李　強(qiáng)，王秀萍，劉雅輝，魯雪林，張國(guó)新（河北省農(nóng)林科學(xué)院濱海農(nóng)業(yè)研究所，河北　唐?！?63200）

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微咸水灌溉對(duì)油葵生長(zhǎng)和生理生化特性的影響

李強(qiáng)，王秀萍*，劉雅輝，魯雪林，張國(guó)新
（河北省農(nóng)林科學(xué)院濱海農(nóng)業(yè)研究所，河北唐海063200）

摘要：以油葵品種美國(guó)超級(jí)矮大盤(pán)為試驗(yàn)材料，灌溉咸水礦化度設(shè)2、4、6、8、10、12、14和16 g/L計(jì)8個(gè)水平，以淡水灌溉為對(duì)照，研究了不同礦化度咸水灌溉下油葵生長(zhǎng)和葉片生理生化特性的變化，以確定適宜油葵生長(zhǎng)的咸水礦化度范圍，為制訂濱海咸水區(qū)油葵栽培管理技術(shù)提供科學(xué)依據(jù)。結(jié)果表明：微咸水灌溉處理的油葵生長(zhǎng)指標(biāo)（株高、葉數(shù)和花盤(pán)直徑）和葉綠素含量均約CK，且指標(biāo)值均隨灌溉水礦化度的增加而逐漸降低。其中，灌溉水礦化度2～6 g/L處理的植株株高和花盤(pán)直徑，灌溉水礦化度2～10 g/L處理的油葵葉數(shù)，以及灌溉水礦化度2～14 g/L處理的油葵葉綠素含量與CK差異均不顯著。微咸水灌溉處理的油葵葉片質(zhì)膜相對(duì)透性、MDA含量和Pro含量均躍CK，其中，油葵葉片質(zhì)膜相對(duì)透性增大和脯氨酸等滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量升高有利于提高油葵植株的抗逆性，但礦化度超過(guò)6 g/L咸水灌溉的油葵葉片質(zhì)膜相對(duì)透性和礦化度超過(guò)10 g/L咸水澆灌的油葵葉片MDA含量顯著躍CK，油葵細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能遭到破壞，油葵葉片膜脂過(guò)氧化嚴(yán)重，從而影響油葵葉片的正常生理生化反應(yīng)。綜上所述，油葵耐鹽性較強(qiáng)，礦化度臆6 g/L的灌溉水對(duì)油葵生長(zhǎng)和生理生化特性影響較小。因此，可以在地下水礦化度低于6 g/L的區(qū)域種植油葵，或使用礦化度低于6 g/L的微咸水灌溉油葵。

關(guān)鍵詞：微咸水；油葵；生長(zhǎng)；生理生化特性

鹽脅迫是嚴(yán)重影響植物生長(zhǎng)、導(dǎo)致作物減產(chǎn)的主要非生物因子之一[1]。鹽脅迫對(duì)植物造成的危害主要包括離子脅迫和滲透脅迫以及由二者所引起的生長(zhǎng)抑制和氧化脅迫[2，3]。植物受鹽脅迫時(shí)，體內(nèi)會(huì)產(chǎn)生大量的活性氧[4]，包括超氧陰離子、羥基自由基和過(guò)氧化氫。這些活性氧通過(guò)對(duì)脂類(lèi)、蛋白質(zhì)和核酸的氧化損傷而引起植物體內(nèi)代謝紊亂，使植物生長(zhǎng)和發(fā)育受到抑制[5]。植物在長(zhǎng)期進(jìn)化過(guò)程中形成了酶促和非酶促兩大保護(hù)系統(tǒng)，賦予植物體清除活性氧的能力，從而表現(xiàn)出對(duì)氧化脅迫的抗性。

