）不完全統(tǒng)計(jì)全世界鹽堿地面積為9.54億hm2(趙可夫等; 劉小京等, 2002)約占世界土地總面積的6%，世界總耕地面積的20%(王秀玲等, 2010)。其中，中國(guó)約有鹽堿地9913.3萬(wàn)hm2(封志明等, 1994)，中國(guó)鹽堿地面廣量大且類型多樣，西北、華北、東北西部和濱海地區(qū)都有分布, 土壤鹽堿化與次生鹽堿化已經(jīng)嚴(yán)重制約了世界和中國(guó)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，改造治理及合理開(kāi)發(fā)利用這些資源, 是中國(guó)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑之一，也對(duì)改善生態(tài)環(huán)境，推動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)可持續(xù)發(fā)展具有特別重要意義(李彬等, 2005)。我國(guó)北方鹽堿土的鹽堿危害類型大體可分為中性鹽、堿性鹽和混合鹽堿危害。土壤中鹽分主要就包含一些，尤其在某些鹽堿地區(qū)例如東北松嫩平原蘇打鹽堿地區(qū)又多以Na2CO3、NaHCO3為主，而土壤中CO32-和HCO3-過(guò)多積累就會(huì)導(dǎo)致土壤呈堿性。但是目前植物耐鹽生理研究多以NaCl中性鹽脅迫為主，目前，有關(guān)碳酸對(duì)植物鹽堿脅迫并不是太多，有關(guān)柳樹(shù)耐堿性研究更是較少。Wu等（2007）研究表明，植物耐鹽生理研究?jī)H以中性鹽為研究對(duì)象并不是十分準(zhǔn)確，應(yīng)突出混合鹽堿脅迫的研究，因?yàn)橹参锬望}是受多種基因控制，這就決定了植物耐鹽形狀的復(fù)雜性。并且有研究表明高pH堿脅迫對(duì)植物生長(zhǎng)危害更大，前人關(guān)于的鹽脅迫研究往往忽略了這一點(diǎn)，使得鹽脅迫結(jié)果不能與實(shí)際環(huán)境很好的結(jié)合。

柳樹(shù)是我國(guó)重要的造林綠化樹(shù)種，具有速生、耐水濕、抗性強(qiáng)、易繁殖等特點(diǎn)，同時(shí)柳樹(shù)也是非常好的用材與能源樹(shù)種，對(duì)于生態(tài)環(huán)境建設(shè)具有非常重要的作用(張建等, 2012)。但是有關(guān)堿性鹽對(duì)于柳樹(shù)滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的影響目前還未見(jiàn)報(bào)道。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)人工模擬天然鹽堿生境分析鹽脅迫和堿脅迫下柳樹(shù)幼苗的生理響應(yīng)差異性，以更貼近生產(chǎn)實(shí)際來(lái)探討鹽脅迫和堿脅迫對(duì)柳樹(shù)的作用機(jī)制以及柳樹(shù)對(duì)其適應(yīng)機(jī)制，為今后耐鹽堿柳樹(shù)選育工作提供科學(xué)依據(jù)。

1 實(shí)驗(yàn)材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料與設(shè)計(jì)

