夏凱麗 ,楊靜慧 ,李 珍 ,李 雕 ,周 強(qiáng) ,王 興
(1.天津農(nóng)學(xué)院 園藝園林學(xué)院,天津 300384;2.天津市公路直屬處,天津 300384)
天津市位于渤海之濱,海河流域最下游[1],鹽漬化土地面積高達(dá)7 800 km2, 約占天津市總土地面積 65.8%[2],主要分布在渤海灣的濱海淤泥質(zhì)灘涂地區(qū),包括濱海新區(qū)、寧河、東麗、津南及靜海南部等地[3]。
鹽堿地由于土壤內(nèi)大量的鹽分積累,會(huì)引起植物的生理干旱,傷害植物組織、影響植物吸收營(yíng)養(yǎng)、影響植物的生長(zhǎng)和發(fā)育等[4]。
目前,有關(guān)植物耐鹽堿的研究多集中于耐鹽堿種質(zhì)及資源的篩選[5-6]、耐鹽堿機(jī)理[7-8]、耐鹽堿性分析[9-10]等,而有關(guān)植物耐鹽堿指標(biāo)的篩選卻很少。
本研究測(cè)定了8種北美海棠生長(zhǎng)和生理指標(biāo),并用各指標(biāo)的隸屬函數(shù)值與其平均隸屬函數(shù)值做了相關(guān)性分析,旨在篩選出衡量耐鹽堿的指標(biāo),以期為北美海棠在鹽堿地區(qū)的推廣應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。
試驗(yàn)地位于天津市遠(yuǎn)大園林苗圃,土壤為粘壤土,pH值為8.02,含鹽量為0.32%,屬于輕度鹽堿土,土壤肥力中等。
供試苗木定植株行距一致,均為2 m×4 m,常規(guī)管理,管理方法統(tǒng)一,早春發(fā)芽前施肥、澆水1次,施肥以氮肥為主,秋季追肥1次,以磷鉀肥為主,冬季來(lái)臨前灌凍水。
供試的北美海棠品種為冬紅、舞美、亞當(dāng)、喜洋洋、絢麗、凱爾斯、王族、紅寶石,均由天津市遠(yuǎn)大園林苗圃提供。
在苗圃中選擇生長(zhǎng)一致的區(qū)域?yàn)闃拥?,樣地面積為20 m×20 m,6個(gè)樣地。每個(gè)樣地中按對(duì)角線(xiàn)五點(diǎn)取樣法,選5株生長(zhǎng)良好的植株取樣,共30株。6個(gè)樣地中隨機(jī)選2個(gè)樣地,即從10株樣樹(shù)上采集葉片,選第1~4主枝中部枝條上的成熟葉片為樣葉,每株選3枝,每個(gè)枝條上取5片成熟葉片,用于生理指標(biāo)的測(cè)定。
1.3.1 生長(zhǎng)指標(biāo)的測(cè)定方法
(1)基徑、胸徑:采用測(cè)樹(shù)鋼圍尺進(jìn)行測(cè)量,基徑的基準(zhǔn)點(diǎn)為植株地面基部,胸徑的基準(zhǔn)點(diǎn)為植株距地面1.2 m處。
(2)冠幅:采用十字交叉法進(jìn)行測(cè)量,用普通卷尺分別測(cè)出植株南北與東西方向的寬度,兩者平均即為植株冠幅。
(3)株高:用測(cè)高儀測(cè)量。
(4)年輪:用C0400 型年輪儀(即生長(zhǎng)錐)在距地面20 cm高度同一方向向植株的樹(shù)芯鉆取年輪,再用游標(biāo)卡尺由樹(shù)芯向外測(cè)定每年的年輪生長(zhǎng)量。
(5)一年生枝生長(zhǎng)量:于2016年11月下旬,植株停止生長(zhǎng)后,選取植株中部、外側(cè)的枝條用普通卷尺量取其一年生枝的生長(zhǎng)量,分別從植株的東、南、西、北4個(gè)方位測(cè)定。每個(gè)品種測(cè)量10個(gè)樣樹(shù)。一年生的枝數(shù)為每個(gè)二年生枝上的一年生枝的數(shù)量。
(6)葉片數(shù)量:為一年生枝上的葉片數(shù)量。
1.3.2 生理生化指標(biāo)的測(cè)定方法 可溶性蛋白,用考馬斯亮藍(lán)G-250染色比色法測(cè)定[11];可溶性糖,用硫酸-蒽酮試劑法測(cè)定[12];游離脯氨酸,用茚三酮試劑法測(cè)定[13];POD(過(guò)氧化物酶),用愈創(chuàng)木酚試劑比色法測(cè)定[14];丙二醛,用硫代巴比妥酸試劑法測(cè)定[14];膜透性,用電解質(zhì)滲透法測(cè)定[15]。測(cè)膜透性時(shí),先用0,2%,4%,6%,8%,10% 6個(gè)梯度的NaCl溶液浸泡不同北美海棠葉片30 min。處理后用電解質(zhì)滲透法測(cè)量不同濃度下北美海棠葉片的膜透性,每個(gè)處理3次重復(fù)。