淡水資源匱乏是世界性問(wèn)題，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境均構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。中國(guó)微咸水資源分布廣泛，合理開(kāi)發(fā)利用微咸水資源已成為微咸水分布地區(qū)解決水資源短缺的一條有效途徑。國(guó)內(nèi)外大量研究和實(shí)踐證明，只要采取適當(dāng)措施，以可持續(xù)利用為指導(dǎo)準(zhǔn)則，完全可以利用咸水和微咸水灌溉作物，達(dá)到作物抗旱增產(chǎn)的目的[6～12]。油葵是一種耐旱、耐鹽堿、耐瘠薄且有較高經(jīng)濟(jì)價(jià)值的油料作物，為中國(guó)四大油料作物之一，有著廣泛的種植面積。前人對(duì)油葵的耐鹽性進(jìn)行了大量研究，但多數(shù)研究主要集中于不同鹽漬化程度土壤對(duì)油葵生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量特征的影響[13～15]，尚缺乏關(guān)于微咸水灌溉對(duì)油葵生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程及產(chǎn)量影響的相關(guān)研究。因此，在微咸水廣泛分布地區(qū)，研究并制定合理的油葵微咸水灌溉制度具有重要意義。

采用8種不同礦化度的咸水對(duì)油葵進(jìn)行灌溉，測(cè)定微咸水脅迫下油葵的生長(zhǎng)情況和生理生化指標(biāo)的變化，探明油葵的耐鹽機(jī)理和對(duì)灌溉水礦化度的適宜范圍，可為淡水資源缺乏的鹽堿土地區(qū)油葵高產(chǎn)栽培提供技術(shù)支持。

1　材料與方法

試驗(yàn)在河北省農(nóng)林科學(xué)院濱海農(nóng)業(yè)研究所現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化基地進(jìn)行。

參試油葵品種為美國(guó)超級(jí)矮大盤(pán)。試驗(yàn)采用盆栽方式進(jìn)行，所用花盆為陶瓷花盆，直徑30 cm，深30 cm。咸水由抽取的當(dāng)?shù)叵趟趟ǖV化度28 g/L）與深層淡水按一定配比配制而成。盆栽土壤取自鹽堿度低的實(shí)驗(yàn)基地表層0～20 cm土壤，均勻混合，風(fēng)干、碾壓、過(guò)篩孔徑（2 mm）后，以容重1.30 g/cm3分層裝入花盆。

每盆播種油葵種子20粒，播種深度為3～4 cm。苗期定苗3～4株/盆。試驗(yàn)灌溉水礦化度設(shè)2、4、6、8、10、12、14和16 g/L計(jì)8個(gè)處理，以淡水澆灌為對(duì)照。3次重復(fù)。底墑水灌水時(shí)間為2014年6月20日，之后視土壤墑情共計(jì)灌水2次，每次灌水量均為200 mL/盆。

2013年10月9日，每盆選取長(zhǎng)勢(shì)較好的植株1株，測(cè)量株高、葉數(shù)和花盤(pán)直徑。隨機(jī)選取各處理油葵頂尖葉片若干，迅速用去離子水沖洗干凈后，用吸水紙吸干表面水分，分別稱(chēng)取葉片0.5 g，測(cè)量各生理生化指標(biāo)。參照《植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)》[16]，采用分光光度計(jì)法測(cè)定葉綠素（Chlorophyll）含量，采用茚三酮比色法測(cè)定脯氨酸（Pro）含量；參照《植物生理生化實(shí)驗(yàn)原理與技術(shù)》[17]，采用電導(dǎo)儀法測(cè)定質(zhì)膜相對(duì)透性，采用硫代巴比妥酸顯色法測(cè)定丙二醛含量（MDA）。

利用Excel 2003和DPSv 8.01版軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和處理。

