鹽脅迫對不同品種黃瓜幼苗生長及生理指標的影響

韓海霞，姚嶺柏，曹興明

(集寧師范學(xué)院，內(nèi)蒙古烏蘭察布012000)

土壤鹽漬化是一個全球性的問題，直接影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。朱虹等［1］研究表明，我國鹽漬土分布很廣，我國干旱、半干旱地區(qū)的糧食生產(chǎn)受到嚴重威脅。黃瓜是對環(huán)境條件要求較嚴格的蔬菜之一。生產(chǎn)中，農(nóng)民常以本地環(huán)境是否滿足品種溫光要求來判斷是否種植該品種，其他因素常常被忽略，如鹽脅迫［2－3］。魏國強等［3－5］研究表明，目前干旱地區(qū)土地鹽漬化日益嚴重，黃瓜表現(xiàn)生長不良，營養(yǎng)元素的吸收和轉(zhuǎn)運受到破壞，細胞液濃度增加，膜的完整性被破環(huán)，脂質(zhì)過氧化的產(chǎn)物丙二醛大量積累，葉綠素破壞，活性氧產(chǎn)生與清除平衡遭到破壞。而以營養(yǎng)液水培法對內(nèi)蒙古中部主栽的中農(nóng)12號和津優(yōu)1號黃瓜進行比較的相關(guān)文獻尚未見。筆者擬以內(nèi)蒙古中部主栽的2個黃瓜品種為試材，對鹽脅迫條件下幼苗的生長和生理特性進行深入研究，為鹽漬化地區(qū)黃瓜品種的選擇和抗鹽性研究提供理論指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料 以內(nèi)蒙古中部地區(qū)主栽黃瓜品種［6－7］即中農(nóng)12號(中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所)、津優(yōu)1號(天津科潤農(nóng)業(yè)科技股份有限公司黃瓜研究所)為試材。

1.2 試驗方法 按常規(guī)方法消毒、浸種、27℃催芽，種子露白后播于基質(zhì)中，子葉展開后移栽到營養(yǎng)液盆內(nèi)，配方依照Hoagland全營養(yǎng)液［8］，采用營養(yǎng)液培養(yǎng)的方法進行培養(yǎng)。當黃瓜植株長至1真葉展開時，準備進行鹽脅迫處理。

試驗用鹽為NaCl。對照以正常營養(yǎng)液培養(yǎng)(代號CK);處理(代號T)加入100mmol/LNaCl溶液，處理期間3 d換一次營養(yǎng)液。從脅迫開始3 d測一次，測定株高、莖粗、干物質(zhì)含量(烘干法)。每個處理重復(fù)10次。

壯苗指數(shù)(g)=(株高/莖粗)*單株干物質(zhì)量［9］

當脅迫明顯時(脅迫10 d)，取黃瓜真葉，采取TTC法測定根系活力，采取丙酮乙醇法測定葉綠素含量，采取硫代巴比妥酸法測定丙二醛(MDA)含量，采取酸性茚三酮法測定游離脯氨酸，采取愈創(chuàng)木酚法測定過氧化物酶(POD)［8］。每個處理重復(fù)3次。

2 結(jié)果與分析

2.1 NaCl脅迫對2個品種黃瓜幼苗形態(tài)指標的影響 由表1可知，在NaCl脅迫下，隨著脅迫天數(shù)的延長，2個品種黃瓜幼苗的株高、莖粗和壯苗指數(shù)都較對照有不同程度的下降。2個品種黃瓜對照的株高都呈0.01水平顯著上升趨勢，其中中農(nóng)12號處理(中T)株高上升減緩，9 d略高于對照3 d的數(shù)值，而津優(yōu)1號處理(津T)株高上升更慢，9 d的數(shù)值未達到對照3 d的數(shù)值;莖粗的增加趨勢較緩慢，脅迫期間中T莖粗增加較對照減緩，9 d才與初始值達0.01水平顯著差異，而津T的變化較對照明顯減慢，9 d與初始值差異僅達0.05顯著水平;2個品種的壯苗指數(shù)均呈上升趨勢，中T的數(shù)值先略上升后下降，津T呈一直下降的趨勢。這說明隨著時間的延長，NaCl脅迫對津優(yōu)1號生長的影響大于中農(nóng)12號。

