NaCl脅迫下添加外源物質(zhì)K+對玉米生長的緩解效應(yīng)

摘 要：以玉米自交系合344為材料，采用室內(nèi)蛭石培養(yǎng)的方法，在200mmol/L的NaCl溶液脅迫下導(dǎo)入不同濃度的K+處理玉米幼苗，同時測定玉米幼苗的株高、鮮重和干重及其各自的變化率，研究添加外源物質(zhì)鉀對玉米生長的影響。結(jié)果表明，各個指標均在K+濃度為10mmol/L時表現(xiàn)最優(yōu)，說明在玉米苗期添加適宜濃度的K+可以適當緩解玉米自交系的鹽脅迫問題。

關(guān)鍵詞：外源物質(zhì)；NaCl；玉米；自交系；鹽脅迫

中圖分類號 S513 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2013）16-25-03

添加外源營養(yǎng)物質(zhì)提高植物抗鹽性已成為植物營養(yǎng)學(xué)家研究的熱點。鉀是作物不可缺少的重要營養(yǎng)元素之一，對作物生長發(fā)育有重要影響[1-2]，K+在植物生長過程中起著維持離子平衡、調(diào)節(jié)滲透勢、激發(fā)酶活性的作用[3]，鉀離子本身也可作為滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，在滲透脅迫下促進植物體內(nèi)其它滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的積累[4]。同時，鉀素對植物具有特有的生理作用，K+不能在細胞內(nèi)合成，需要時只能從外界吸收或在不同組織間相互運轉(zhuǎn)。

目前，對添加外源物質(zhì)以緩解玉米的抗逆性大多是針對玉米雜交種而言的[5]，對玉米自交系的研究較少，玉米自交系是玉米育種的原始材料，主要為雜交制種提供親本，研究玉米自交系的耐鹽性旨在為配制耐鹽雜交種提供理論依據(jù)。為此，本試驗以常用玉米自交系合344為材料，在玉米苗期用200mmol/L的NaCl溶液處理的同時導(dǎo)入不同濃度的K+，進行株高、鮮重和干重及其各自的變化率的測定，目的是篩選出最大限度緩解玉米自交系鹽脅迫的外源物質(zhì)K+的合理濃度，為有效和合理地添加外源物質(zhì)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料 由黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)玉米育種中心提供的玉米自交系合344。

1.2 材料的培養(yǎng)與NaCl的處理 供試的種子用10%的NaClO4消毒10min，自來水充分沖洗，再用蒸餾水沖洗。在28℃下催芽，挑選芽長一致的種子，定植在外裹雙層黑遮光布的2L燒杯中，于植物生長室內(nèi)水培至1葉1心期，用1/2濃度Hoagland營養(yǎng)液培養(yǎng)，生長室的晝夜溫度為（25±2）℃、（20±2）℃，每天光照12h，光強為600μmol/（m2·s），相對濕度60%～80%。待長出第二片真葉時，每個燒杯保留5株生長一致的健壯幼苗，每3d換一次培養(yǎng)液。

1.3 測定方法

1.3.1 株高及其變化率的測定 鹽處理后測量玉米幼苗的株高，以幼苗地上部分最高點的拉直高度為準，每處理3次重復(fù)。株高變化率（%）=[（對照-處理）/對照]×100。

1.3.2 鮮重及其變化率的測定 鹽處理后，取出完整植株，用去離子水快速沖洗掉蛭石和灰塵，用吸水紙吸干植株表面殘留的去離子水后稱重即為鮮重。鮮重變化率（%）=[（對照-處理）/對照]×100。

1.3.3 干重及其變化率的測定 將植株放入烘箱以105℃殺青10min，80℃烘干至恒重后稱重即為干重。干重變化率（%）=[（對照-處理）/對照]×100。

3個指標的測定均為每個自交系每個鹽濃度處理3次重復(fù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 鉀對NaCl脅迫下玉米自交系株高的影響 從表1和圖1可以看出，玉米在NaCl溶液脅迫下，株高生長明顯受到抑制，表現(xiàn)為株高增長緩慢。外源物質(zhì)K+導(dǎo)入后株高隨K+濃度的增加呈先升高后下降的趨勢，在K+濃度為10mmol/L時株高的高度最高，為20.65cm，比空白對照的株高表現(xiàn)還好，比鹽處理的對照高出8.49%；在K+溶液濃度為15mmol/L時株高的高度最低，為18.80cm，比鹽脅迫對照的株高降低1.23%。說明適當?shù)腒+濃度可以增加株高。