2　結(jié)果與分析

2.1微咸水灌溉對(duì)油葵生長(zhǎng)的影響

2.1.1微咸水灌溉對(duì)油葵株高的影響微咸水灌溉處理的油葵株高均約CK，且隨著灌溉水礦化度的增加，油葵株高呈現(xiàn)平緩的降低趨勢(shì)（表1）。其中，灌溉水礦化度2～6 g/L處理的?？旮卟町惒伙@著，且與CK差異也均不顯著；礦化度逸8 g/L處理的株高差異均不顯著，但與CK差異均達(dá)到了顯著水平。表明微咸水灌溉可導(dǎo)致油葵株高降低，其中用礦化度2～6 g/L的微咸水灌溉對(duì)油葵株高影響不明顯，但灌溉水礦化度高于6 g/L時(shí)油葵株高會(huì)顯著降低。

2.1.2微咸水灌溉對(duì)油葵葉數(shù)的影響微咸水灌溉處理的油葵葉數(shù)均約CK，且隨著灌溉水礦化度的增加，油葵葉數(shù)呈現(xiàn)平緩的降低趨勢(shì)，但微咸水灌溉處理的油葵葉數(shù)差異均不顯著。其中，灌溉水礦化度2～10 g/L處理的油葵葉數(shù)與CK差異均不顯著，而礦化度逸12g/L處理的葉數(shù)與CK差異達(dá)到了顯著水平。表明微咸水灌溉可導(dǎo)致油葵葉數(shù)減少，其中用礦化度2～10 g/L的微咸水灌溉對(duì)油葵葉數(shù)影響不明顯，但灌溉水礦化度高于10 g/L時(shí)油葵葉片數(shù)會(huì)顯著減少。

2.1.3微咸水灌溉對(duì)油葵花盤(pán)直徑的影響微咸水灌溉處理的油葵花盤(pán)直徑均約CK，且隨著灌溉水礦化度的增加，油葵花盤(pán)直徑呈現(xiàn)平緩的降低趨勢(shì)。其中，灌溉水礦化度2～6 g/L處理的油葵花盤(pán)直徑差異均不顯著，且與CK差異也均不顯著；礦化度逸8 g/L處理的花盤(pán)直徑差異不顯著，但與CK差異均達(dá)到了顯著水平。表明微咸水灌溉可導(dǎo)致油葵花盤(pán)直徑減小，其中用礦化度2～6 g/L的微咸水灌溉對(duì)油葵花盤(pán)直徑影響不明顯，但灌溉水礦化度高于6 g/L時(shí)油葵花盤(pán)直徑會(huì)顯著減小。

表1　不同礦化度咸水灌溉的油葵生長(zhǎng)指標(biāo)Table 1 Effect of different salinity on growth index of sunflower

2.2微咸水灌溉對(duì)油葵生理生化特性的影響

2.2.1微咸水灌溉對(duì)油葵質(zhì)膜相對(duì)透性的影響微咸水灌溉處理的油葵質(zhì)膜相對(duì)透性均躍CK，且隨著灌溉水礦化度的增加，油葵質(zhì)膜相對(duì)透性呈現(xiàn)逐漸增大的趨勢(shì)（表2）。其中，灌溉水礦化度2～6 g/L處理的油葵質(zhì)膜相對(duì)透性差異均不顯著，且與CK差異也均不顯著；礦化度逸8 g/L處理的質(zhì)膜相對(duì)透性差異不顯著，但與CK差異均達(dá)到了顯著水平。表明微咸水灌溉可導(dǎo)致油葵質(zhì)膜相對(duì)透性增大，其中用礦化度2～6 g/L的微咸水灌溉對(duì)油葵質(zhì)膜透性影響不明顯，有利于促進(jìn)質(zhì)膜內(nèi)外滲透壓的平衡，從而提高油葵的抗逆性；但當(dāng)灌溉水礦化度超過(guò)6 g/L時(shí)會(huì)對(duì)油葵細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能產(chǎn)生較大影響，從而影響油葵生長(zhǎng)。

