劉盛波， 張 偉， 杜尚嘉， 陳國德， 吳挺佳， 邱明紅

（海南省林業(yè)科學研究所， 海口571158）

鹽害是抑制植物生長和造成農作物減產的主要環(huán)境因素之一［1］。目前，由于森林砍伐以及植被退化導致土壤裸露、土地荒漠化導致的水分過度蒸發(fā)均使得土壤鹽漬化。土壤鹽漬化問題日益嚴重，面積也在不斷擴增，已成為人們關注的焦點問題之一［2－4］。對于如何解決土壤鹽漬化對植被造成的影響也在不斷的進行研究［5－6］。

降香黃檀（Dalbergia oderifera）為海南特有的名貴珍稀樹種，目前在海南其野生資源分布極其稀缺，已被列為國家一級保護植物，其心材具有重要的應用價值，是上等的紅木用材及珍貴藥材［7－9］。但是，由于心材形成較為緩慢，野生資源及其生境受到嚴重的破壞，導致資源匱乏。因此，研究鹽脅迫對降香黃檀種子萌發(fā)及幼苗生長的影響有著重要意義。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

選取當年生海南省林業(yè)科學研究所通什分所院內優(yōu)良母樹上發(fā)育性狀良好的降香黃檀種子為試驗材料。將試驗種子去除雜質，用清水浸泡24h后播種于營養(yǎng)袋中。播種基質配比為椰糠∶河沙∶黃土（1∶1∶2），在播種前用多菌靈溶液對基質進行消毒處理。

1.2 試驗設計

1.2.1 種子萌發(fā)期試驗

設計5個不同梯度的NaCl濃度組，分別為：ck（清水）、1‰、2‰、3‰、4‰，每個處理設計3個重復，每個重復播種20粒，共300粒。播種后用不同梯度的NaCl脅迫對種子進行處理（每隔1周處理1次，直到實驗結束），并蓋以薄膜。記錄溫濕度及種子萌發(fā)時間、萌發(fā)數(shù)，觀察種子的萌發(fā)情況。

表1 NaCl脅迫對降香黃檀種子萌發(fā)及幼苗成活的影響

1.2.2 幼苗期試驗

待幼苗形成4片新葉后，每隔1周測1次葉綠素相對含量，分為早上（08：00）、中午（11：30）及下午（17：30），每隔1月測1次生長量指標，并在試驗末期測量幼苗生物量、含水率及根瘤菌數(shù)量。記錄溫濕度，觀察幼苗的生長情況。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析方法

用Excel軟件對實驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，使用SPSS 16.0對數(shù)據(jù)進行方差分析，并采用單因素方差分析及用LSD在0.05水平進行多重比較［10］。

2 結果與分析

2.1 NaCl脅迫對降香黃檀種子萌發(fā)及幼苗成活的影響

由表1可知，ck組降香黃檀種子萌發(fā)率較高，4‰組較低，ck組比4‰組高23%。降香黃檀種子萌發(fā)率從高到低的順序為：ck＞1‰＞2‰＞3‰＞4‰。經方差分析，ck組種子萌發(fā)率與1‰、2‰組之間的差異不顯著（p＞0.05），與3‰、4‰組之間的差異顯著（p＜0.05）；種子萌發(fā)時間較早的為ck組，較晚的為4‰組，ck組比4‰組早17d，種子萌發(fā)所用時間從早到晚排序分別是：ck＞1‰＞2‰＞3‰＞4‰。經方差分析，ck組種子萌發(fā)所用時間與1‰、2‰和3‰組之間的差異不顯著（p＞0.05），ck組和4‰組之間的差異顯著（p＜0.05）；ck組幼苗成活率較高，4‰組較低，ck組比4‰組高71%，幼苗成活率從大到小的順序為：ck＞1‰＞2‰＞3‰＞4‰。經方差分析，ck組成活率與1‰、2‰、3‰、4‰組之間的差異均為顯著（p＜0.05）。