本實(shí)驗(yàn)在中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院科研溫室內(nèi)進(jìn)行，溫室內(nèi)的晝夜溫度分別為25/18 ℃，濕度為60%～80%，所選用的柳樹(shù)無(wú)性系材料為引種自山東省濱州由山東林科院選育的“鹽柳1號(hào)”新品種。2014年3月選取長(zhǎng)度為15 cm，直徑1 cm左右的當(dāng)年生柳樹(shù)插條，扦插定植在高和直徑均為15 cm的裝有洗凈河沙并加入適量珍珠巖的花盆內(nèi)進(jìn)行盆栽。定期澆灌1/2Hogland營(yíng)養(yǎng)液進(jìn)行培養(yǎng)，扦插后培養(yǎng)45 d，枝條長(zhǎng)到30～40 cm時(shí)，選取長(zhǎng)勢(shì)一致的柳樹(shù)幼苗分別進(jìn)行鹽、堿脅迫。以1/2Hogland營(yíng)養(yǎng)液為本底配制鹽溶液，兩種中性鹽NaCl、Na2SO4及兩種堿性鹽NaHCO3、Na2CO3均按照物質(zhì)的量比9∶1進(jìn)行配制，配置時(shí)保持Na+的物質(zhì)的量濃度不變，例如200 mmol·L-1鹽與堿配置時(shí)就是分別先加入180 mmol的NaCl和NaHCO然后再分別加入20 mmol Na2SO4和Na2CO3，鹽脅迫與堿脅迫均設(shè)置0、50、100、150、200 mmol·L-1五個(gè)梯度用pH電子筆測(cè)定各梯度處理液pH值，中性鹽pH變化范圍為6.5～6.9，堿性鹽pH變化范圍為9.1～9.28，每處理設(shè)置6個(gè)重復(fù)。脅迫時(shí)澆透鹽水，為了避免鹽沖擊現(xiàn)象，逐次增加澆灌鹽水濃度，最終達(dá)到最高濃度，以后定期按稱重法補(bǔ)充澆灌營(yíng)養(yǎng)液。在達(dá)到最高脅迫濃度14 d之后，采集各個(gè)植株相同部位的功能葉片進(jìn)行生理指標(biāo)測(cè)定。

1.2 實(shí)驗(yàn)指標(biāo)測(cè)定方法

鹽與堿脅迫結(jié)束后，選取各處理植株同樣部位葉片進(jìn)行生理指標(biāo)測(cè)定，用烘干法測(cè)定葉片含水量（李合生，2001）、考馬斯亮藍(lán)顯色法測(cè)定可溶性蛋白含量（李合生，2001）、磺基水楊酸法測(cè)定脯氨酸含量（李合生，2001）、蒽酮試劑法測(cè)定可溶性糖含量（李合生，2001）。用Excel 2007進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和作圖，用Spss 19.0進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。

圖1 鹽與堿脅迫下柳樹(shù)葉片含水量變化Fig.1 Effect of salt and alkali stress on the content of leaf water

2 結(jié)果與分析

2.1 鹽與堿脅迫對(duì)柳樹(shù)葉片含水量的影響

由圖1可以看出，隨著鹽濃度的升高，柳樹(shù)葉片的含水量，呈下降趨勢(shì)。在中性鹽脅迫下，隨著鹽濃度的增加，葉片中的含水量一直將少，在中性鹽脅迫下，當(dāng)鹽濃度達(dá)到200 mmol·L-1時(shí)，葉片含水量為55%，為對(duì)照的73.3%（P＜0.05）達(dá)到顯著性差異水平。在堿性鹽脅迫下葉片含水量下降趨勢(shì)更大，鹽濃度達(dá)到200 mmol·L-1時(shí)，葉片含水量達(dá)到最低為23.8%，僅為對(duì)照的32%（P＜0.01）達(dá)到極顯著性差異。在相同濃度鹽脅迫，相比于中性鹽脅迫，在堿性鹽脅迫下葉片含水量更低。當(dāng)鹽濃度達(dá)到200 mmol·L-1時(shí)差異達(dá)到最大，葉片含水量在堿性鹽脅迫下僅為中性鹽脅迫下43.6%（P＜0.05）達(dá)到顯著性差異水平。由此可以看出在堿性鹽脅迫下對(duì)柳樹(shù)葉片含水量影響更大。

