木屑對鹽堿土中玉米幼苗生理生化指標(biāo)的影響

杜紅居　李曉月　王梅　柴亞梅　武燕

摘要[目的]以大慶地區(qū)鹽堿土為研究對象，通過添加一定比例的木屑，探討木屑對鹽堿土的改良效果。[方法]在鹽堿土及添加木屑的鹽堿土中盆栽玉米，待三葉期時，測定玉米幼苗葉綠素、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)、丙二醛含量以及抗氧化物酶活性的變化，闡明木屑對鹽堿土的改良效果。[結(jié)果]添加木屑后玉米幼苗可溶性糖、可溶性蛋白、丙二醛含量、過氧化物酶活性顯著降低（P<0.05）；葉綠素含量和過氧化氫酶活性變化不顯著（P>0.05）。[結(jié)論]木屑對鹽堿土具有改良的效果。

關(guān)鍵詞鹽堿土；木屑；玉米幼苗；生理生化指標(biāo)；改良效果

中圖分類號S156.4；Q945.78文獻(xiàn)標(biāo)識碼A文章編號0517-6611（2014）12-03550-02

基金項目黑龍江省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目（201310235007）。

作者簡介杜紅居（1990- ），男，甘肅西和人，本科生，專業(yè)：生物科學(xué)。*通訊作者，講師，碩士，從事植物生理生態(tài)方面的研究。

土壤鹽堿化是世界性的一個問題。我國鹽漬總面積為991×107億hm2[1]。大慶市位于黑龍江省西南部，大慶地區(qū)鹽堿化總面積達(dá)4.30×106 hm2[2]，是東北鹽漬化最嚴(yán)重的地區(qū)之一。大慶主要農(nóng)作物是玉米。鹽堿土對玉米生長及產(chǎn)量有很大的威脅。為了更好地利用鹽堿地資源，人們對如何改良鹽堿化土壤進(jìn)行探索，其中添加土壤改良劑（土壤調(diào)理劑）就是一種改良措施。土壤改良劑能夠改善土壤理化性質(zhì)，促進(jìn)作物生長。陳義群等[3]將土壤調(diào)理劑分為天然改良劑、合成改良劑、天然-合成共聚物改良劑、生物改良劑4種類型。筆者采用成本低且易獲取的木屑作為土壤改良劑，通過在鹽堿土中添加木屑后，用玉米幼苗生理生化指標(biāo)（包括過氧化物酶（POD）活性、過氧化氫酶（CAT）活性、丙二醛（MDA）、可溶性蛋白、可溶性糖以及葉綠素含量）的變化來評價木屑對鹽堿土壤的改良效果，以期為大慶地區(qū)鹽堿土壤改良及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1材料方法

1.1供試材料供試材料為大慶種子公司提供的 “慶單四號”品種的玉米種子。供試木屑取自大慶市讓胡路區(qū)鴻運木材加工廠。供試鹽堿土壤采自大慶市讓胡路區(qū)富強地區(qū)，取土深度20 cm，土壤pH為7.93±0.21。

1.2試驗方法

1.2.1鹽堿土壤的處理。以未添加土壤改良劑的鹽堿土為對照組，按添加30 g/kg木屑為處理組，將土壤裝盒標(biāo)記，放置4 d，備用。

1.2.2玉米幼苗的培養(yǎng)。挑選籽粒飽滿的優(yōu)良種子，用蒸餾水沖洗3次，濃度0.1%升汞消毒15 min，用蒸餾水再沖洗3次后，將其置于鋪有沾水脫脂棉的瓷盤中，28 ℃黑暗條件下培養(yǎng)48～72 h，待胚根長約1 cm開始點穴播種。在光照培養(yǎng)箱中25～27 ℃，光照強度4 000 lx條件下培養(yǎng)至三葉期，取葉片測定生理生化指標(biāo)。

1.2.3生理生化指標(biāo)的測定。采用愈創(chuàng)木酚法測定POD活性；采用高錳酸鉀滴定法測定CAT活性；采用硫代巴比妥酸法測定MDA含量；采用蒽酮法測定可溶性糖含量；采用考馬斯亮蘭法測定可溶性蛋白含量；采用分光光度法測定葉綠素含量[4]。每個處理重復(fù)3次。

1.3數(shù)據(jù)處理所得數(shù)據(jù)用SPSS17.0統(tǒng)計分析軟件和Excel軟件進(jìn)行Duncan檢驗、分析差異顯著性及圖表制作。

2結(jié)果與分析

2.1葉綠素含量的變化葉綠素含量是反映植物生長狀態(tài)的一個指標(biāo)。其含量高，外觀表現(xiàn)為葉色濃綠。其含量也通常表示植物所處逆境脅迫的強弱。圖1表明，鹽堿土壤添加木屑后，葉綠素含量升高4%，但是統(tǒng)計學(xué)分析結(jié)果顯示木屑+鹽堿土組與對照相比差異性不顯著（P>0.05）。添加木屑后葉綠素含量升高，表明逆境脅迫程度有所下降，葉綠素合成大于分解。

