周 濤 薩如拉 郭永青 徐文俊 仝寶生

(內(nèi)蒙古永業(yè)農(nóng)豐生物科技有限責(zé)任公司 呼和浩特 010110)

鹽脅迫是限制作物生長(zhǎng)及產(chǎn)量的主要因素之一。鹽漬土壤中過(guò)多的Na+是造成植物離子毒害及產(chǎn)生鹽漬生境的主要離子。K+、Ca2+、Mg2+是植物所必須的大、中量元素。在鹽脅迫下土壤中過(guò)多的Na+，一方面與K+競(jìng)爭(zhēng)蛋白質(zhì)分子上的同一結(jié)合位，使植物體內(nèi)K+下降；另一方面置換質(zhì)膜上的Ca2+，使質(zhì)膜上的Ca2+失去平衡；而陽(yáng)離子間拮抗作用進(jìn)一步抑制作物吸收Mg2+。

腐植酸水溶肥料是一種新型葉面肥。研究表明，腐植酸水溶肥料能增強(qiáng)小麥[1，2]、馬鈴薯[3]、玉米[4]等植株的抗逆性，提高作物產(chǎn)量。然而，關(guān)于腐植酸水溶肥料對(duì)燕麥的影響研究主要集中在燕麥產(chǎn)量，滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)等方面[5，6]，對(duì)鹽脅迫下噴施腐植酸水溶肥料對(duì)燕麥葉片陽(yáng)離子含量變化研究較少。本試驗(yàn)研究了不同濃度鹽脅迫下，噴施腐植酸水溶肥料較噴施清水處理對(duì)燕麥陽(yáng)離子含量及產(chǎn)量的影響，旨在探討燕麥抗鹽機(jī)制和適應(yīng)鹽脅迫能力，為腐植酸水溶肥料在鹽漬土壤上燕麥的生產(chǎn)及栽培應(yīng)用提供參考。

1 試驗(yàn)材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

燕麥品種為耐鹽性品種“白燕二號(hào)”，為裸燕麥，其耐鹽極限濃度為547 mmol/L[7]。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2013年4月在內(nèi)蒙古永業(yè)農(nóng)豐生物科技有限責(zé)任公司園區(qū)日光溫室內(nèi)進(jìn)行。將種子播種于直徑為22 cm、高30 cm、裝有8 kg篩選好的細(xì)沙的塑料盆內(nèi)，每盆定苗20株。燕麥長(zhǎng)至兩葉一心時(shí)進(jìn)行鹽脅迫處理。腐植酸水溶肥料主要成分是黃腐酸(MFA)縮液與氮、磷、鉀化合物以及中、微量元素。

據(jù)了解，當(dāng)?shù)匮帑湻N植的適宜鹽脅迫濃度范圍在50 mmol/L～100 mmol/L之間(輕度鹽脅迫)，本試驗(yàn)以鹽脅迫之后，能夠收獲產(chǎn)量為前提條件，設(shè)置0 mmol/L、50 mmol/L、100 mmol/L、150 mmol/L、200 mmol/L 5個(gè)鹽濃度梯度，每個(gè)鹽濃度下設(shè)置噴施腐植酸水溶肥料和清水2種處理，每個(gè)處理重復(fù)3次。將2種中性鹽(NaCl、Na2SO4)按摩爾比1∶1混合，加入Hogland營(yíng)養(yǎng)液，分別配制成5個(gè)梯度Na+濃度鹽液[8]，定容至500 mL，作為脅迫處理液。為了避免鹽激，各處理每天遞增預(yù)定濃度的1/4，間隔2天加入一次鹽溶液，鹽處理濃度同一天達(dá)到最高濃度。噴施處理在拔節(jié)期、灌漿期葉面噴施等量的腐植酸水溶肥料或清水，腐植酸水溶肥料稀釋500倍(濃度為0.1 g/L)，噴施7天[6]后分別在拔節(jié)期、灌漿期取樣及測(cè)定各項(xiàng)指標(biāo)。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

(1) Na+、K+離子含量測(cè)定：火焰光度法[9]。

(2) Ca2+、Mg2+離子含量測(cè)定：原子吸收分光光度法[10]。

(3) 產(chǎn)量測(cè)定：每盆選取5株具有代表性燕麥植株，放在通風(fēng)處，風(fēng)干后用分析天平稱(chēng)重，測(cè)定單株穗粒重、單株穗粒數(shù)、百粒重及每盆產(chǎn)量。