2.2 鹽與堿脅迫對(duì)柳樹(shù)脯氨酸含量的影響

植物脯氨酸的合成、累積及代謝是一個(gè)受到非生物脅迫和植物細(xì)胞內(nèi)脯氨酸調(diào)控的生理生化過(guò)程，脯氨酸是一種小分子的滲透物質(zhì)，是水溶性最大的氨基酸，許多植物當(dāng)遭受到逆境脅迫時(shí)都能在體內(nèi)合成并積累較高水平的脯氨酸。因此，脯氨酸積累是植物受到逆境脅迫的一種信號(hào)，并且脯氨酸作為植物體內(nèi)十分重要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)之一，還參與維持蛋白質(zhì)的穩(wěn)定和酶的活性保護(hù)等生理活動(dòng)(于暢等, 2014)。一般當(dāng)植物遭受逆境脅迫時(shí)，植物細(xì)胞內(nèi)都會(huì)大量積累脯氨酸(Alia等, 1997；許祥明等, 2000)，有許多學(xué)者將植物在非生物逆境脅迫條件下脯氨酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化作為衡量植物抵抗逆境脅迫能力重要的生理指標(biāo)(朱虹等, 2009)。

由圖2可以看出，隨著中性鹽與堿性鹽分濃度的升高，柳樹(shù)葉片中脯氨酸含量呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，但是在兩種鹽分別脅迫的情況下變化幅度不同。相比于中性鹽脅迫，在堿性鹽脅迫下柳樹(shù)葉片脯氨酸含量的增加幅度更大。當(dāng)兩種鹽的鹽分濃度為50 mmol·L-1時(shí)，植物葉片中脯氨酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)相比于對(duì)照略有增加，并且脯氨酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)在中性鹽脅迫下高于堿性鹽脅迫下。隨著兩種鹽分濃度的升高，植物葉片中脯氨酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)繼續(xù)增加，當(dāng)堿性鹽濃度達(dá)到100、150 mmol·L-1時(shí)脯氨酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別是88.88、90.95 μg·g-1，分別為對(duì)照的2.82和2.92倍（P＜0.05）達(dá)到顯著性差異，為同濃度中性鹽脅迫下的1.8和1.75倍（P＜0.05），其中當(dāng)鹽濃度為100 mmol·L-1時(shí)差別最大。當(dāng)堿性鹽濃度達(dá)到200 mmol·L-1時(shí)植物葉片中脯氨酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為100.38 μg·g-1達(dá)到最大值為對(duì)照的3.18倍（P＜0.01）達(dá)到極顯著性差異，為同濃度中性鹽脅迫下的1.57倍（P＜0.05）。由此結(jié)果可以看出，在相同時(shí)間和相同鹽濃度脅迫下，堿性鹽相比于中性鹽對(duì)柳樹(shù)葉片中脯氨酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)產(chǎn)生的影響更大。

2.3 鹽與堿脅迫對(duì)柳樹(shù)可溶性糖含量的影響

可溶性糖是一種在植物組織內(nèi)十分重要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，其在植物葉片中質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增多可以在一定程度提高植物細(xì)胞的的滲透調(diào)節(jié)能力，降低細(xì)胞質(zhì)膜的受損傷程度。由此可見(jiàn)植物體內(nèi)可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以很好的反映植物遭受逆境脅迫的程度(吉增寶等, 2009)。

由圖3可以看出，隨著鹽濃度的升高，柳樹(shù)葉片中的可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，并且在堿性鹽脅迫的情況下葉片中可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)上升趨勢(shì)更明顯，并呈先上升后下降的變化趨勢(shì)。當(dāng)堿性鹽濃度達(dá)到100和200 mmol·L-1時(shí)，葉片中可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別是1.93和2.2 mg·g-1，為對(duì)照的1.5、1.71倍，當(dāng)堿性鹽濃度達(dá)到150 mmol·L-1時(shí)可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)是2.4 mg·g-1為對(duì)照的1.86倍（P＜0.05）達(dá)到顯著性差異水平，其中當(dāng)堿性鹽濃度為150 mmol·L-1時(shí)可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高，然后隨著鹽濃度升高，可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)有所下降，并且相同鹽濃度下堿性鹽脅迫高于中性鹽脅迫下葉片中可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)。當(dāng)堿性鹽濃度為100、150和200 mmol·L-1時(shí)，葉片中可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為同濃度下中性鹽的1.43、1.69（P＜0.05）和1.4倍，當(dāng)濃度為150 mmol·L-1時(shí)，兩者差異性達(dá)到最大。由上面分析可以看出，隨著鹽濃度的升高，在中性鹽脅迫的情況下，葉片中可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)一直呈上升趨勢(shì)，但是在堿性鹽脅迫的情況下，隨著鹽濃度的升高，葉片中可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈現(xiàn)，先升后降的變化趨勢(shì)，由此可以看出，隨著堿性鹽濃度的升高對(duì)于葉片可溶性糖滲透調(diào)節(jié)功能會(huì)造成損傷，使得可溶性糖的分泌量有所減少，可得出堿性鹽脅迫對(duì)于柳樹(shù)葉片的可溶性糖滲透調(diào)節(jié)功能造成的損傷更大。

