盐碱胁迫对枫香树幼苗生长与生理特性的影响

摘 要：为研究盐碱胁迫对枫香树幼苗生长与生理特性的影响，采用盆栽试验，设置0 g/kg、3 g/kg、5 g/kg、7 g/kg 和9 g/kg共5个不同水平的盐碱胁迫处理，分别测定枫香树幼苗生长指标、光合特性、抗氧化酶活性和渗透调节物质含量。结果表明，盐碱胁迫显著影响枫香树幼苗的生长和生理特性，随着盐碱胁迫程度的升高，幼苗株高、地径、叶面积、生物量、净光合速率、气孔导度和蒸腾速率均逐渐下降；超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）活性先升高后降低，在7 g/kg处理时达到最大值；可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸含量在7 g/kg处理时达到最大值。因此，枫香树幼苗能够承受一定程度的盐碱胁迫，胁迫程度过高则其抗氧化系统受到损伤，影响其正常的生长发育。

关键词：枫香树；盐碱胁迫；生理特性

中图分类号：S792.99 文献标志码：B 文章编号：1674-7909（2024）4-121-3

DOI：10.19345/j.cnki.1674-7909.2024.04.026

0 引言

枫香树（Liquidambar formosana Hance）是蕈树科枫香树属植物，是亚热带地区速生落叶阔叶树种。枫香树可在园林中栽作庭荫树，又因其具有较强的耐火性、对有毒气体有较强的抗性，可用于厂矿区绿化，具有较高的经济价值和生态价值［1］。

目前，土壤盐渍化成为全世界面临的一个重要生态难题。土壤盐渍化首先会破坏土壤物理和化学结构，使土壤孔隙度降低、容重增加、有机质含量下降，导致土壤养分失衡。盐渍化还会使土壤中动物、微生物数量下降。如使单位体积土壤中蚯蚓减少，土壤中有益细菌、真菌种群数量下降，土壤胞外酶减少，间接影响土壤养分矿化和物质转换，影响根系对养分和水分的吸收；还会引起渗透胁迫、产生离子毒害，进而对地上部的生长产生影响，降低植物干物质的积累。研究表明，土壤盐渍化会导致光合速率、蒸腾速率下降，以及叶绿素含量降低，使植株形态发生一系列变化，引起根系腐烂、植株萎蔫、叶片枯黄等［2-3］。盐分过多会使土壤的渗透势提高，导致作物吸水困难，造成细胞组织水分外渗，从而抑制作物种子的萌发和幼苗的生长。根系无法吸水会使植物体内水分亏缺、光合作用下降、能耗增加、衰老加速、生长量降低，最终导致植株死亡［4］。基于此，研究不同水平盐碱胁迫对枫香树幼苗生长与生理特性的影响，初步评价枫香树幼苗的抗盐碱能力，以期为枫香树抗逆栽培和育苗提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验地点和材料

试验地位于贵州省黔南布依族苗族自治州，地处云贵高原东南部向广西丘陵过渡的斜坡地带，平均海拔997 m，属典型的亚热带温暖温润季风气候区，年平均气温15.9 ℃，年降水量1 235.8 mm，年日照时数1 318 h。试验材料选用枫香树1年生实生苗。盐碱胁迫处理选用硫酸钠（Na2SO4）、氯化钠（NaCl）、碳酸氢钠（NaHCO3）、无水碳酸钠（Na2CO3）以质量比18∶1∶1∶18的比例混合。

1.2 试验设计

试验于2022年进行，采用盆栽试验，设置5个盐碱胁迫处理，混合盐碱在风干土壤中的质量分数分别为0 g/kg、3 g/kg、5 g/kg、7 g/kg 和 9 g/kg（搅拌均匀），分别用CK、S1、S2、S3和S4表示。将搅拌均匀的土壤装入上直径30.4 cm、下直径26.7 cm、高26.5 cm的盆中，每盆装风干土12 kg，同时每个处理添加氮肥 （N）0.5 g/kg、磷肥（P2O5）0.4 g/kg、钾肥（K2O）0.5 g/kg；选取生长良好、大小基本一致的1年生枫香树幼苗，移栽到盆中；每个处理设置20个重复，每盆浇水1.5 L，将移栽好的盆放置在防雨棚下。随后每隔7 d浇一次水，每次浇1 L。试验期间，将枫香树盆栽苗按等间距排列整齐，使幼苗受光均匀。试验从2022年4月18日开始，至2022年9月5日结束。