2.2 鉀對NaCl脅迫下玉米自交系全株鮮重的影響 玉米在NaCl溶液脅迫下，生長受到抑制，表現(xiàn)為全株鮮重增長緩慢。從圖2和表2可以看出，外源物質(zhì)K+導(dǎo)入后玉米全株鮮重隨K+濃度的增加呈先升高后下降的趨勢，在K+濃度為10mmol/L時全株鮮重最高，為5.19g，比鹽脅迫對照高出20.19%；在K+濃度為5mmol/L時全株鮮重最低，為4.50g，比鹽脅迫對照降低4.26%。說明適當?shù)腒+濃度可以增加玉米全株鮮重。

2.3 鉀對NaCl脅迫下玉米自交系全株干重的影響 鹽脅迫下，干物質(zhì)積累量的多少是衡量玉米是否耐鹽的重要標志。從圖3和表3可以看出，玉米在NaCl溶液脅迫下，生長受到抑制，表現(xiàn)為全株干重增長緩慢。外源物質(zhì)K+導(dǎo)入后玉米全株干重隨K+濃度的增加呈先升高后下降的趨勢，在K+濃度為10mmol/L時全株干重最高，為0.51g，比鹽脅迫對照高出16.93%；在K+濃度為5mmol/L時全株干重最低，為0.44g，比鹽脅迫對照僅高出1.62%。說明適當?shù)腒+濃度可以增加全株干重。

3 結(jié)論與討論

鉀在植物體中有著重要功能，除了增強作物生物膜的持水力，維持其穩(wěn)定滲透性；活化植物中的酶，促進新陳代謝，增強保水吸水能力，提高光合作用與光合產(chǎn)物運轉(zhuǎn)能力外，還可以提高作物抗旱、抗倒伏能力，進而提高產(chǎn)量[6-7]。鉀的這些特點決定其在植物生理生化上起著重要作用，在NaCl造成的鹽漬環(huán)境中，適當增加K+濃度，降低Na+/K+比值，這就更易于植株從外界吸收鉀，以維持體內(nèi)離子平（下轉(zhuǎn)55頁）（上接26頁）衡，從而改善體內(nèi)代謝環(huán)境，提高玉米幼苗的耐鹽能力。鹽對非鹽生植物最顯著的效應(yīng)是阻止其生長[8]。本研究表明，在NaCl脅迫下玉米幼苗的生長明顯受到抑制，隨著K+濃度的增加，鹽脅迫下玉米幼苗全株的株高、全株鮮重、干重及其各個指標的變化率均呈現(xiàn)先增高后降低的趨勢，在K+濃度為10mmol/L時各指標均表現(xiàn)最優(yōu)，說明適當?shù)腒+濃度對玉米生長過程具有較好的促進作用，當其濃度過高時反而抑制作物的生長，這與前人研究結(jié)果一致[9-11]。

參考文獻

[1]時麗冉.混合鹽堿脅迫對玉米種子萌發(fā)的影響[J].衡水學(xué)院學(xué)報，2007，9（3）：13-15.

[2]曹敏建，張雨林.鉀肥對玉米抗旱性生理指標及產(chǎn)量的影響[J].作物雜志，1994（4）：37-39.

[3]王秀芳，張寬，王立春，等.科學(xué)管理與調(diào)控鉀肥，實現(xiàn)玉米高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)[J].玉米科學(xué)，2004，12（3）：92-95，99.

[4]周冀衡，汪鄧民，朱顯靈.鉀對煙草抗旱性影響的生理研究[J].黑龍江煙草，1998（2）：8-10.

[5]李明德，鄭圣先.鉀素營養(yǎng)對玉米生長及抗旱性的影響[J].土壤肥料，1996（4）：10-12.

[6]何景友，安景文，劉慧穎.興城地區(qū)土壤鉀素狀況及施鉀對玉米的影響[J].雜糧作物，2003，23（2）：107-108.

[7]鄒國元.鉀對玉米苗期抗冷性的影響[J].植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報，1998，4（2）：165-169.

[8]劉祖祺，張石城.植物抗性生理學(xué)[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，1994.

[9]陳新平.水分脅迫條件下施用鉀對土壤生物有效性和小麥抗旱性的研究[D].北京：北京農(nóng)業(yè)大學(xué)，1993.

[10]汪鄧民，周冀衡，朱顯靈，等.干旱脅迫下鉀對烤煙生長及抗旱性的生理調(diào)節(jié)[J].中國煙草科學(xué)，1998（3）：26-29.

[11]夏陽，林彬，陶洪斌，等.不同基因型小麥對NaCl脅迫的反應(yīng)[J].植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報，2006（4）：417-420. （責編：徐世紅）