圖2 鹽與堿脅迫下柳樹(shù)葉片內(nèi)脯氨酸含量變化Fig.2 Effect of salt and alkali stress on the content of proline in leaf

圖3 鹽與堿脅迫下柳樹(shù)葉片內(nèi)可溶性糖含量變化Fig.3 Effect of salt and alkali stress on the content of soluble sugar in leaf

2.4 鹽與堿脅迫對(duì)柳樹(shù)可溶性蛋白含量的影響

鹽脅迫下，植物體內(nèi)代謝會(huì)發(fā)生變化，植物細(xì)胞中的蛋白合成代謝會(huì)增強(qiáng)，從而可以誘導(dǎo)可溶性蛋白的合成，參與植物滲透調(diào)節(jié)，這是植物抵御干旱鹽堿等逆境脅迫的重要保護(hù)機(jī)制之一(楊升等, 2010)。

由圖4可以看出，隨著鹽濃度的升高，柳樹(shù)葉片中的可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，并且在堿性鹽脅迫的情況下可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)上升趨勢(shì)更明顯，呈現(xiàn)先上升后下降的變化趨勢(shì)。當(dāng)堿性鹽濃度達(dá)到100、150和200 mmol·L-1時(shí)，葉片中可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別是5.18、7.84和7.03 mg·g-1，為對(duì)照的1.1、1.67和1.5倍，其中當(dāng)堿性鹽濃度為150 mmol·L-1時(shí)可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高（P＜0.05）差異顯著，然后可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)有所下降。相同鹽濃度下，堿性鹽脅迫均高于中性鹽脅迫下葉片中可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)，當(dāng)堿性鹽濃度為100、150和200 mmol·L-1時(shí)，葉片中可溶性蛋白含量分別為同濃度下中性鹽的1.02、1.56和1.1倍，當(dāng)濃度為150 mmol·L-1時(shí)，兩者差異性達(dá)到最大（P＜0.05）差異顯著。由上可以看出，隨著堿鹽濃度的升高，在中性鹽脅迫的情況下，葉片中可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)一直呈上升趨勢(shì)，但是在堿性鹽脅迫的情況下，隨著鹽濃度的升高，葉片中可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈現(xiàn)，先升后降的變化趨勢(shì)，由此可以看出，隨著堿性鹽濃度的升高對(duì)于葉片可溶性蛋白滲透調(diào)節(jié)功能會(huì)造成損傷，使得可溶性蛋白的分泌量有所減少，可以看得出堿性鹽脅迫對(duì)于柳樹(shù)葉片的可溶性蛋白滲透調(diào)節(jié)功能造成的損傷更大。

圖4 鹽與堿脅迫下柳樹(shù)葉片內(nèi)可溶性蛋白含量變化Fig.3 Effect of salt and alkali stress on the content of soluble protein in leaf

3 討論與結(jié)論

3.1 討論

當(dāng)植物在鹽堿脅迫的情況下，所有植物都會(huì)遭受到不同程度的滲透脅迫損傷，一般滲透脅迫是鹽堿脅迫下出現(xiàn)最早、最明顯的影響因素。植物往往會(huì)通過(guò)調(diào)節(jié)植物細(xì)胞內(nèi)脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白的質(zhì)量分?jǐn)?shù)來(lái)減輕其受害程度(李合生, 2002)。有研究表明，通常在逆境條件下，大多數(shù)的植物細(xì)胞內(nèi)的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)會(huì)成倍增加，以應(yīng)對(duì)高鹽堿引起的生理干旱，其體內(nèi)的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)越高，則說(shuō)明植物的抗逆能力越強(qiáng)(倪建偉等, 2002)。阮成江等采用NaCl對(duì)沙棘的脅迫研究、劉強(qiáng)等采用NaHCO3對(duì)南蛇藤幼苗進(jìn)行脅迫研究，王斌等采用NaCl、Na2SO4、NaHCO3混合溶液對(duì)沼澤小葉樺進(jìn)行脅迫研究均證明了這一點(diǎn)。