2.2MDA含量的變化MDA是植物衰老或逆境時由于膜脂過氧化作用產(chǎn)生的嚴(yán)重?fù)p傷生物膜的一種物質(zhì)，往往能夠作為膜脂過氧化的指標(biāo)，其含量表示細(xì)胞膜發(fā)生過氧化作用的大小以及植物所處逆境的強弱[5]。圖2表明，添加木屑后玉米幼苗葉片中MDA含量與對照相比有下降的趨勢，比對照降低了22%（P<0.05）。由此可知，木屑在降低鹽堿土中MDA含量的方面起明顯的作用。

2.3可溶性糖及可溶性蛋白含量的變化可溶性糖和可溶性蛋白是反映植物抗性生理的主要滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)。圖3和圖4表明，添加木屑后，玉米幼苗可溶性糖、可溶性蛋白含量與對照相比分別下降了22%和12%（P<0.05）。可見，木屑的添加明顯地降低了鹽堿土中可溶性糖和可溶性蛋白的含量，而隨著二者含量的減少，植物細(xì)胞的滲透性降低，有利于水分代謝，從而緩解逆境對植物的傷害[6]。

2.4抗氧化酶活性的變化CAT是一種酶類清除劑，又稱為觸酶[7]，是以鐵卟啉為輔基的結(jié)合酶。它可促使H2O2分解為分子氧和水，清除體內(nèi)的過氧化氫，使得細(xì)胞免于遭受H2O2的毒害。POD也是一種有較強活性的保護(hù)酶，通過清除線粒體和胞漿中產(chǎn)生的低濃度H2O2而發(fā)揮作用。圖5和圖6表明，鹽堿土中木屑的添加使得玉米幼苗CAT、POD活性均有所下降，降低幅度分別為11%和6%（P>005）?？梢?，添加木屑后植株生活環(huán)境有所改善，體內(nèi)H2O2的量相對降低，導(dǎo)致CAT、POD活性有所下降。

3結(jié)論與討論

研究表明，在鹽堿土中添加木屑后，玉米幼苗主要通過增加葉綠素含量、降低MDA、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量及保護(hù)酶活性來抵御土壤的鹽害。刁豐秋等[8]在研究鹽脅迫對大麥葉片類囊體膜脂組成及功能的影響時發(fā)現(xiàn)，高濃度的鹽分能提高葉綠素酶的活性，使得葉綠素分解，從而降低葉綠素的含量。而添加木屑后，由于木屑可能具有吸附和凝聚鹽分的功能，葉綠素的合成大于分解，從而促進(jìn)葉綠素含量的上升，增強植物抵御鹽害的能力。MDA是膜脂傷害程度的重要指標(biāo)[9]。李源等[10]研究表明，紫花苜蓿在逆境中會表現(xiàn)出MDA含量升高。該研究結(jié)果表明，添加木屑后，玉米幼苗MDA含量顯著降低（P<0.05）。這從側(cè)面反映植物膜系統(tǒng)受傷害程度降低，玉米的生長環(huán)境有所改善?？寡趸锩赶到y(tǒng)是植物體內(nèi)重要的保護(hù)酶系統(tǒng)。在正常情況下，該系統(tǒng)使得植物體內(nèi)自由基的產(chǎn)生和清除處于平衡狀態(tài)，使得活性氧自由基維持在一個低水平，以防活性氧自由基對植物的毒害；在逆境條件下，由于水分代謝及膜系統(tǒng)的改變，植物體內(nèi)有過多的活性氧產(chǎn)生，為了保持機(jī)體的正常生理機(jī)能，保護(hù)酶活性就會通過提高自身活性來消除這種毒害[11]。該研究結(jié)果表明，向鹽堿土中添加木屑后，POD和CAT活性都有所下降，說明木屑使得鹽害脅迫有所改善，自由基的量隨之降低，導(dǎo)致2種酶活性的降低?？扇苄蕴呛涂扇苄缘鞍讓徑鉂B透傷害具有極其重要的作用。程玲等[12]研究也表明，植物在逆境脅迫時，高含量的可溶性糖、可溶性蛋白等可以作為植物細(xì)胞重要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)來協(xié)助維持細(xì)胞較低的滲透勢，抵抗鹽脅迫帶來的傷害。這些滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)在植物體內(nèi)的代謝需要保持一種動態(tài)平衡，即當(dāng)脅迫程度降低時，其含量就會下降。該研究的對照鹽堿土是一種脅迫。添加木屑后，可溶性糖和可溶性蛋白分別降低了22%和12%。滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量的降低，說明玉米幼苗受到的鹽害有所緩解。

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