李 蕾,陳興玲,紀(jì)玉和,張海軍,朱惠軍
(長(zhǎng)春市林業(yè)科學(xué)研究院,吉林 長(zhǎng)春 130117)
在我國(guó)東北地區(qū),槭樹科鄉(xiāng)土樹種秋季葉片色彩鮮艷,是東北秋色森林景觀的主要彩色樹種。據(jù)統(tǒng)計(jì),吉林省自然分布的槭樹科樹種多達(dá)11種,分布于東、中部山區(qū),部分樹種被人工培育并應(yīng)用于城鄉(xiāng)綠化、美化中。吉林省西部存在大面積蘇打鹽堿土,嚴(yán)重制約了該地區(qū)城鄉(xiāng)綠化樹種特別是彩色樹種的使用空間,為探討槭樹科樹種對(duì)蘇打鹽堿土的適應(yīng)能力,我們模擬西部地區(qū)蘇打鹽堿土成分對(duì)槭樹科的三個(gè)種(色木槭AcermonoMaxim.、白牛槭A.mandshuricumMaxim.、擰筋槭A.triflorumKom.)進(jìn)行鹽堿脅迫試驗(yàn),旨在為吉林省西部蘇打鹽堿土區(qū)域引種栽培槭樹科樹種提供科學(xué)依據(jù)。
試驗(yàn)材料為色木槭、白牛槭、擰筋槭三個(gè)樹種2~3年生營(yíng)養(yǎng)缽苗,于4—5月在溫室常規(guī)水肥管理?xiàng)l件下進(jìn)行培養(yǎng)。6—7月,在三個(gè)樹種中分別挑選生長(zhǎng)一致的小苗,進(jìn)行鹽堿脅迫試驗(yàn)。試驗(yàn)分3個(gè)處理,即對(duì)照、中鹽脅迫、高鹽脅迫(見表1),每個(gè)處理參試樣株50株,設(shè)3次重復(fù)。脅迫持續(xù)30 d,脅迫組每5 d每株澆不同濃度的鹽水500 mL,對(duì)照澆500 mL水。從脅迫開始第一天,隨后每隔10 d進(jìn)行取樣,測(cè)定4個(gè)時(shí)期植株葉片相對(duì)含水率、丙二醛含量、可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)等生理指標(biāo),同時(shí)測(cè)定4個(gè)時(shí)期土壤pH及試驗(yàn)結(jié)束時(shí)植株生物量,即進(jìn)行植株鮮、干重測(cè)定[1,2]。
表1 不同處理各種鹽的含量
1.2.1 土壤pH測(cè)定
稱取10 g通過1 mm篩孔的風(fēng)干土樣,置于25 mL燒杯中,加蒸餾水10 mL混勻,靜置30 min,用校正過的pH計(jì)測(cè)定懸液的pH[1,2]。
1.2.2 葉片相對(duì)含水率測(cè)定
葉片相對(duì)含水率計(jì)算公式如下[3,4]:
相對(duì)含水率=(鮮重-干重)/鮮重×100 %。
1.2.3 生物量測(cè)定
鹽堿脅迫30 d后進(jìn)行生物量的測(cè)定,以干重表示生物量,根冠比按根干重/冠干重計(jì)算[3,4]。
1.2.4 可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)測(cè)定
采用蒽酮比色法進(jìn)行可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)測(cè)定[3,4]。
1.2.5 丙二醛(MDA)含量測(cè)定
采用0.6 %硫代巴比妥酸溶液(TBA)顯色法測(cè)定丙二醛(MDA)含量[3,4]。
從表2可以看出,鹽堿脅迫期間,土壤pH與處理時(shí)間呈正相關(guān)。高鹽處理中,在處理10 d后土壤pH達(dá)到飽和(10.31),之后的20 d里pH呈小幅下降趨勢(shì)。而中鹽處理中,在處理的第10 d、20 d、30 d,土壤pH分別為9.67、10.13、10.23,呈現(xiàn)一個(gè)正相關(guān)的趨勢(shì),在脅迫結(jié)束時(shí)達(dá)到10.23,與高鹽處理的同期pH接近。脅迫期間對(duì)照的pH基本保持在7.75左右,相對(duì)穩(wěn)定。
表2 鹽堿處理期間土壤pH的變化