2.2 NaCl鹽脅迫對幼苗生長量的影響

由圖1可看出，ck組葉面積較大（3.54cm2），4‰組葉面積較?。?.33cm2），ck組比4‰組高2.21cm2，幼苗葉面積從大到小的順序為：ck＞1‰＞2‰＞3‰＞4‰。經方差分析，ck組的幼苗葉面積與1‰組之間的差異不顯著（p＞0.05），與2‰、3‰、4‰組之間的差異顯著（p＜0.05）；圖2中ck組與1‰組的葉片數(shù)較大，分別為26、25，4‰組的葉片數(shù)較?。?），ck組比4‰組多18，幼苗葉片數(shù)從大到小的順序為ck＞1‰＞2‰＞3‰＞4‰。經方差分析，ck組的葉片數(shù)與1‰組之間的差異不顯著（p＞0.05），與2‰、3‰、4‰組之間的差異顯著（p＜0.05）。

圖1 葉面積對比圖

圖2 葉片數(shù)對比圖

從圖3、圖4、圖5可看出，ck組的苗高、根長、地徑較大，分別為：6.56，11.87，1.87mm，4‰組較小，分別為：3.12，5.20，1.27mm，幼苗苗高、根長、地徑大小從大到小的順序為ck＞1‰＞2‰＞3‰＞4‰；經方差分析，ck組的苗高與1‰、2‰、3‰、4‰組之間的差異均為顯著（p＜0.05），ck組根長與1‰之間的差異不顯著，與2‰、3‰、4‰之間的差異顯著。ck組地徑與1‰之間的差異不顯著（p＞0.05），與2‰、3‰、4‰組之間的差異顯著（p＜0.05）。

從圖6可看出，ck組的全株生物量、地上生物量和地下生物量較高，分別為（0.68±0.16）g／株、（0.53±0.13）g／株和（0.15±0.03）g／株，4‰組較低，分別為（0.23±0.03）g／株、（0.21±0.03）g／株 和 （0.02g±0.003）g／株，ck組比4‰組分別多0.45g／株、0.30g／株和0.13g／株，幼苗植株生物量、地上生物量、地下生物量的從大到小的順序均為ck＞1‰＞2‰＞3‰＞4‰。經過方差分析，ck組全株生物量、地上生物量、地下生物量與1‰組之間的差異均不顯著（p＞0.05），與2‰、3‰、4‰組之間的差異均顯著（p＜0.05）。

圖3 幼苗苗高對比圖

圖4 幼苗根長對比圖

圖5 幼苗地徑大小對比圖

2.3 降香黃檀幼苗葉綠素相對含量與含水量對NaCl脅迫的響應

從圖7可看出，3‰組的葉綠素較高（40.45），4‰NaCl組的葉綠素較低（33.43），3‰組比4‰ NaCl組多出7.02，各組葉綠素從大到小的順序為：3‰＞1‰＞2‰＞ck＞4‰；經方差分析，ck組的葉綠素與各處理組之間的差異顯著（p＜0.05）。但1‰、2‰和3‰組之間的差異不顯著（p＞0.05），與4‰組都存在差異顯著（p＜0.05）。

圖6 幼苗生物量對比圖

圖7 幼苗葉綠素相對含量對比圖

從圖8可看出，4‰組的含水率較高（81.63%），ck組較低（71.42%），各組含水率從大到小的順序為：4‰＞3%‰NaCl＞2‰＞1‰。經過方差分析，ck組的含水率與1‰組之間的差異不顯著（p＞0.05），與2‰、3‰、4‰組之間的差異顯著（p＜0.05）。

圖8 幼苗含水率對比圖

2.4 NaCl脅迫對降香黃檀幼苗根瘤菌數(shù)量的影響

通過結果分析可得，圖9中ck組幼苗根瘤菌數(shù)量較高（19個），3‰、4‰較低（0個），ck組比3‰、4‰組均高19個，幼苗根瘤菌數(shù)量從大到小的順序均為：ck＞1‰＞2‰＞3‰＞4‰。經方差分析，ck組幼苗根瘤菌與1‰、2‰、3‰、4‰組之間的差異均為顯著（p＜0.05）。

