外源Ca2+對(duì)干旱脅迫下矮牽牛幼苗抗旱性及生物量的影響

曹淑紅 李寧毅

摘要[目的] 為了了解外源Ca2+對(duì)干旱下矮牽牛幼苗生長(zhǎng)的影響。[方法] 采用盆栽控水的方法，研究了在干旱脅迫和復(fù)水條件下，施用不同濃度CaCl2對(duì)矮牽牛幼苗抗旱性和生物量的影響。[結(jié)果] 隨著干旱脅迫的加深和時(shí)間的延長(zhǎng)，施加CaCl2均能顯著降低矮牽牛的旱害指數(shù)，增加矮牽牛幼苗的干物質(zhì)積累量和干物質(zhì)根冠比，減小干旱脅迫對(duì)矮牽牛造成的傷害；復(fù)水處理后，施加CaCl2的各處理旱害指數(shù)均顯著低于對(duì)照，干物質(zhì)積累量和干物質(zhì)根冠比均顯著高于對(duì)照。[結(jié)論]在干旱脅迫過(guò)程中，施用CaCl2能增加矮牽牛幼苗的干物質(zhì)積累量和干物質(zhì)根冠比，并減小干旱脅迫對(duì)矮牽牛造成的傷害，其中以40 mmol/L CaCl2對(duì)矮牽牛效果最好。

關(guān)鍵詞矮牽牛；CaCl2；干旱脅迫；抗旱性；生物量

中圖分類號(hào)S681文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)0517-6611（2014）01-00017-03

作者簡(jiǎn)介曹淑紅（1965- ），女，河北滄州人，副教授，從事化學(xué)物質(zhì)在植物上的應(yīng)用研究，Email：596264024@qq.com。

收稿日期20131213矮牽牛（Petunia hybrida Vilm.）因其花色艷麗豐富、花期長(zhǎng)、花量大而成為城市園林綠化美化的一二年生露地主栽草花之一，廣泛應(yīng)用在花壇、花境、地被及盆缽之中。近年來(lái)，由于人口的增加、森林面積減少及現(xiàn)代化工業(yè)發(fā)展對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞，干旱日益嚴(yán)重。干旱是影響植物生長(zhǎng)發(fā)育的主要環(huán)境因子之一。多數(shù)露地植物在干旱環(huán)境下不能正常生長(zhǎng)。因此，如何提高矮牽牛植株的抗旱性，對(duì)于節(jié)水抗旱，保證其在干旱的環(huán)境中正常生長(zhǎng)，最大限度地發(fā)揮其美化環(huán)境的功能有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。氯化鈣（CaCl2）對(duì)提高植物的抗旱性起著非常重要的作用，已被廣泛應(yīng)用于植物的抗旱性研究中[1-7]。 在土壤缺水的情況下，植物往往表現(xiàn)出葉片萎蔫、黃化干枯等生長(zhǎng)不良的現(xiàn)象，并且伴隨著生物量的下降。因此，在干旱脅迫下，植物的旱害指數(shù)、生物量的高低是鑒定植物耐旱能力的重要指標(biāo)之一。目前，施用CaCl2提高矮牽牛植株苗期抗旱能力方面的研究還未見報(bào)道。筆者以矮牽牛為試材，以CaCl2為處理藥劑，研究干旱脅迫下經(jīng)CaCl2處理的矮牽牛植株在苗期旱害指數(shù)、生物量的變化，以期為提高矮牽牛植株的抗旱性、極大程度地節(jié)約水資源提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1供試材料以矮牽?；孟胂盗小甅iragemid Blue品種為材料，用72孔穴盤播種育苗，基質(zhì)為草炭∶蛭石∶珍珠巖=2∶1∶1。CaCl2由上海國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司提供。