試驗(yàn)中,用生物量的積累來表示幼苗的生長(zhǎng)情況,與對(duì)照相比,干物質(zhì)積累下降顯著說明生長(zhǎng)受影響嚴(yán)重,反之受影響較少。從表3可以看出,中鹽處理,擰筋槭生長(zhǎng)受抑制最小,耐鹽堿能力明顯好于色木槭和白牛槭;高鹽處理,擰筋槭仍表現(xiàn)出一定的耐鹽堿性,生長(zhǎng)受抑制相對(duì)較小,而色木槭和白牛槭耐鹽堿性較弱。
表3 鹽堿處理下3種槭樹的生長(zhǎng)變化
從表4可以看出,中鹽處理中,白牛槭、色木槭、擰筋槭葉片相對(duì)含水率呈總體下降趨勢(shì)。脅迫初期下降緩慢,隨著脅迫時(shí)間的延長(zhǎng),白牛槭葉片相對(duì)含水率急劇下降,受到嚴(yán)重影響[2]。依據(jù)葉片含水率變化情況判斷,擰筋槭、色木槭耐中鹽脅迫能力較強(qiáng),而白牛槭抗性較弱。
高鹽處理中,白牛槭、色木槭、擰筋槭葉片相對(duì)含水率呈總體下降趨勢(shì)。脅迫中期三種槭樹葉片相對(duì)含水率出現(xiàn)顯著下降,隨著脅迫時(shí)間的延長(zhǎng),擰筋槭下降的趨勢(shì)相對(duì)緩慢,白牛槭和色木槭出現(xiàn)急劇下降。據(jù)此判斷,高鹽脅迫中,擰筋槭抗性較強(qiáng),色木槭和白牛槭抗性較弱。
表4 鹽堿處理下3種槭樹葉片含水率的變化
在逆境條件下,植物可以通過可溶性糖來進(jìn)行滲透調(diào)節(jié),在一定程度上能減輕逆境對(duì)植物本身的傷害或適應(yīng)逆境條件。從表5可以看出,中鹽和高鹽處理中,擰筋槭均可以通過可溶性糖來進(jìn)行滲透調(diào)節(jié),在一定程度上減輕鹽堿脅迫對(duì)自身的傷害,而白牛槭和色木槭總體表現(xiàn)不穩(wěn)定,不能通過滲透調(diào)節(jié)緩解傷害。由此可見,在鹽堿脅迫下,擰筋槭表現(xiàn)出較強(qiáng)的耐受性,無論是中鹽處理還是高鹽處理,均能通過可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加進(jìn)行滲透調(diào)解;而色木槭和白牛槭在中鹽處理中有一定的耐受性,在高鹽處理中總體表現(xiàn)出耐鹽堿脅迫能力較差。
表5 鹽堿脅迫下3種槭樹葉片可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化
MDA(丙二醛)是生物膜氧化的產(chǎn)物,具有很強(qiáng)的細(xì)胞毒性,它的含量可以作為植物受到脅迫時(shí)傷害程度的重要指標(biāo)[3-5]。從表6可以看出,中鹽處理對(duì)擰筋槭的傷害最小,到處理后期MDA含量才有小幅上升,白牛槭處理期間MDA含量總體呈現(xiàn)明顯上升趨勢(shì),而色木槭所受到傷害最大,處理后期MDA含量呈現(xiàn)急劇上升趨勢(shì)。由此可見,在中鹽處理中,擰筋槭的耐鹽堿能力要明顯好于色木槭和白牛槭,白牛槭略好于色木槭,但差別不大。
高鹽處理中,處理初期色木槭MDA含量就出現(xiàn)顯著上升,而擰筋槭和白牛槭處理20 d后MDA含量則出現(xiàn)明顯上升,到處理后期三者的MDA含量均達(dá)到了一個(gè)比較高的水平。由此可見,高鹽處理初期,色木槭的耐鹽堿能力有明顯優(yōu)勢(shì),但隨著高鹽處理時(shí)間的延長(zhǎng),色木槭也受到了嚴(yán)重的傷害,或者可以說,達(dá)到了色木槭的耐受極限。
表6 鹽堿脅迫下3種槭樹葉片丙二醛含量的變化
該試驗(yàn)?zāi)M吉林省西部城市土壤鹽堿度對(duì)白牛槭、擰筋槭、色木槭3種槭樹苗期進(jìn)行了鹽堿脅迫試驗(yàn)研究。吉林省西部城市土壤偏中性和弱堿性,通常pH8.3左右,中重鹽堿地區(qū)土壤pH9.8左右,重鹽堿地區(qū)土壤pH10.6左右,該試驗(yàn)設(shè)定的鹽堿度與吉林省西部地區(qū)土壤鹽堿度相近。通過對(duì)葉片相對(duì)含水率、可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)、丙二醛含量及植株生物量等生理指標(biāo)的測(cè)定和數(shù)據(jù)分析,3種槭樹苗期耐鹽堿能力由強(qiáng)到弱的順序?yàn)椋簲Q筋槭、白牛槭、色木槭。