圖9 幼苗根瘤菌數(shù)量對比圖

3 討論與結論

3.1 NaCl脅迫對降香黃檀種子萌發(fā)及幼苗成活的影響

種子能否順利萌發(fā)是影響植物繁衍及自然群落形成的重要因素［11］。有研究證實，在鹽脅迫的生境下，大多數(shù)植物種子的萌發(fā)率會下降、萌發(fā)時間會受到推遲和延長［12］。本試驗結果表明，降香黃檀種子的萌發(fā)率會隨著NaCl脅迫程度的增強而降低，萌發(fā)時間會隨著NaCl脅迫程度的增強而推遲，與多數(shù)學者的研究結果一致。方差分析結果表明，ck組種子萌發(fā)率與1‰組之間的差異不顯著，與2‰、3‰、4‰組之間的差異顯著；ck組萌發(fā)所用天數(shù)與1‰、2‰組之間的差異不顯著，與3‰、4‰之間組的差異顯著。說明降香黃檀種子的萌發(fā)率及萌發(fā)時間都會隨著NaCl脅迫程度的增強，其差異會越顯著，即NaCl脅迫程度增強，降香黃檀種子的萌發(fā)率會越低、萌發(fā)時間會越長，種子萌發(fā)會越困難。造成這種現(xiàn)象的原因一是種子內部滲透調節(jié)與離子效應共同作用的結果，即在高濃度的NaCl脅迫下，外界的滲透壓過高而阻礙種子對水分的吸收，造成種子缺水；二是導致種子內部產生離子毒害作用［12］。

經試驗末期的觀測，ck組成活率較高（100%）；而隨著鹽脅迫程度的增強幼苗成活率呈逐漸下降趨勢，ck＞1‰＞2‰＞3‰＞4‰，4‰組幼苗成活率較低（29%）。說明NaCl脅迫程度增強時幼苗的成活率會逐漸降低，當NaCl脅迫程度過高時，幼苗可能將無法保持正常的生長，出現(xiàn)全部死亡現(xiàn)象。

3.2 NaCl脅迫對降香黃檀幼苗生長量的影響

許多研究表明，植物幼苗在初期生長階段最容易受到環(huán)境脅迫的影響，尤其在鹽脅迫下，幼苗的生長會受到抑制作用［13－14］。本試驗結果表明，降香黃檀幼苗苗高、地徑大小、根長、葉面積、葉片數(shù)等生長量指標均會受到NaCl脅迫的影響，并且NaCl脅迫程度越強，此影響越大。ck組各項生長量指標均較高，4‰組均較低；此外，ck組幼苗的苗高、地徑大小、葉面積和葉片數(shù)的均隨著NaCl脅迫程度的增強而降低；方差分析結果表明，ck組幼苗的以上5項指標均隨著NaCl脅迫程度的增強，其差異越趨向于顯著。說明NaCl脅迫能夠對降香黃檀幼苗的生長起到一定的抑制作用，這與多數(shù)研究結論一致。具體表現(xiàn)為幼苗苗高降低、地徑縮小、根部生長受到抑制、葉片生長量減少、葉面積縮小［15］。此外，對幼苗生長觀測發(fā)現(xiàn)，隨著NaCl脅迫程度增加幼苗葉片會產生變厚、顏色變得深綠，且葉片趨于肉質化。這可能是由于在NaCl脅迫下，幼苗為了減少自身的蒸騰作用，保持體內水分，維持體內滲透壓平衡而產生的適應性生長［16］。

生物量變化是植物對鹽脅迫的綜合反應，是評估鹽脅迫程度和植物抗鹽能力的可靠指標［17］。本試驗結果表明，ck組幼苗全株生物量、地上生物量、地下生物量均較高，4‰組均為較低，ck組全株生物量為4‰組的2.95倍。而且降香黃檀幼苗的全株生物量、地上生物量、地下生物量隨著鹽脅迫程度的增強而下降；方差分析結果表明，ck組總生物量、地上生物量、地下生物量與1‰組之間的差異均不顯著，與2‰、3‰、4‰組之間的差異均顯著，說明NaCl脅迫會對幼苗生物量變化造成影響。