2.2 NaCl脅迫對2個品種黃瓜幼苗干物質(zhì)含量、根系活力的影響 由圖1可知，在鹽脅迫期間，處理的干物質(zhì)含量比對照高，且脅迫時間越長，增加越多。脅迫9 d中T增加了51.6%，津T增加了100.2%，說明鹽脅迫后黃瓜幼苗體內(nèi)水分含量下降，干物質(zhì)含量升高，津優(yōu)1號的變化大于中農(nóng)12號。

由圖2可知，鹽脅迫后黃瓜幼苗的根系活力呈0.01水平顯著下降，中T較對照下降了37.3%，津T較對照下降了63.9%。這說明鹽脅迫最直接影響黃瓜幼苗的根系，長時間的Na+、Cl－離子環(huán)境對根系的吸收活力有較大的傷害，且津優(yōu)1號所受的傷害大于中農(nóng)12號。

2.3 NaCl脅迫對2個品種黃瓜幼苗葉綠素含量的影響由圖3可知，NaCl脅迫后2個品種黃瓜幼苗葉綠素含量均呈下降趨勢。中農(nóng)12號的下降值較小，葉綠素a、葉綠素b和葉綠素(a+b)分別下降了33.2%、37.4%和34.8%;津優(yōu)1號的下降值較大，葉綠素a、葉綠素b和葉綠素(a+b)分別下降了52.7%、48.5%和51.1%。這說明津優(yōu)1號在鹽脅迫后葉綠素分解加速，葉綠素含量幾乎減半，植株明顯黃化，導(dǎo)致光合作用和植物生長受到嚴重破壞，而中農(nóng)12號受的影響較小。

表1 不同鹽脅迫時間2個品種黃瓜幼苗形態(tài)指標的變化

圖1 鹽脅迫期間2個黃瓜品種幼苗干物質(zhì)含量的變化

圖2 鹽脅迫后不同黃瓜品種的根系活力的變化

圖3 鹽脅迫對不同黃瓜品種幼苗葉片葉綠素含的影響

2.4 NaCl脅迫對2個品種黃瓜幼苗MDA、游離脯氨酸含量和POD活力的影響 MDA是自由基作用于脂質(zhì)發(fā)生過氧化反應(yīng)的氧化終產(chǎn)物，MDA積累量與膜脂質(zhì)過氧化呈正相關(guān)。由圖4可知，NaCl脅迫后2個品種黃瓜幼苗葉片中的MDA含量比對照大幅升高，中T上升了148.0%，津T上升了262.9%，說明津優(yōu)1號在鹽脅迫后，葉片細胞膜的脂質(zhì)過氧化程度升高，膜受到的傷害比中農(nóng)12號更嚴重。

游離脯氨酸除了作為植物細胞質(zhì)內(nèi)滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)外，還在穩(wěn)定生物大分子結(jié)構(gòu)等方面起重要作用。植物體內(nèi)脯氨酸含量在一定程度上反映植物的抗逆性。由圖5可知，鹽脅迫處理的游離脯氨酸含量均比對照高，中農(nóng)12號升高了183.2%，津優(yōu)1號升高了131.3%。這表明鹽脅迫后黃瓜幼苗葉片中游離脯氨酸大量積累，用于調(diào)節(jié)細胞的滲透勢，增強植株的抗鹽能力，且中農(nóng)12號表現(xiàn)優(yōu)于津優(yōu)1號。

圖4 鹽脅迫對2個品種黃瓜幼苗葉片丙二醛含量的影響

圖5 鹽脅迫對2個品種黃瓜幼苗游主脯氨酸含量的影響

由圖6可知，在鹽脅迫后，黃瓜幼苗葉片中POD活性有明顯的升高，2個品種的對照POD活性相近且較低，鹽脅迫處理后各有升高，中T POD活性升高到對照的3倍，津T升高到對照的2倍。這說明100 mmol/L鹽脅迫會誘導(dǎo)黃瓜葉片中POD活性，將細胞中產(chǎn)生的H2O2變成水，維持細胞內(nèi)自由基的平衡，從而保護植物能夠正常的代謝和生長。

