NaCl與Na2CO3對高羊茅生理脅迫的差異分析

夏循海 何勇　 田志宏

摘 要：分別采用濃度為50～250mmol/L的中性鹽（NaCl）和濃度為25～125mmol/L的堿性鹽（Na2CO3）對生長7d的高羊茅幼苗進行脅迫處理，測定并分析了NaCl與Na2CO3對高羊茅含水量、可溶性蛋白、可溶性糖、葉綠素含量及SOD、POD活性等生理生化指標的影響。結(jié)果表明：隨鹽濃度升高，高羊茅幼苗的含水量和SOD活性總體呈下降趨勢，少數(shù)濃度時指標也有升高；可溶性蛋白、可溶性糖、葉綠素含量及POD活性隨鹽濃度增加而逐漸升高。50 mmol/L Na+濃度時，兩種鹽對含水量、可溶性蛋白、可溶性糖及POD活性的影響相似；隨處理濃度的升高，堿性鹽對高羊茅各項生理生化指標的影響大多比中性鹽的影響要大，表明高羊茅對中性鹽的耐受力比堿性鹽要強。

關鍵詞：高羊茅；鹽脅迫；堿脅迫；NaCl；Na2CO3；生理生化特性

中圖分類號 Q949.71+4.2 文獻標識碼 B 文章編號 1007-7731（2013）09-36-03

The Physiological Difference Analysis of NaCl and Na2CO3 Stressed on Tall Fescue （Festuca arundinacea L.）

Xia Xunhai et al.

（College of Life Science，Yangtze University，Jingzhou 434025，China）

Abstract：In this study，the effects of neutral salt （NaCl） and alkaline salt （Na2CO3） on the determination of some physiological and biochemical indexes，such as moisture content，soluble protein，soluble sugar，chlorophyll content，the activity of SOD and POD，were researched respectively，at the concentration of 50～250mmol/L NaCl and the concentration of 25～125mmol/L Na2CO3 treatment on the growth of 7 days of tall fescue. The results indicated that：with the increase of salt concentration，the water content and SOD activity of tall fescue seedlings decreased，the minority concentration index also increased； soluble protein，soluble sugar，chlorophyll content and POD activity increased with the increase of salt concentration. At the 50mmol/L Na+ concentration，the effect of two kinds of salt content，soluble protein，soluble sugar and the activity of POD increased with the concentration of similarity； alkaline salt showed more effects than neutral salt on physiological and biochemical indexes of tall fescue，and more tolerance to neutral salt than alkaline salt.

Key words：Festuca arundinacea L.；Salt stress；Alkaline stress；NaCl； Na2CO3；Physiological and biochemical characteristics

高羊茅（Festuca arundinacea L.）又叫葦狀羊茅[1-2]，屬禾本科羊茅屬多年生草本植物，原產(chǎn)于歐洲，在我國新疆、東北中部濕潤的地區(qū)均有分布[3]。近年來，隨著我國草坪業(yè)的飛速發(fā)展，高羊茅因其根系發(fā)達，固土能力強，適應性廣，持久性好，抗病性突出，抗旱，耐熱，耐蔭，易形成草皮等特點，被廣泛應用于各類運動場，草皮農(nóng)場，庭院，公園綠地以及邊坡綠地和垂直綠化，甚至水土流失易發(fā)區(qū)等地的草坪建植。但由于我國部分區(qū)域土地的鹽堿化較為嚴重，在一定程度上限制了高羊茅的應用范圍和建坪效果。

本研究分別測定了在不同濃度NaCl與Na2CO3脅迫下高羊茅生理生化指標的差異，分析了不同鹽堿脅迫對高羊茅生理生化指標的影響，以進一步了解高羊茅的抗鹽堿性，以期為后續(xù)相關研究改善高羊茅的一些不利的生理性狀，為土壤改良、育種等技術的研究提供參考依據(jù)，并促進我國農(nóng)業(yè)、城市綠化事業(yè)的發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 材料預培養(yǎng) 沙培高羊茅種子（商品名：護坡衛(wèi)士，購自湖北省武漢市綠農(nóng)園藝花卉有限責任公司）至發(fā)芽后7d，將材料分成11組，分別用濃度為50、100、150、200、250mmol/L的NaCl和25、50、75、100、125mmol/L的Na2CO3溶液（各溶液均用1/2Hoagland營養(yǎng)液配制）進行澆灌，另設1組為空白對照，用30mL相應濃度的鹽溶液連續(xù)處理7d。