2.2.2微咸水灌溉對(duì)油葵MDA含量的影響微咸水灌溉處理的油葵MDA含量均躍CK，且隨著灌溉水礦化度的增加，油葵MDA含量呈現(xiàn)逐漸增大的趨勢(shì)。其中，灌溉水礦化度2～10 g/L處理的油葵MDA含量差異均不顯著，且與CK差異也均不顯著；礦化度逸12 g/L不同處理的MDA含量差異顯著，且與CK差異也均達(dá)到了顯著水平。表明咸水灌溉可引起油葵MDA含量增大，其中用礦化度2～10 g/L的微咸水灌溉對(duì)油葵MDA含量影響不明顯，細(xì)胞受脅迫嚴(yán)重程度較輕，對(duì)油葵生長(zhǎng)影響較小；但灌溉水礦化度超過(guò)10 g/L時(shí)會(huì)使油葵MDA含量顯著升高，膜脂過(guò)氧化嚴(yán)重，從而影響一系列生理生化反應(yīng)的正常進(jìn)行。

2.2.3微咸水灌溉對(duì)油葵Pro含量的影響微咸水灌溉處理的油葵葉片Pro含量均躍CK，且隨著灌溉水礦化度的增加，油葵葉片Pro含量呈現(xiàn)逐漸增大的趨勢(shì)。其中，灌溉水礦化度2～6 g/L處理的油葵葉片Pro含量差異均不顯著，且與CK差異也均不顯著；礦化度逸8 g/L處理的葉片Pro含量差異不顯著，但與CK差異均達(dá)到了顯著水平。表明微咸水灌溉可導(dǎo)致油葵葉片Pro含量增大，有利于達(dá)到質(zhì)膜內(nèi)外滲透壓的平衡，增強(qiáng)油葵的抗逆性，其中用礦化度2～6 g/L微咸水灌溉對(duì)油葵葉片Pro含量影響不明顯；但灌溉水礦化度超過(guò)6 g/L時(shí)會(huì)使油葵葉片的Pro含量顯著升高，油葵抗逆性增強(qiáng)。

2.2.4微咸水灌溉對(duì)油葵葉綠素含量的影響微咸水灌溉處理的油葵葉片葉綠素含量均約CK，且隨著灌溉水礦化度的增加，油葵葉綠素含量呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢(shì)。其中，灌溉水礦化度2～14 g/L處理的油葵葉綠素含量差異均不顯著，且與CK差異也均不顯著；礦化度16 g/L處理的油葵葉片葉綠素含量與CK差異達(dá)到了顯著水平。表明微咸水灌溉可導(dǎo)致油葵葉綠素含量降低，光合能力下降，其中用礦化度2～14 g/L微咸水灌溉的油葵葉片光合能力影響不明顯；但灌溉水礦化度高于14 g/L時(shí)會(huì)使油葵葉片的葉綠素含量顯著降低，光合能力明顯下降甚至失去光合能力。

表2　不同礦化度咸水灌溉的油葵生理生化特性Table 2 Effect of different salinity on the physiological and biochemical characteristics of sunflower

3　結(jié)論與討論

在咸水脅迫下，油葵的葉片質(zhì)膜相對(duì)透性增大，脯氨酸等滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量升高，油葵的抗逆性增強(qiáng)。因此，油葵是較耐鹽的植物。隨著灌溉水礦化度的增加，油葵的株高、葉數(shù)和花盤(pán)直徑等生長(zhǎng)指標(biāo)呈現(xiàn)不同程度的下降趨勢(shì)，油葵生長(zhǎng)受到抑制，但用礦化度為2～6 g/L的微咸水灌溉對(duì)油葵生長(zhǎng)影響較小，但灌溉水礦化度高于6 g/L時(shí)則會(huì)顯著抑制油葵生長(zhǎng)。微咸水灌溉導(dǎo)致油葵質(zhì)膜相對(duì)透性增大，用礦化度2～6 g/L的微咸水灌溉時(shí)油葵質(zhì)膜透性變化比較緩和，有利于提高油葵的抗逆性；但灌溉水礦化度超過(guò)6 g/L時(shí)會(huì)對(duì)油葵細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能產(chǎn)生較大影響，從而影響油葵生長(zhǎng)。丙二醛是膜脂過(guò)氧化的終產(chǎn)物之一，其含量高低可以作為考察細(xì)胞受到脅迫嚴(yán)重程度的指標(biāo)。用礦化度2～10 g/L的微咸水灌溉，油葵細(xì)胞受脅迫程度較輕，對(duì)油葵生長(zhǎng)影響較小；但灌溉水礦化度超過(guò)10g/L時(shí)會(huì)使油葵葉片膜脂過(guò)氧化嚴(yán)重，從而影響一系列生理生化反應(yīng)的正常進(jìn)行。油葵在咸水脅迫下，葉綠素含量降低，光合能力下降，其中用礦化度2～14 g/L的微咸水灌溉對(duì)油葵光合能力影響不大，但灌溉水礦化度高于14 g/L時(shí)會(huì)使油葵葉片光合能力顯著下降，甚至失去光合能力。