3.3 降香黃檀幼苗葉綠素相對含量與含水量對NaCl脅迫的響應

葉綠體是植物進行光合作用的主要場所，是反應植物光合能力的重要指標［18－19］。有研究表明，鹽脅迫能導致植物體內葉綠素相對含量下降［20－21］。本試驗結果表明，3‰組葉綠素相對含量較高，而4‰組較低，1‰、2‰、3‰組葉綠素的均高于ck組，而4‰組葉綠素卻低于ck組，這說明3‰可能是降香黃檀幼苗承受NaCl濃度的最大閾值。當超過該值時，細胞中Na＋和Cl－過度積累使得葉綠體內部的結構及成分產生改變，脅迫程度超出了幼苗體內的對NaCl自身調節(jié)能力，導致在4‰葉綠素相對含量明顯下降［22－23］。

幼苗體內含水率從高到低的順序為：4‰＞3‰＞2‰＞1‰＞ck，4‰組較高，ck組較低。方差分析結果表明，ck與1‰、2‰、3‰、4‰之間的差異顯著。造成這種現(xiàn)象的原因可能是，在NaCl脅迫下，幼苗體內Na＋和Cl－積累增多，幼苗需要大量吸水來維持自身滲透壓平衡而對鹽脅迫產生響應［22－23］。

3.4 NaCl脅迫對降香黃檀幼苗根瘤菌數(shù)量的影響

根瘤菌在與植物共生時，能起到固定空氣中的氮素為植物提供營養(yǎng)［24－25］。在根瘤菌的生長受到影響時，植物體內的許多生命活動也因此受到影響［24－25］。本試驗結果表明，降香黃檀幼苗根瘤菌的數(shù)量隨著NaCl脅迫程度的增強而下降，ck組較高（19個），3‰、4‰組較低（0個）；方差分析結果表明，ck組根瘤菌數(shù)量與1‰、2‰、3‰、4‰組之間的差異顯著。說明NaCl脅迫會對降香黃檀幼苗根瘤菌數(shù)量的生長產生嚴重的影響，且此影響會隨著NaCl脅迫程度增強而加強。

由于根瘤菌與植物為互利共生關系，所以根瘤菌的生長受到限制時，植物生長也會隨之受到影響。

總之，隨著NaCl脅迫程度的增強，降香黃檀種子萌發(fā)率逐漸下降。在NaCl濃度過高時，種子可能會出現(xiàn)停止萌發(fā)的現(xiàn)象；隨著NaCl脅迫程度的增強，對降香黃檀幼苗的生長產生抑制作用會越強，幼苗的生長會逐漸緩慢。此外，NaCl濃度過高時，幼苗可能將無法進行正常的生命活動。因此，鹽脅迫對降香黃檀生長具有鹽害作用，同時引發(fā)了對解決鹽脅迫影響植物生長的思考。在目前環(huán)境污染嚴重，土地鹽堿化、鹽漬化問題越來越突出、土壤安全問題日益凸顯的情況下，探討鹽脅迫對植物生長的研究有著重要意義。

［1］翁錦周，林江波，林加耕，等.鹽脅迫對桉樹幼苗的生長及葉綠素含量的影響［J］.熱帶作物學報，2007（4）：15－20.

［2］斯琴巴特爾，吳紅英.鹽脅迫對玉米種子萌發(fā)及幼苗生長的影響［J］.干旱區(qū)資源與環(huán)境，2000（4）：77－81.

［3］曾濺輝，賈永瑞，王建中，等.中國土地鹽漬化沼澤化的分布特點及發(fā)展演變趨勢［J］.中國地質災害與防治學報，1993（4）：9－15，20.

［4］李自珍，李維德，石洪華，等.生態(tài)風險灰色評價模型及其在綠洲鹽漬化農田生態(tài)系統(tǒng)中的應用［J］.中國沙漠，2002（6）：95－100.