試驗(yàn)數(shù)據(jù)用Excel 2007進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,用各指標(biāo)的隸屬函數(shù)值進(jìn)行各生長(zhǎng)指標(biāo)的相關(guān)性分析,用SPSS 20.0進(jìn)行方差顯著性分析。
隸屬函數(shù)計(jì)算公式:
其中 Xij 表示 i 種類(lèi) j 指標(biāo)的彩葉植物不同指標(biāo)變化隸屬函數(shù)值。Xmax 和 Xmin 分別表示彩葉植物各種類(lèi)指標(biāo)的最大和最小測(cè)定值,如果不同種類(lèi)北美海棠各變化指標(biāo)測(cè)定值與彩葉植物的耐鹽性呈正相關(guān)用 A 式,反之用 B 式。n 表示不同彩葉植物測(cè)定某一指標(biāo)數(shù)的總和。
由圖1可以看出,各項(xiàng)生長(zhǎng)指標(biāo)與綜合隸屬函數(shù)值相關(guān)性較好的是胸徑、株高、冠幅、一年生枝數(shù),相關(guān)系數(shù)分別為0.750,0.761,0.752和0.691;而葉片數(shù)、一年生枝長(zhǎng)與綜合隸屬函數(shù)值相關(guān)性不好。所以,植物耐鹽性的生長(zhǎng)狀態(tài)可以用胸徑、株高、冠幅、一年生枝數(shù)等指標(biāo)進(jìn)行衡量。
圖1 鹽堿土8個(gè)北美海棠品種生長(zhǎng)指標(biāo)的相關(guān)性
由圖2可以看出,可溶性糖、游離脯氨酸、膜傷害率和生理綜合隸屬函數(shù)值相關(guān)性較大,相關(guān)系數(shù)分別為0.829,0.680和0.602。POD酶活性、丙二醛、可溶性蛋白和綜合隸屬值相關(guān)性最小。所以,植物耐鹽性的生理指標(biāo)可以用可溶性糖、游離脯氨酸、膜傷害率進(jìn)行衡量。
圖2 鹽堿土8個(gè)北美海棠品種生理生化指標(biāo)的相關(guān)性
本試驗(yàn)結(jié)果顯示,北美海棠耐鹽堿生長(zhǎng)指標(biāo)中的胸徑、株高、冠幅、一年生枝數(shù)與各生長(zhǎng)指標(biāo)的平均隸屬函數(shù)值相關(guān)性較好,而葉片數(shù)和一年生枝長(zhǎng)等指標(biāo)相關(guān)性較低。原因可能是試驗(yàn)地土壤為輕度鹽堿土,不足以引起葉片數(shù)和一年生枝長(zhǎng)的大幅度波動(dòng)[16];也可能是影響這2個(gè)指標(biāo)的因素較多,結(jié)果一致性相差導(dǎo)致的相關(guān)性差。
北美海棠耐鹽堿生理指標(biāo)中的可溶性糖、游離脯氨酸、膜透性與各生理指標(biāo)的平均隸屬函數(shù)值相關(guān)性較好,可以用來(lái)衡量北美海棠耐鹽堿性。但是,POD酶活性、丙二醛和可溶性蛋白含量相關(guān)性較低,可能是因?yàn)镻OD酶活性的變化是先增強(qiáng)后減弱,不是直線(xiàn)型變化。因此,相關(guān)性較差;而游離脯氨酸含量、膜透性等指標(biāo)則是一直增大,為直線(xiàn)型變化,因此,相關(guān)性好。
一些研究認(rèn)為耐鹽性指標(biāo)中丙二醛和可溶性蛋白的相關(guān)數(shù)據(jù)不具有代表性[17-18],和本研究的結(jié)果一致。
因此,在輕度鹽堿地上,就生長(zhǎng)指標(biāo)而言,可用胸徑、株高、冠幅、一年生枝數(shù)等指標(biāo)來(lái)衡量北美海棠耐鹽堿性;就生理指標(biāo)而言,可用可溶性糖、游離脯氨酸、膜透性進(jìn)行衡量。