圖6 鹽脅迫對不同黃瓜品種幼苗葉片POD活性的影響

3 討論

已有研究人員進行了黃瓜抗鹽性的研究，但大多是以土壤栽培為基礎(chǔ)，再澆灌鹽溶液［4－5］。該法中由蒸發(fā)引起的鹽濃度誤差較難消除。采用營養(yǎng)液水培的方法，可較嚴格地控制黃瓜根系的鹽濃度。另外，前人的研究多在黃瓜植株4葉以后進行鹽脅迫，而生產(chǎn)中多在1～2真葉苗齡進行移栽，因而該試驗在黃瓜第1真葉展開時進行鹽脅迫，更能指導(dǎo)生產(chǎn)實際。研究表明，鹽脅迫后黃瓜株高、莖粗與壯苗指數(shù)均降低，干物質(zhì)含量增加。這與許耀照等［10－11］研究結(jié)果一致。同時，鹽脅迫后黃瓜幼苗的根系活力和葉綠素含量下降，MDA、游離脯氨酸含量和POD活性均有升高。這也與王素平等［2，4－5］研究結(jié)果一致。

2個品種間的對比結(jié)果表明，中農(nóng)12號抗鹽性強于津優(yōu)1號。這與門立志［9］利用珍珠巖基質(zhì)培養(yǎng)的黃瓜試驗得出的結(jié)論一致。因此，在鹽漬化嚴重的地塊選種中農(nóng)12號黃瓜品種，在無鹽害的地塊2個品種均可種植。

［1］朱虹，祖元剛，王文杰，等.鹽堿地的植被恢復(fù)與鹽堿地改良方法的評述［J］.吉林林業(yè)科技，2007，36(5):14 －27.

［2］王素平，郭世榮，李璟，等.鹽脅迫對黃瓜幼苗根系生長和水分利用的影響［J］.應(yīng)用生態(tài)學(xué)報，2006，17(10):1883 －1888.

［3］魏國強，朱祝軍，方學(xué)智，等.NaCl脅迫對不同品種黃瓜幼苗生長、葉綠素熒光特性和活性氧代謝的影響［J］.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2004，37(11):1754－1759.

［4］周青，王紀忠，陳新紅，等.持續(xù)鹽脅迫對耐鹽性不同的兩個黃瓜品種幼苗生長和生理特性的影響［J］.北方園藝，2013(18):24－26.

［5］張景云，吳鳳芝.鹽脅迫對黃瓜不同耐鹽品種葉綠素含量和葉綠體超微結(jié)構(gòu)的影響［J］.中國蔬菜，2009(10):13 －16.

［6］內(nèi)蒙古農(nóng)牧業(yè)廳.烏蘭察布市蔬菜品種介紹［EB/OL］.(2007－04－23)http://www.nmagri.gov.cn/fwq/pzzy/sccpz/17392.shtml.

［7］內(nèi)蒙古農(nóng)牧業(yè)廳:黃瓜選擇優(yōu)良品種［EB/OL］.(2011－06－02)http://www.nmagri.gov.cn/fwq/syjs/zzy/43198.shtml.

［8］張志良，瞿偉菁，李小芳.植物生理學(xué)實驗指導(dǎo)［M］.3版.北京:高等教育出版社，2009:21，70，134，123.

［9］門立志，王毅，曹云娥，等.不同黃瓜品種苗期耐鹽性指標篩選與評價體系構(gòu)建［J］.中國蔬菜，2013(22):20－26.

［10］許耀照.高溫和水楊酸對黃瓜種子萌發(fā)和幼苗的影響［D］.蘭州:甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)，2005:59.

［11］郎志紅.鹽堿脅迫對植物種子萌發(fā)和幼苗生長的影響［D］.蘭州:蘭州交通大學(xué)，2008:22.