1.2 含水量測定 準確稱取新鮮高羊茅葉片0.5g，80℃烘箱內(nèi)烘干至恒重，然后稱取樣品干重，計算含水量。計算公式：水分（%）=（烘烤前樣品稱量-烘烤后樣品稱量）/稱重×100（1）

1.3 生理生化指標測定 可溶性蛋白質(zhì)的含量采用考馬斯亮藍G250染色法測定，可溶性糖的含量采用苯酚法測定，葉綠素含量采用分光光度法測定，超氧化物歧化酶（SOD）活性采用氮藍四唑（NBT）法測定，過氧化物酶（POD）活性采用愈創(chuàng)木酚法測定[4]。

2 結(jié)果與分析

2.1 NaCl與Na2CO3脅迫對高羊茅葉片含水量的影響 詳見圖1。由圖1可見，在50mmol/LNa+濃度下，NaCl與Na2CO3對植株含水量的影響是一樣的，隨著兩種鹽脅迫濃度的增加，高羊茅植株葉片內(nèi)含水量逐漸降低，且Na2CO3對植株含水量的影響比NaCl大。

2.2 NaCl與Na2CO3脅迫對高羊茅葉片可溶性蛋白含量的影響 詳見圖2。從圖2可以看出，隨著NaCl與Na2CO3脅迫濃度的增加，可溶性蛋白含量變化曲線呈折線型，總體趨勢是增加的。在50mmol/L Na+濃度下，NaCl對可溶性蛋白的影響大于Na2CO3的；當Na+濃度一旦超過50mmol/L，在相同Na+濃度下，可溶性蛋白含量則是NaCl的低于Na2CO3的。

2.3 NaCl與Na2CO3脅迫對高羊茅葉片可溶性糖含量的影響 詳見圖3。由圖3可看出，隨著NaCl與Na2CO3脅迫濃度的增加，高羊茅中可溶性糖含量變化總體趨勢是增加的。在NaCl脅迫下，對可溶性糖的影響呈折線型，在Na2CO3脅迫下，可溶性糖含量隨著濃度的增加而增加。在200～250mmol/L Na+濃度下，NaCl脅迫使可溶性糖含量迅速上升，Na2CO3脅迫使可溶性糖含量迅速下降。Na2CO3的影響比NaCl的大。

2.4 NaCl與Na2CO3脅迫對高羊茅葉片葉綠素含量的影響 詳見圖4。由圖4可見，在NaCl與Na2CO3脅迫下，高羊茅葉片中的葉綠素含量隨Na+濃度的增加而升高。在相同Na+濃度下，Na2CO3對葉綠素含量的影響比NaCl對葉綠素含量的影響大。在250mmol/L Na+濃度時，二者比較接近。

2.5 NaCl與Na2CO3脅迫對高羊茅葉片超氧化物歧化酶SOD活性的影響 詳見圖5。從圖5可以看出，在NaCl與Na2CO3脅迫下，SOD活性的總體趨勢是先升后降的。在50mmol/L NaCl脅迫下，SOD活性明顯下降，隨后又隨脅迫濃度的增加而升高。在150mmol/L NaCl脅迫下，SOD活性又轉(zhuǎn)為下降。在25mmol/L Na2CO3脅迫下，SOD活性略有升高，而后隨Na2CO3脅迫濃度的增加而一路下降。實驗結(jié)果表明：Na2CO3對SOD活性的影響比NaCl對SOD活性的影響大，對高羊茅的傷害Na2CO3比NaCl嚴重。