1.3 测定指标和方法

1.3.1 生长指标的测定

试验结束时，每个处理随机挑选5株长势均匀的枫香树幼苗进行生长指标的测定：用游标卡尺测定幼苗地径，精确到0.01 mm；用卷尺测定基部至顶芽的距离为株高，精确到0.01 cm；每株选择3片健康功能叶，使用便携式叶面积仪测定叶片表面积。测定结束后，将5株幼苗从盆中取出，将地上部和地下部分开，清洗干净表面的泥土，装入牛皮纸袋，再放入烘箱在100 ℃下杀青30  min，在80 ℃下烘干至恒重。

1.3.2 光合参数的测定

每个处理选择3株长势一致的枫香树幼苗，每株选取3片功能叶，选择晴朗的上午，使用LI-6400XT便携式光合系统分析仪测定幼苗的光合指标。

1.3.3 生理指标的测定

每个处理选择3株长势一致的枫香树幼苗，每株选取3片功能叶，将叶片放入有冰袋的保温盒中，带回实验室进行各指标的测定。超氧化物歧化酶（SOD）活性采用NBT光化还原法测定，过氧化物酶（POD）活性采用愈创木酚比色法测定，过氧化氢酶（CAT）活性采用紫外吸收法测定，可溶性蛋白含量采用考马斯亮蓝G-250染色法测定，可溶性糖含量采用蒽酮比色法测定，脯氨酸含量采用磺基水杨酸法测定。

1.4 数据分析

对试验数据进行记录和保存，并使用Excel进行整理，使用SPSS 24.0并应用Duncan氏新复极差法检验处理间的差异显著性。

2 结果与分析

2.1 盐碱胁迫对枫香树幼苗生长指标的影响

盐碱胁迫下枫香树幼苗的生长指标见表1。由表1可知，盐碱胁迫会影响枫香树幼苗的生长。株高随着盐碱胁迫程度的增加呈逐渐降低趋势，S1与CK处理没有显著差异，其他处理均显著低于CK，S3与S2、S4处理没有显著差异；地径变化特征和株高相似，S1与CK处理没有显著差异，S3与S4处理没有显著差异；各处理间叶面积差异均显著；生物量随着盐碱胁迫程度的增加呈逐渐降低的趋势，S1与S2处理没有显著差异。

2.2 盐碱胁迫对枫香树幼苗光合指标的影响

盐碱胁迫下枫香树幼苗的光合指标见表2。由表2可知，盐碱胁迫影响枫香树幼苗的光合特性。净光合速率随着盐碱胁迫程度的增加呈逐渐降低的趋势，各处理间差异均显著；气孔导度变化趋势与净光合速率相似，各处理间差异均显著；胞间二氧化碳浓度变化趋势与净光合速率相反，S1和S2处理没有显著差异；蒸腾速率变化趋势与净光合速率相似，S3与S2、S4处理没有显著差异。

2.3 盐碱胁迫对枫香树幼苗抗氧化酶活性的影响

盐碱胁迫下枫香树幼苗的抗氧化酶活性见表3。由表3可知，盐碱胁迫下枫香树幼苗的抗氧化酶活性显著提高。SOD活性随着盐碱胁迫程度的增加呈先升高后降低的趋势，表现为S3>S2>S4>S1>CK，在S3处理时达到最大值，各处理均显著高于CK，S1、S2、S3和S4处理SOD活性分别比CK高出6.31%、12.89%、21.92%和10.35%，处理间差异均显著；POD活性变化特征与SOD相似，各处理POD活性均显著高于CK，S1、S2、S3和S4处理POD活性分别比CK高出17.11%、45.00%、61.50%和49.46%，S2与S4处理没有显著差异；各处理CAT活性均显著高于CK，S1、S2、S3和S4处理CAT活性分别比CK高出26.67%、64.44%、81.11%和58.67%，S2与S4处理没有显著差异。