2 結(jié)果與分析

2.1 腐植酸水溶肥料對(duì)鹽脅迫下燕麥葉片中Na+和K+含量的影響

從圖1可以看出，隨著鹽脅迫濃度的增加，燕麥葉片中Na+含量增加，K+含量下降，且與噴施清水處理相比，噴施腐植酸水溶肥料各處理燕麥葉片中Na+含量增幅小，K+含量降幅小。拔節(jié)期鹽脅迫下，噴施腐植酸水溶肥料處理和清水處理燕麥葉片中Na+和K+含量差異較小。灌漿期鹽脅迫下，噴施腐植酸水溶肥料處理燕麥葉片中K+含量較噴施清水處理下降幅度較小，Na+含量增加幅度較??；其中當(dāng)鹽濃度達(dá)到150 mmol/L時(shí)，噴施腐植酸水溶肥料處理燕麥葉片中Na+和K+含量基本保持不變，而清水處理Na+含量則持續(xù)升高，K+含量持續(xù)下降；當(dāng)鹽濃度達(dá)到200 mmol/L時(shí)，噴施腐植酸水溶肥料處理燕麥葉片中Na+含量為0 mmol/L鹽濃度處理的4.28倍，K+含量為0 mmol/L鹽濃度處理的66.86%，噴施清水處理Na+含量為0 mmol/L鹽濃度處理的5.78倍，K+含量為0 mmol/L鹽濃度處理的47.04%。說(shuō)明噴施腐植酸水溶肥料處理較噴施清水處理燕麥葉片中保持較低Na+含量，較高的K+含量。

2.2 腐植酸水溶肥料對(duì)鹽脅迫下燕麥葉片中Ca2+和Mg2+含量的影響

從圖2可以看出，在燕麥拔節(jié)期、灌漿期進(jìn)行不同濃度鹽脅迫，都能夠降低燕麥葉片中Ca2+和Mg2+含量。拔節(jié)期鹽脅迫下，隨著鹽脅迫濃度的增加，噴施腐植酸水溶肥料處理和清水處理燕麥葉片中Ca2+和Mg2+含量差異較小。灌漿期鹽脅迫下，隨著鹽脅迫濃度的增加，噴施腐植酸水溶肥料處理燕麥葉片中Ca2+和Mg2+含量下降幅度較小，尤其當(dāng)鹽濃度大于等于150 mmol/L時(shí)，噴施腐植酸水溶肥料處理燕麥葉片中Ca2+和Mg2+含量基本保持不變，而噴施清水處理則持續(xù)下降；當(dāng)鹽濃度達(dá)到200 mmol/L時(shí)，噴施腐植酸水溶肥料處理燕麥葉片中Ca2+含量為0 mmol/L鹽濃度處理的93.27%，Mg2+含量為0 mmol/L鹽濃度處理的75.41%，噴施清水后Ca2+含量為0 mmol/L鹽濃度處理的56.18%，Mg2+含量為0 mmol/L鹽濃度處理的60.66%。

圖1 腐植酸水溶肥料在鹽脅迫下對(duì)燕麥葉片中Na+和K+含量的影響Fig.1 The effect of humic acid water soluble fertilizer on oat leaf of Na+ and K+ content under salt stress

圖2 腐植酸水溶肥料在鹽脅迫下對(duì)燕麥葉片中Ca2+和Mg2+含量的影響Fig.2 The effect of humic acid water soluble fertilizer on oat leaf of Ca2+ and Mg2+ content under salt stress

2.3 腐植酸水溶肥料對(duì)鹽脅迫下燕麥葉片中離子比例的影響

從表1可以看出，隨著鹽脅迫濃度的增加，燕麥葉片中Na+/K+、Na+/Ca2+、Na+/Mg2+值都隨之增加，且在灌漿期達(dá)到最大值。拔節(jié)期鹽脅迫下，與噴施清水處理相比，噴施腐植酸水溶肥料燕麥葉片中Na+/Ca2+、Na+/Mg2+值處理間變化幅度較小，Na+/K+值在兩個(gè)處理間差異較?。划?dāng)鹽濃度為150 mmol/L、200 mmol/L時(shí)，噴施腐植酸水溶肥料的處理燕麥葉片中Na+/Ca2+值為清水處理的77.45%、66.98%，Na+/Mg2+值為清水處理的88.13%、81.08%。灌漿期鹽脅迫下，噴施腐植酸水溶肥料的處理燕麥葉片中Na+/K+、Na+/Ca2+(除100 mmol/L處理外)、Na+/Mg2+值整體上均小于清水處理；當(dāng)鹽脅迫濃度為150 mmol/L時(shí)，噴施腐植酸水溶肥料的處理燕麥葉片中Na+/K+、Na+/Ca2+值基本保持不變；但是，當(dāng)鹽脅迫濃度為200 mmol/L時(shí)，噴施腐植酸水溶肥料處理燕麥葉片中Na+/K+、Na+/Ca2+、Na+/Mg2+值分別為清水處理的50.39%、43.60%、61.00%?？梢?jiàn)，鹽脅迫下噴施腐植酸水溶肥料可以降低燕麥葉片中Na+/K+、Na+/Ca2+、Na+/Mg2+值。

表1 腐植酸水溶肥料在鹽脅迫下對(duì)燕麥葉片中離子比例的影響Tab.1 The effect of humic acid water soluble fertilizer on oat leaf of ion proportion under salt stress