2.6 NaCl與Na2CO3脅迫對高羊茅葉片過氧化物酶POD活性的影響 詳見圖6。由圖6可見，隨著NaCl與Na2CO3處理濃度的增加，POD活性逐漸增加。在低濃度NaCl脅迫下，POD活性增加緩慢。隨后隨處理濃度的增加明顯上升。隨著Na2CO3處理濃度的增加，POD活性變化曲線呈折線型。在50mmol/LNa+濃度下，Na2CO3處理的對POD活性的影響與NaCl處理的很接近。隨后隨處理濃度的增加顯著上升，在150mmol/L Na+脅迫下，Na2CO3處理的POD活性有所下降，但仍比NaCl處理的活性大。實驗結(jié)果表明：在相同Na+濃度下Na2CO3的POD活性高于NaCl。說明堿性鹽Na2CO3對高羊茅POD活性的影響強于中性鹽NaCl，也說明對高羊茅的傷害較大。

3 討論

在鹽堿脅迫條件下，植物組織與外界的滲透平衡遭到破壞，首先表現(xiàn)為含水量下降，其次表現(xiàn)為與植物細胞的滲透平衡調(diào)節(jié)有關的可溶性蛋白和可溶性糖的含量增加，從而在一定程度上來抵抗逆境[5-6]帶來的脅迫，本實驗中確實也發(fā)現(xiàn)隨鹽濃度增加而出現(xiàn)高羊茅幼苗含水量下降、可溶性蛋白和可溶性糖的含量升高的現(xiàn)象。

王麗燕[7]指出，鹽脅迫會導致植物葉片葉綠素含量降低；而肖雯和賈恢先則認為葉綠素含量大小并不直接反應植物耐鹽性大小，但能代表鹽堿脅迫條件下光合作用的強弱。本實驗發(fā)現(xiàn)，隨鹽濃度升高，高羊茅幼苗葉片內(nèi)葉綠素含量均上升，說明葉綠素含量并未受到鹽脅迫的影響。

活性氧是反映植物受鹽堿脅迫損傷程度的一個脅變指標[5]，這種傷害可借助于超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化物酶（POD）和過氧化氫酶（CAT）的作用而降低，在此過程中也會伴隨有這些酶活性的動態(tài)變化。本實驗結(jié)果也驗證了這一觀點，SOD活性隨NaCl濃度的升高出現(xiàn)先下降后升高的動態(tài)；低濃度Na2CO3脅迫處理時，SOD活性略有升高，隨著濃度的增加SOD活性又逐漸下降；隨NaCl與Na2CO3脅迫濃度的逐漸升高，POD活性逐漸增加。

不論是NaCl還是Na2CO3，它們對高羊茅幼苗的脅迫作用主要是由Na+濃度變化而造成的滲透脅迫，但殷立娟和石德成卻認為，Na2CO3所造成的高pH是羊草的最大致害因素，其次才是鈉離子效應，前兩者相比，滲透效應非常微弱，甚至可以忽略。本實驗發(fā)現(xiàn)Na2CO3對高羊茅脅迫的各項生理生化指標的影響比NaCl大，高羊茅對中性鹽的耐受力強于堿性鹽，但其相關機理還需進一步實驗驗證。

參考文獻

[1]譚繼清.中國草坪與地被[M].北京：科學技術文獻出版社，1993.

[2]譚繼清，譚志堅.新編中國草坪與地被[M].重慶：重慶出版社，2000.

[3]周桂珍，周席華，解麗珍.高羊茅草坪不同播種量對比試驗研究[J].湖北林業(yè)科技，2006（1）：11-13.

[4]侯福林.植物生理學實驗教程[M].二版.北京：科學出版社，2010.

[5]黃明，田志宏.NaCl與Na2CO3對中華結(jié)縷草脅迫作用的比較[J].湖北農(nóng)業(yè)科學，2006（5）：638-640.

[6]梁新華，劉鳳敏.NaCl和Na2CO3脅迫對甘草幼苗滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量的影響[J].農(nóng)業(yè)科學研究，2006，27（2）：96-98.

[7]王麗燕.NaCl脅迫對植物光合作用的影響[J].德州學院學報，2005，21（4）：12-14.

[8]肖雯，賈恢先.幾種鹽生植物抗鹽生理指標的研究[J].西北植物學報，2000，20（5）：818-825.

[9]殷立娟，石德成.東北堿化草地的主要鹽分Na2CO3對羊草危害因素分析[J].草業(yè)學報，1993（1）：1-5. （責編：張宏民）