1.2試驗(yàn)方法試驗(yàn)于2011年5月10日在溫室內(nèi)播種。待幼苗有3～4片真葉完全展開時(shí)進(jìn)行CaCl2處理，設(shè)CK（清水）、C1（10 mmol/L CaCl2）、C2（20 mmol/L CaCl2）、C3（30 mmol/L CaCl2）、C4（40 mmol/L CaCl2）、C5（50 mmol/L CaCl2）5個(gè)濃度。采用葉面噴施的方法，噴施量以葉片滴水為度，連續(xù)噴施2 d。每個(gè)處理4盤，設(shè)3次重復(fù)，隨機(jī)擺放在苗床上。處理后正常澆水管理。

幼苗長(zhǎng)至5～6片真葉完全展開時(shí)，各處理選生長(zhǎng)整齊的壯苗移植于15 cm×13 cm（口徑×高度）的營(yíng)養(yǎng)缽中，每缽1株。供試土壤為過(guò)篩園土∶育苗基質(zhì)=1∶1，每缽?fù)亮繛?.2 kg，采用常規(guī)水分管理。

幼苗有7～8片真葉完全展開時(shí)進(jìn)行干旱脅迫處理，設(shè)置3個(gè)脅迫程度：W1輕度干旱脅迫（維持土壤含水量為60%～65%田間持水量）、W2中度干旱脅迫（維持土壤含水量為40%～45%田間持水量）、W3重度干旱脅迫（維持土壤含水量為20%～25%田間持水量）。3次重復(fù)，每個(gè)重復(fù)40盆。每天下午18：00采用稱重法對(duì)土壤含水量進(jìn)行監(jiān)控，補(bǔ)水。干旱脅迫時(shí)間為18 d，之后復(fù)水，使得各個(gè)處理的土壤含水量達(dá)到80%～85%田間持水量。分別在干旱處理的第0、3、6、9、12、15、18、21天（即復(fù)水后第3天）的同一時(shí)段調(diào)查旱害指數(shù)，測(cè)定植株全株干重、干重根冠比。

1.3測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.3.1抗旱等級(jí)評(píng)價(jià)。0級(jí)為植株生長(zhǎng)發(fā)育與正常生長(zhǎng)的植株無(wú)明顯差異；1級(jí)為植株葉片有1～3片葉片發(fā)生萎蔫；2級(jí)為植株葉片有3～7片葉片發(fā)生萎蔫；3級(jí)為植株葉片全部萎蔫或1～3片葉片邊緣開始黃化干枯；4級(jí)植物葉片嚴(yán)重黃化并且30%葉片干枯；5級(jí)植株50%葉片黃化干枯，并且發(fā)生脫落。

旱害指數(shù)=∑每個(gè)級(jí)別的株數(shù)×級(jí)別數(shù)/總調(diào)查株數(shù)×最高級(jí)數(shù)（5）

1.3.2全株干重、干重根冠比的測(cè)定。用萬(wàn)分之一天平測(cè)定全株干重；將植株地上部、地下部于105 ℃下15 min殺青后在80～90 ℃下烘至恒重，用萬(wàn)分之一天平測(cè)定其干重，地下部與地上部干重的和為全株干重，其比值為干重根冠比（R/T）。試驗(yàn)設(shè)3次重復(fù)，取平均值，用DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行方差分析。

2結(jié)果與分析

2.1外源Ca2+對(duì)干旱脅迫下矮牽牛幼苗旱害指數(shù)的影響從表1可以看出，隨著干旱脅迫的加深和時(shí)間的延長(zhǎng)，CaCl2處理均能在0.05水平顯著降低矮牽牛的旱害指數(shù)，并且隨著濃度的增加，旱害指數(shù)降低，矮牽牛的抗性增強(qiáng)，但是C5處理比其他處理旱害指數(shù)升高，抗性較弱。在各個(gè)水分處理中，均以C4處理對(duì)矮牽牛抗性提高的表現(xiàn)最佳。

2.2外源Ca2+對(duì)干旱脅迫下矮牽牛幼苗全株干重的影響從圖1可以看出，干旱脅迫下CaCl2各處理均在0.05水平顯著提高矮牽牛的全株干重。W1條件下，CK的全株干重

