融雪劑對(duì)小葉丁香幼苗生理生化指標(biāo)的影響

2014-12-22 11:30:13王春琦劉昕林梁春燕徐興朔趙秋雁

湖北農(nóng)業(yè)科學(xué) 2014年21期

王春琦+劉昕林+梁春燕+徐興朔+趙秋雁+吳建慧

摘要：利用盆栽法對(duì)小葉丁香（Sytingamicrophylla）在融雪劑脅迫下的生理生化指標(biāo)進(jìn)行了測(cè)定。結(jié)果表明，不同濃度融雪劑處理的小葉丁香葉片膜透性、丙二醛（MDA）含量、游離脯氨酸（Pro）含量、超氧化物歧化酶（SOD）活性均高于對(duì)照，與對(duì)照差異顯著（P<0.05）。隨融雪劑濃度的增大，小葉丁香葉片膜透性、MDA含量逐漸增大;Pro含量呈先降低后升高的趨勢(shì);SOD活性呈先升高后降低的趨勢(shì)。小葉丁香對(duì)低濃度（3 g/L）的融雪劑具有一定的耐鹽性，高濃度（12 g/L）的融雪劑對(duì)小葉丁香造成嚴(yán)重傷害。

關(guān)鍵詞：小葉丁香（Sytingamicrophylla）;融雪劑;脅迫;生理指標(biāo)

中圖分類號(hào)：S685.26;Q945.79 ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ?文章編號(hào)：0439-8114（2014）21-5187-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2014.21.034

Effects of Snowmelt Agent Stress on Physiologiccal Characteristics in Leaves of ?Sytingamicrophylla Seedlings

WANG Chun-qi， LIU Xin-lin， LIANG Chun-yan， XU Xing-shuo， ZHAO Qiu-yan， WU Jian hui

（College of Landscape， Northeast Forestry University， Harbin 150040， China）

Abstract： The stress of snowmelt agent was studied by determing the physiological characteristics of Sytingamicrophylla seedlings under the salt stress. Results showed that the leaf membrane permeability of Sytingamicrophylla seedings， MDA content，Pro content， SOD activity under different snowmelt agent concentration was higher than that of the contrast. There was significant difference with the contrast（P<0.05）. The leaf membrane permeability of Sytingamicrophylla seedings， MDA content increased with the increase of snowmelt agent concentration. Pro content decreased first then increased. SOD activity increased first then decreased with the increase of snowmelt agent stress. Sytingamicrophylla seedlings had certain salt tolerance（3 g/L）. High concentration（12 g/L） snowmelt agent can cause serious damage to Sytingamicrophylla seedlings.

Key words：Sytingamicrophylla;snowmelt agent;stress;physiological characteristic

小葉丁香（Sytinga microphylla）為木犀科（Oleaceae）丁香屬（Sytinga）落葉灌木，原產(chǎn)于中國(guó)，別名又叫四季丁香、二度梅、野丁香等。小葉丁香的葉子比普通丁香小，枝干也較低，枝條柔細(xì)，樹姿秀麗，花色鮮艷，且一年二度開花，解決了夏秋無(wú)花的現(xiàn)狀，為園林中優(yōu)良的花灌木。丁香盡管姿容娟柔，但卻毫不嬌慣，極為耐旱，即使長(zhǎng)時(shí)間不下雨，照樣也能存活，具有“花中君子”之美譽(yù)。因此，丁香花被選為哈爾濱市花，并被廣泛種植在哈爾濱市的街道、綠化帶、庭院等，哈爾濱又稱“丁香城”。哈爾濱地處溫帶大陸性季風(fēng)氣候帶，四季分明，冬季寒冷下雪頻繁，特別是2012年的連續(xù)降雪造成了交通事故頻發(fā)、擁堵，甚至交通癱瘓，為了緩解降雪對(duì)城市交通的壓力，融雪劑的使用成為必然。

融雪劑別名“化冰鹽”，可分為含氯型融雪劑和非含氯型融雪劑兩大類。國(guó)內(nèi)外使用最早、用量最大的化冰鹽是氯化鈉，是公路交通部門不可缺少的融雪化冰方法手段。但是融雪劑在城市道路上的廣泛使用嚴(yán)重腐蝕公路、橋梁的混凝土路面[1]，尤其是導(dǎo)致城市道路綠化植被的萎蔫甚至枯死[2]，危害地下水[3]等。目前有關(guān)融雪劑對(duì)植物生理特性的影響在大葉黃楊[4]、草坪草[5]、月季[6]、胡楊[7]、甘蒙檉柳[8]、女貞[9]、含笑[10]、二月蘭[11]等植物中已有報(bào)道，有關(guān)融雪劑對(duì)小葉丁香的影響未見報(bào)道。為此，試驗(yàn)以哈爾濱地區(qū)常用的道路綠化樹種小葉丁香為材料，研究融雪劑在不同施用量下對(duì)小葉丁香生理生化指標(biāo)的影響，以期為科學(xué)使用融雪劑提供參考。