［5］鄭良永，曹啟民，夏煒林，等.海南島黃流鎮(zhèn)土壤鹽漬化的成因與改良措施初探［J］.熱帶農業(yè)科學，2005（3）：26－30.

［6］丁光偉，趙存興.黃土高原地區(qū)土地鹽漬化的防治［J］.干旱區(qū)資源與環(huán)境，1991（4）：49－60.

［7］中國樹木志編委會主編.中國主要造林樹種（第四版）［M］.北京：中國林業(yè)出版社，1993：646－650.

［8］蔡金清.降香黃檀栽培技術與引種試驗初報［J］.林業(yè)建設，2006（4）：8－9.

［9］吳國欣，王凌暉，俞建妹，等.降香黃檀幼苗年生長節(jié)律研究［J］.浙江林業(yè)科技，2010（3）：56－60.

［10］趙天宏，劉軼鷗，王巖，等.O3濃度升高和 UV－B輻射增強對大豆葉片葉綠素相對含量和活性氧代謝的影響［J］.應用生態(tài)學報，2013（5）：1 277－1 283.

［11］閆留華，陳敏，王寶山.NaCl脅迫對2種表型鹽地堿蓬種子萌發(fā)的滲透效應和離子效應研究［J］.西北植物學報，2008（4）：4 718－4 723.

［12］尤佳，王文瑞，盧金，等.鹽脅迫對鹽生植物黃花補血草種子萌發(fā)和幼苗生長的影響［J］.生態(tài)學報，2012（12）：3 825－3 833.

［13］魯乃增，周禮彬，軒正英.NaCl脅迫對甜瓜種子萌發(fā)和幼苗生長的影響［J］.河北農業(yè)科學，2011（11）：17－20.

［14］王廣印，周秀梅，張建偉，等.不同黃瓜品種種子萌發(fā)期的耐鹽性研究［J］.植物遺傳資源學報，2004（3）：299－303.

［15］韓志平，郭世榮，馮吉慶，等.鹽脅迫對西瓜幼苗生長、葉片光合色素和脯氨酸含量的影響［J］.南京農業(yè)大學學報，2008（2）：32－36.

［16］韋百陽，徐小靜.植物表皮蠟質參與干旱脅迫的反應機制［J］.生物技術通報，2015（8）：1－8.

［17］張麗，徐志然，胡曉輝，等.葉面噴施亞精胺對鹽堿脅迫下番茄幼苗生長及其葉綠素合成前體含量的影響［J］.西北植物學報，2015（1）：125－130.

［18］秦景，董雯怡，賀康寧，等.鹽脅迫對沙棘幼苗生長與光合生理特征的影響［J］.生態(tài)環(huán)境學報，2009（3）：1 031－1 036.

［19］劉家棟，翟興禮，王東平.植物抗鹽機理的研究［J］.農業(yè)與技術，2001（1）：26－29.

［20］惠紅霞，許興，李前榮.NaCl脅迫對枸杞葉片甜菜堿、葉綠素熒光及葉綠素相對含量的影響［J］.干旱地區(qū)農業(yè)研究，2004（3）：109－114.

［21］刁豐秋，章文華，劉友良.鹽脅迫對大麥葉片類囊體膜脂組成和功能的影響［J］.植物生理學報，1997，23（2）：105－110.

［22］鄧林，陳少良.ATPase與植物抗鹽性［J］.植物學通報，2005（S 1）：11－21.

［23］許祥明，葉和春，李國鳳.植物抗鹽機理的研究進展［J］.應用與環(huán)境生物學報，2000（4）：379－387.

［24］陳文峰，陳文新.我國豆科植物根瘤菌資源多樣性及應用基礎研究［J］.生物學通報，2003（7）：1－4.

［25］陳文新，汪恩濤，陳文峰.根瘤菌－豆科植物共生多樣性與地理環(huán)境的關系［J］.中國農業(yè)科學，2004（1）：81－86.