2.4 盐碱胁迫对枫香树幼苗渗透调节物质含量的影响

盐碱胁迫下枫香树幼苗的渗透调节物质含量见表4。由表4可知，可溶性糖含量随着盐碱胁迫程度的增加呈先升高后降低的趋势，表现为S3>S2>S4>S1>CK，在S3处理时达到最大值，各处理均显著高于CK，S1、S2、S3和S4处理可溶性糖含量分别比CK高出54.35%、110.35%、141.18%和81.88%，处理间差异均显著；可溶性蛋白含量变化特征和可溶性糖相似，各处理均显著高于CK，S1、S2、S3和S4处理可溶性蛋白含量分别比CK高出109.63%、148.62%、216.06%和142.20%，S2与S4处理没有显著差异；各处理脯氨酸含量均显著高于CK，S1、S2、S3和S4处理脯氨酸含量分别比CK高出24.46%、58.50%、73.53%和42.67%，处理间差异均显著。

3 讨论与结论

盐碱胁迫是影响植物生长最常见的胁迫之一，严重影响植物的正常生理代谢和正常成长。受到盐碱胁迫的植物常表现出叶片枯黄、植株矮小、生长缓慢。此研究表明，盐碱胁迫显著降低了枫香树幼苗的株高、地径、叶面积和生物量，以及净光合速率、气孔导度和蒸腾速率，且上述指标随着盐碱胁迫程度的增加呈逐渐降低的趋势。这说明盐碱胁迫程度的增加会导致根系过度吸收盐离子，植株生长被抑制，叶绿素合成受到限制，从而光合参数降低，导致生物量降低［5］。

抗氧化酶系统是保护植物免受非生物胁迫的最重要的酶系统［6］。此研究表明，随着盐碱胁迫程度的增加，枫香树幼苗的SOD、POD和CAT活性先升高后降低。这说明在枫香树幼苗受到胁迫时，抗氧化酶系统发挥作用，消除了产生的过氧化物质。盐碱胁迫造成植株细胞缺水，出现渗透胁迫，而渗透调节物质脯氨酸的积累可抵御盐碱胁迫带来的影响［7］。此研究表明，随着盐碱胁迫程度的增加，可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸含量先升高后降低，说明脯氨酸的积累能够调节盐碱胁迫，从而降低危害。

综上所述，盐碱胁迫显著影响枫香树幼苗的生长和生理特性，随着盐碱胁迫程度的增加，幼苗株高、地径、叶面积、生物量、净光合速率、气孔导度和蒸腾速率均逐渐下降，SOD、POD和CAT活性先升高后降低（在7 g/kg处理时达到最大值），可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸含量在7 g/kg处理时达到最大值。由此可知，枫香树幼苗能够承受一定程度的盐碱胁迫，胁迫程度过高时其抗氧化系统受到损伤，影响枫香树幼苗的正常生长发育。

参考文献：

［1］徐美贞，徐梁，杨少宗，等.枫香树叶片变色的物质基础及其地理变异规律［J］.浙江林业科技，2023，43（4）：1-9.

［2］张碧茹，米俊珍，赵宝平，等.外源γ-氨基丁酸缓解燕麦幼苗盐碱胁迫的生理效应［J］.麦类作物学报，2024，44（2）：222-229.

［3］姜子俊，徐炎，裴毅，等.盐碱胁迫对黄秋葵种子萌发的影响［J］.天津农林科技，2023（6）：1-5，12.

［4］王晓春，韩鹏，汪月宁，等.盐碱对植物生理及根际土壤微生物影响研究进展［J］.种子科技，2023，41（23）：22-24.

［5］王晓蕾，张云鹤，牟金猛，等.苏打盐碱胁迫对水稻光合特性及产量的影响［J］.作物杂志，2024（1）：193-203.

［6］刘睿敏，马学军，刘文瑜，等.盐碱胁迫下藜麦种质幼苗生理特性及耐盐碱性评价［J］.干旱地区农业研究，2023，41（6）：17-26.

［7］梁泰帅，郑淑涵，赵肖琼.独脚金内酯（SLs）对盐碱胁迫下恒山黄芪种子萌发和幼苗生长的影响［J］.种子，2023，42（12）：90-95，102.

作者简介：杨正印（1996—），男，本科，助理工程师，研究方向：盐碱胁迫对枫香树幼苗生理特性的影响。