本研究中鹽堿脅迫14 d下隨著鹽濃度的增大，由于受到滲透脅迫的影響，柳樹(shù)葉片中的含水量減少，并且在堿性鹽脅迫下減少更多，與此同時(shí)為了抵抗?jié)B透脅迫，隨著鹽濃度的增大，柳樹(shù)葉片的脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白這三種滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)總體呈上升趨勢(shì)，這與前人的研究結(jié)果相似。但相比于中性鹽在堿性鹽脅迫14 d下，柳樹(shù)葉片中三種滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)積累量多而且變化趨勢(shì)更大，并且在堿性鹽脅迫下隨著鹽濃度的增大，在某一鹽濃度達(dá)到峰值后，開(kāi)始出現(xiàn)下降現(xiàn)象。由此推測(cè)，造成以上現(xiàn)象的原因可能主要是由于堿脅迫下由于高pH因素的影響，對(duì)柳樹(shù)的滲透物質(zhì)代謝系統(tǒng)造成的損害更大，植物必須采取更強(qiáng)烈的反應(yīng)來(lái)抵御由此而產(chǎn)生逆境。

3.2 結(jié)論

通過(guò)對(duì)鹽與堿脅迫下柳樹(shù)葉片含水量以及脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化的研究。結(jié)果表明：1）柳樹(shù)在鹽與堿脅迫下，隨著鹽濃度的增大，葉片中的含水量逐漸減少，與此同時(shí)葉片中的脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)逐漸增大。2）相比于中性鹽，堿性鹽脅迫對(duì)于柳樹(shù)的危害更嚴(yán)重。首先在堿性鹽脅迫下，相比于同濃度中性鹽脅迫柳樹(shù)葉片的含水量更低并且積累更多的脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白。其次，在中性鹽脅迫下柳樹(shù)葉片內(nèi)三種滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一直增大，但在堿性鹽脅迫下隨著鹽濃度的增大，在某一濃度達(dá)到峰值后，開(kāi)始出現(xiàn)下降現(xiàn)象。這表明在堿性鹽脅迫下，超過(guò)一定的鹽濃度閾值，柳樹(shù)葉片的滲透物質(zhì)代謝系統(tǒng)已經(jīng)遭到破壞，已經(jīng)不能正常抵御由于鹽分逆境引起的滲透脅迫。例如在堿性鹽脅迫下當(dāng)鹽濃度達(dá)到200 mmol·L-1時(shí)，柳樹(shù)葉片含水量?jī)H為對(duì)照的32%。為同等鹽濃度中性鹽脅迫下的43.6%。當(dāng)堿性鹽濃度達(dá)到200 mmol·L-1時(shí)達(dá)到最大值柳樹(shù)葉片內(nèi)脯氨酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為對(duì)照的3.18倍。其他兩種物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在堿性鹽濃度150 mmol·L-1出現(xiàn)峰值后，質(zhì)量分?jǐn)?shù)略有下降?？扇苄蕴呛涂扇苄缘鞍踪|(zhì)量分?jǐn)?shù)在鹽濃度為150 mmol·L-1活性達(dá)到峰值質(zhì)量分?jǐn)?shù)為對(duì)照的4.26和2.79倍，隨后隨著鹽濃度的增加兩種物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)都略有下降，并且均高于相同濃度中性鹽脅迫下柳樹(shù)葉片內(nèi)的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，相比于中性鹽，堿性鹽脅迫下柳樹(shù)葉片三種滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的積累量更多，變化幅度更大。