2.4 腐植酸水溶肥料對(duì)鹽脅迫下燕麥產(chǎn)量的影響

從表2可以看出，鹽脅迫降低燕麥單株穗粒數(shù)、單株穗粒重、百粒重及產(chǎn)量。噴施腐植酸水溶肥料處理燕麥產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素下降幅度均小于清水處理。當(dāng)鹽濃度大于等于150 mmol/L時(shí)，噴施腐植酸水溶肥料處理燕麥單株穗粒數(shù)升高，而清水處理則持續(xù)下降；燕麥單株穗粒重在各處理間變化幅度較小；燕麥產(chǎn)量表現(xiàn)為下降趨勢(shì)，但噴施腐植酸水溶肥料處理間差異不顯著，而清水處理燕麥產(chǎn)量顯著下降(P<0.05)。當(dāng)鹽濃度為50 mmol/L、100 mmol/L、150 mmol/L、200 mmol/L時(shí)，噴施腐植酸水溶肥料處理燕麥產(chǎn)量分別為清水處理的1.14倍、1.07倍、1.16倍、1.29倍。

表2 腐植酸水溶肥料在鹽脅迫下對(duì)燕麥產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響Tab.2 The effect of humic acid water soluble fertilizer on oat yield and yield component under salt stress

3 結(jié)論與討論

3.1 結(jié)論

在0～200 mmol/L鹽濃度脅迫下，葉面噴施腐植酸水溶肥料均可提高燕麥葉片中K+、Ca2+、Mg2+含量，較清水處理保持較低的Na+含量，降低燕麥葉片中Na+/K+、Na+/Ca2+、Na+/Mg2+值，燕麥的耐鹽性明顯提高，與清水處理相比，單株穗粒數(shù)和產(chǎn)量增加。當(dāng)鹽濃度為150～200 mmol/L時(shí)，腐植酸水溶肥料提高植株抗逆性，促進(jìn)作物產(chǎn)量增加效果更為明顯。

3.2 討論

由于脅迫下Na+、K+競(jìng)爭(zhēng)蛋白質(zhì)分子上的同一結(jié)合位，植物體內(nèi)吸收的Na+增加，K+下降，使脅迫下植物體內(nèi)保持較低Na+/K+值是其適應(yīng)鹽脅迫的主要機(jī)制之一[11]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，不同濃度鹽脅迫增加了燕麥葉片中Na+含量和Na+/K+值，降低了K+含量，噴施腐植酸水溶肥料處理其變化幅度均小于噴施清水處理；尤其在灌漿期鹽脅迫下，噴施腐植酸水溶肥料處理燕麥葉片中Na+含量、Na+/K+值增加緩慢，當(dāng)鹽濃度達(dá)到150 mmol/L時(shí)，葉片中Na+/K+值不再升高。這可能因?yàn)楦菜崴芊柿媳旧砗蠯+等大量元素，使其噴施后植物體內(nèi)吸收K+，排除Na+的大量積累而適應(yīng)鹽脅迫。

Ca2+、Mg2+是作物體內(nèi)保持細(xì)胞膜穩(wěn)定及進(jìn)行光合作用的重要元素[12]。鹽脅迫下作物葉片中保持較低Na+/Ca2+、Na+/Mg2+是衡量植物耐鹽堿的重要指標(biāo)之一[13，14]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，不同濃度鹽脅迫降低了燕麥葉片中Ca2+、Mg2+含量，增加了Na+/Ca2+、Na+/Mg2+值。與噴施清水處理相比，噴施腐植酸水溶肥料處理Ca2+、Mg2+含量降低幅度較小，Na+/Ca2+、Na+/Mg2+值增加幅度較小，且灌漿期鹽濃度達(dá)到150 mmol/L時(shí)，葉片中Ca2+、Mg2+下降緩慢，Na+/Ca2+基本保持不變。這可能是因?yàn)楦菜崴芊柿贤ㄟ^(guò)提供腐植酸、大量元素及微量元素，不僅可以與細(xì)胞膜的磷脂結(jié)構(gòu)相互作用，還可以通過(guò)細(xì)胞膜攜帶營(yíng)養(yǎng)元素[15]，提高體內(nèi)的Ca2+、Mg2+含量，進(jìn)而保持細(xì)胞膜的穩(wěn)定性，使植物在脅迫下保持較好的離子平衡來(lái)提高其抗鹽性。

Alshammary等[16]認(rèn)為，鹽脅迫下作物為了排除Na+或進(jìn)行抗鹽反應(yīng)而消耗能量，同時(shí)細(xì)胞壁大量積累Na+導(dǎo)致細(xì)胞膨壓下降，是導(dǎo)致作物減產(chǎn)的主要原因。本研究結(jié)果表明，鹽脅迫降低燕麥穗粒數(shù)、穗粒重、百粒重及產(chǎn)量。噴施腐植酸水溶肥料較清水處理燕麥產(chǎn)量下降幅度較小，這可能是因?yàn)楦菜崴芊柿夏芴岣咧仓牦w內(nèi)酶活性，有利于植物有機(jī)營(yíng)養(yǎng)和礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)的平衡。噴施腐植酸水溶肥料處理燕麥通過(guò)提高葉片中K+、Ca2+、Mg2+含量，降低Na+/K+、Na+/Ca2+、Na+/Mg2+值，使燕麥保持較高的產(chǎn)量。這與何建平等[17]在馬鈴薯上的研究結(jié)果一致。

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