從脅迫的第9天開始顯著下降，其他處理的全株干重則從脅迫的第12天開始下降，到脅迫的第18天各處理的全株干重表現(xiàn)為C4處理>C5處理>C3處理>C2處理>C1處理>CK，復(fù)水后上升，表現(xiàn)為C4處理> C3處理>C5處理> C2處理>C1處理>CK；W2 和W3條件下，各處理的全株干重在脅迫后期均不同程度的下降，復(fù)水后上升，脅迫第18天，表現(xiàn)為C4處理>C3處理>C5處理>C2處理>C1處理>CK，復(fù)水后仍表現(xiàn)出相同的趨勢(shì)。由此可知，以C4處理對(duì)

2.3外源Ca2+對(duì)干旱脅迫下矮牽牛幼苗干重根冠比的影響從圖2可以看出，CaCl2各處理均不同程度提高矮牽牛的干重根冠比。W1和W2條件下，各處理的根冠比均呈現(xiàn)先降低后升高的趨勢(shì)，復(fù)水后均呈現(xiàn)降低趨勢(shì)，在脅迫的第18天，各處理的根冠比表現(xiàn)為C4處理>C3處理>C2處理>C1處理>C5處理>CK，復(fù)水后仍然表現(xiàn)出相同的趨勢(shì)；W3條件下，各處理的根冠比在脅迫的過(guò)程中均呈上升趨勢(shì)，復(fù)水后均下降，在脅迫的第18天，各處理的根冠比表現(xiàn)為C4處理>C3處理>C2處理>C5處理>C1處理>CK。由此可知，在干旱脅迫及復(fù)水情況下，以C4處理對(duì)矮牽牛的干重根冠比效果最佳。

3結(jié)論與討論

研究表明，在干旱脅迫過(guò)程中，施用CaCl2能增加矮牽牛幼苗的干物質(zhì)積累量和干物質(zhì)根冠比，并且減小干旱脅迫對(duì)矮牽牛造成的傷害，其中以40 mmol/L CaCl2對(duì)矮牽牛效果最好。

根冠比是衡量幼苗是否健壯的重要指標(biāo)。幼苗全株干重是光合產(chǎn)物的積累數(shù)量，可以反映光合作用的強(qiáng)弱[8]。只有在苗期積累一定數(shù)量的干物質(zhì)，才能為以后的生長(zhǎng)發(fā)育奠定物質(zhì)基礎(chǔ)。全株干重較穩(wěn)定地反映出植物體幼苗同化產(chǎn)物的積累狀況、生長(zhǎng)發(fā)育進(jìn)程及幼苗的質(zhì)量變化。它是組成壯苗的基礎(chǔ)性指標(biāo)[9]。從試驗(yàn)結(jié)果可以看出，在不同的干旱脅迫條件下，施用CaCl2能明顯提高矮牽牛的全株干重，減緩水分脅迫對(duì)矮牽牛造成的全株干重下降。

當(dāng)土壤干旱時(shí)，地上與地下生物量的合理分配有利于增加植物的水分利用效率及對(duì)干旱適應(yīng)能力。一般地，在干旱脅迫下植物通過(guò)增大地下部分比例來(lái)提高水分、養(yǎng)分的利用效率[10]。在干旱脅迫下，光合產(chǎn)物優(yōu)先分配給根系，根冠比加大；反之，則根冠比減小。試驗(yàn)中，隨著干旱脅迫程度加深和時(shí)間延長(zhǎng)，各處理矮牽牛的干重根冠比均呈上升趨勢(shì)，復(fù)水后均下降。這可能是由于矮牽牛適應(yīng)干旱的自身調(diào)節(jié)。施用CaCl2能顯著提高矮牽牛的干重根冠比，有利于提高矮牽牛幼苗的水分利用效率及干旱適應(yīng)能力。

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