綜上所述，鹽與堿脅迫是兩種不同的脅迫，對(duì)于柳樹(shù)幼苗的生理影響表現(xiàn)出明顯的不同，一定濃度鹽與堿脅迫對(duì)于柳樹(shù)都會(huì)造成一定程度的滲透脅迫。尤其是高pH的堿脅迫，會(huì)對(duì)柳樹(shù)造成更嚴(yán)重的滲透脅迫，堿脅迫對(duì)于柳樹(shù)各項(xiàng)滲透調(diào)節(jié)生理指標(biāo)的影響作用明顯大于鹽脅迫。但是，鹽與堿脅迫是一個(gè)受到多基因控制的復(fù)雜過(guò)程，尤其堿脅迫很多機(jī)理尚不明確，還有待進(jìn)一步深入研究。

ALIA P, SARADHI P, MOHANTY P. Involvement of proline in protecting thylakoid membranes against free radical2induced photodamage[ J ]. J Photochem Photobiol, 1997, 38 (2): 253-257.

WU D, CAO B H, LIU X L, 等, 2007. Effects of salt-alkali stress on content of chlorophyll in leaves of Robinia pseudoacacia and Fraxi-nus velutina seeding[J]. Journal of Northwest Forestry University, 22(3): 51-54.

封志明, 王勤學(xué). 1994. 資源科學(xué)論綱[M]. 北京: 地質(zhì)出版社: 16-30.

吉增寶, 王進(jìn)鑫, 李繼文, 等, 2009. 不同季節(jié)干旱及復(fù)水對(duì)刺槐幼苗可溶性糖含量的影響[J]. 西北植物學(xué)報(bào), 2009, 29(7) : 1358-1363.

李彬, 王志春, 孫志高, 等. 2005. 中國(guó)鹽堿地資源與可持續(xù)利用研究[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究, 23(2): 1514-158.

李合生, 2002. 現(xiàn)代植物生理學(xué)[M]. 北京: 高等教育出版社: 324-325.

李合生. 2001. 植物生理生化實(shí)驗(yàn)原理與技術(shù)[M]. 高等教育出版社.

倪建偉, 武香, 張華新, 等, 2012. 3種白刺耐鹽性的對(duì)比分析[J]. 林業(yè)科學(xué)研究, 25(1): 48-53.

王秀玲, 程序, 謝光輝, 等. 2010. NaCl脅迫對(duì)甜高粱發(fā)芽期生理生化特性的影響[J]. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào), 19(10): 2285-2290.

許祥明, 葉和春, 李國(guó)鳳, 等, 2000. 脯氨酸代謝與植物抗?jié)B透脅迫的研究進(jìn)展[J]. 植物學(xué)通, 17(6): 536-642.

閆道良, 余婷, 徐菊芳, 等. 2013. 鹽脅迫對(duì)海濱錦葵生長(zhǎng)及Na+、K+離子積累的影響[J]. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào), 22(1): 105-109.

楊升, 張華新, 張麗, 等, 2010. 植物耐鹽生理生化指標(biāo)及耐鹽植物篩選綜述[J]. 西北林學(xué)院學(xué)報(bào), 2010, 25(3):59-65.

于暢, 王競(jìng)紅, 薛肺, 等. 2014. 沙棘對(duì)堿性鹽脅迫的形態(tài)和生理響應(yīng)[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào), 34(9), 70-75.

張建, 李敏, 李玉娟, 等. 2012. 鹽脅迫下3個(gè)柳樹(shù)新品系生理變化[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué), 40(8): 197-199.

趙可夫, 范海, 宋杰, 等. 2002. 中國(guó)鹽生植物的種類、類型、植被及其經(jīng)濟(jì)潛勢(shì)[A]//劉小京, 劉孟雨. 鹽生植物利用與區(qū)域農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展[C]. 北京: 氣象出版社: 1- 9.

朱虹, 祖元?jiǎng)? 王文杰, 等, 2009. 逆境脅迫條件下脯氨酸對(duì)植物生長(zhǎng)的影響[J]. 東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 37(4): 86-89.