綜上所述，微咸水灌溉可以提高油葵的抗逆性，其中，用礦化度臆6 g/L的微咸水灌溉對(duì)油葵生長(zhǎng)和生理生化特性影響較小；用礦化度躍6 g/L的微咸水澆灌會(huì)嚴(yán)重抑制油葵生長(zhǎng)，破壞油葵葉片質(zhì)膜結(jié)構(gòu)，降低葉片的光合能力。

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Effect of Micro-salinity on the Growth and the Physiological and Biochemical Characteristics of Sunflower

LI Qiang，WANG Xiu-ping*，LIU Ya-hui，LU Xue-lin，ZHANG Guo-xin
（Coastal Agricultural Research Institute，Hebei Academy of Agriculture and Forestry Sciences，Tanghai 063200，China）

Abstract：8 different salinity of irrigation water（2，4，6，8，10，12，14 and 16 g/L）was conducted to study the on the effect of different salinity on growth and physiological and biochemical characteristics of sunflower taking fresh water irrigation as the control to determine the suitable salinity range for the growth of sunflower and provide scientific basis for the development of the cultivation and management techniques of sunflower in coastal saline area. The results showed that the growth index and chlorophyll content of sunflower under different salinity were all lower than that of CK，which were gradually decreased with in-creasing salinity of irrigation water.The plant height and disk diameter in the salinity of 2-6 g/L，the number of leaves in the salinity of 2-10 g/L，chlorophyll content in the salinity of 2-14 g/L had no sig-nificant differences with that of CK. Relative permeability of leaf plasma membrane，MDA content and proline content under different salinity were all higher than that of CK，the increasing of relative perme-ability of leaf plasma membrane and the rising of osmotic adjustment substance content were advanta-geous to improve the resistance of sunflower plants. The relative permeability of leaf plasma membrane in the salinity of over 6 g/L and MDA content in the salinity of over 10 g/L were all significantly greater than CK. The salt tolerance of sunflower was strong，the effect of salinity of less than or equal to 6 g/L on growth and physiological andbiochemical characteristics of sunflower was smaller. Therefore，sunflower could planted in the regions of the groundwater salinity below 6 g/L.

Key words：Micro-Salinity water；Sunflower；Growth；Physiological and biochemical characteristics

中圖分類(lèi)號(hào)：S565.5

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1008-1631（2016）01-0030-04

收稿日期：2015-03-05

基金項(xiàng)目：河北省財(cái)政專(zhuān)項(xiàng)（F14C16004）；河北省財(cái)政項(xiàng)目（2014055616 - 2）

作者簡(jiǎn)介：李強(qiáng)（1985-），男，河北唐山人，研究實(shí)習(xí)員，碩士，主要從事植物抗逆生理研究。Tel：0315-8723269；E-mail：leeqiang2008@126.com。

通訊作者：王秀萍（1966-），女，河北藁城人，研究員，主要從事鹽堿土資源高效利用研究。Tel：0315-8723260；E-mail：bhswxp@163.com。