Comparative Effects of Salt and Alkali Stresses on Plant Physiology of Willow

LIU Duo1, CONG Richun1, DANG Hongzhong1, LI Qingmei2, LIU Dexi3, YANG Qingshan3
1. Institute of Desertification Studies Beijing 100091, China; 2. Chinese Academy of Forestry Beijing 100091, China; 3. Shandong Forestry Research Institute Jinan 250014, China;

At present, soil salinization has become an increasingly serious concern in the world. Large areas of saline alkali land in China are a heavy constraint to the sustainable development of agriculture. In Northern China, saline alkali soil contains varied types of salt ion, such as NaCl, Na2SO4, Na2CO3, and NaHCO3. Willow is a very important tree species for afforestation and conserving soil and water, which is often used to improve ecological environment of saline alkali land, so that it is of significance to study the salt and alkali stress on the plant physiology of willow. Salinization and alkalization of soil is a widespread environment problem, which could be divided into salt-stress and alkali-stress in terms of the salt characteristics. In fact, the destructive results caused by alkali-stress are more serious than those by salt-stress. A willow cultivar YanLiu 1(Salix psammophila) was used to study the stress conditions of 6 salinities and 6 alkalities simulated by mixing two neutral salts (NaCl and Na2SO4) and two alkaline salts (NaHCO3and Na2CO3) in the molar ratio of 9∶1 respectively with 14 days’ stress. The concentration range of treatment was set between 50 and 200 mmol·L-1for salt and alkali stress. The results showed that the content of leaf water all decreased with increasing concentration of salt and alkali treatment, and more water was lost from the leaf under the alkali stress; when the alkali salt stress reached the 200mmol/L, the leaf water content was a minimum of 23.8%, which was 32% of the control（P＜0.01）. This reached extremely significant difference, and more water content was lost than that under the salt stress. Similarly, with increasing alkali salt concentration and under alkaline salt stress, the proline, soluble sugar and soluble protein in the leaf grew. When the alkali salt concentration reached to 200 mmol·L-1, the content of proline was 100.38 μg·g-1which was 3.18 times of the control（P＜0.01）, reaching extremely significant difference, and was 1.57 times of the result under the salt stress. When the alkali concentration was 150 mmol·L-1, the content of soluble sugar in leaf was 2.4 mg·g-1, which was 1.86 times of the control（P＜0.05）reaching the significant difference, and was 1.69 times than that under the salt stress （P＜0.05）. When the alkali concentration was 150 mmol·L-1, the content of soluble of was 7.84 mg·g-1, 1.67 times of the control （P＜0.05）reaching the significant difference, and 1.56 times of the result under salt stress（P＜0.05）. The final results showed that the alkali stress was different from salt stress, and the alkali had stronger injury to willow than the salt stress.

Willow; Salt and alkali stress; Leaf water; Osmotic adjustment

Q945.79

A

1674-5906（2014）09-1531-05

劉鐸，叢日春，黨宏忠，李慶梅，劉德璽，楊慶山. 柳樹(shù)幼苗滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)對(duì)中、堿性鈉鹽響應(yīng)的差異性[J]. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào), 2014, 23(9): 1531-1535.

LIU Duo, CONG Richun, DANG Hongzhong, LI Qingmei, LIU Dexi, YANG Qingshan. Comparative Effects of Salt and Alkali Stresses on Plant Physiology of Willow [J]. Ecology and Environmental Sciences, 2014, 23(9): 1531-1535.

中央級(jí)公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)基金（CAFYBB2）；山東省自主創(chuàng)新專項(xiàng)（2012CX90303）

劉鐸（1991年生），男，碩士研究生，主要從事水土保持及耐鹽堿樹(shù)種篩選等方面研究。E-mail:liuduo6125358@163.com

*通信作者：叢日春，男，研究員，主要從事水土保持與荒漠化防治及鹽堿地治理等方面研究。E-mail:congrichun888@163.com

2014-08-04