1 ?材料與方法

1.1 ?材料

盆栽二年生小葉丁香幼苗，平均苗高65 cm，栽植于盆高30 cm、內(nèi)徑25 cm的塑料盆。

含氯型融雪劑具體配方如下：融雪劑中NaCl和CaCl2占68.1%，含 NaCl 45.2%，配成質(zhì)量濃度為3 g/L（低濃度）、6 g/L（中濃度）、12 g/L（高濃度）的融雪劑溶液備用。

1.2 ?方法

1.2.1 ?融雪劑脅迫處理 ?試驗(yàn)以CK（0.0 g/L）、低濃度（3 g/L）、中濃度（6 g/L）、高濃度（12 g/L）的融雪劑每周澆灌小葉丁香一次，每處理3次重復(fù)，每重復(fù)3盆植株。從融雪劑脅迫處理后7 d開始定期測(cè)定，直到落葉共測(cè)5次。每次測(cè)定時(shí)盡量取幼苗植株中上部的大小、形態(tài)、位置相似的葉片，用去離子水沖洗干凈迅速放入液氮中，再放入-80 ℃冰箱備用。

1.2.2 ?生理生化指標(biāo)測(cè)定 ?脯氨酸（Pro）測(cè)定采用酸性茚三酮比色法，超氧化物歧化酶（SOD）活性測(cè)定采用氮藍(lán)四唑（NBT）比色法，質(zhì)膜相對(duì)透性采用電導(dǎo)率法，丙二醛（MDA）含量測(cè)定采用硫代巴比妥酸（TBA）法[12]。

數(shù)據(jù)采用Excel軟件作圖并用SPSS 13.0軟件分析。

2 ?結(jié)果與分析

2.1 ?融雪劑對(duì)小葉丁香幼苗葉片質(zhì)膜透性的影響

質(zhì)膜相對(duì)透性的大小是膜傷害的重要標(biāo)志，植物質(zhì)膜在受到逆境脅迫時(shí)會(huì)發(fā)生變化，表現(xiàn)為功能受損或結(jié)構(gòu)被破壞、透性增大等，細(xì)胞中各種水溶性物質(zhì)將有不同程度的外滲，可采用相對(duì)電導(dǎo)率的變化來(lái)表示質(zhì)膜透性的變化。圖1顯示，不同濃度融雪劑處理后的小葉丁香幼苗葉片質(zhì)膜相對(duì)透性隨著處理時(shí)間的增加呈上升趨勢(shì)且均高于對(duì)照，并與對(duì)照差異顯著;從處理后12 d開始6、12 g/L融雪劑處理的植株細(xì)胞膜相對(duì)電導(dǎo)率隨著濃度增大而增加;從處理后24 d開始3 g/L融雪劑處理的植株細(xì)胞膜相對(duì)電導(dǎo)率升高較快;小葉丁香幼苗葉片質(zhì)膜相對(duì)透性在高濃度融雪劑脅迫36 d后達(dá)到最大值，相對(duì)電導(dǎo)率達(dá)到34.7%，是對(duì)照的4.27倍。

2.2 ?融雪劑對(duì)小葉丁香幼苗葉片MDA含量的影響

植物在逆境下常發(fā)生膜脂過氧化作用，從而破壞細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)，并積累許多有害的過氧化物。目前常用MDA含量作為膜脂過氧化水平的指標(biāo)，膜脂過氧化作用越強(qiáng)，MDA含量愈高，膜透性愈大[4]。從圖2可以看出，小葉丁香幼苗葉片MDA含量隨著融雪劑脅迫濃度和時(shí)間的增加而增大，呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)且均高于對(duì)照，與對(duì)照差異顯著;隨脅迫時(shí)間的增加，MDA含量除對(duì)照較穩(wěn)定外其余處理均逐漸增加，其中從處理后12 d開始6、12 g/L融雪劑處理的植株MDA逐漸增大且隨著濃度增大而增加;從處理后24 d開始3 g/L濃度處理MDA逐漸增大，處理后24 d是主要的快速上升點(diǎn);脅迫36 d后，各處理MDA含量與對(duì)照相比增加幅度逐漸增大，分別是對(duì)照的2.69、3.61、4.08倍。說明鹽分濃度越高，葉片細(xì)胞中的膜脂過氧化作用越強(qiáng)，細(xì)胞膜受到嚴(yán)重傷害，從而對(duì)小葉丁香幼苗造成損傷。

2.3 ?融雪劑對(duì)小葉丁香幼苗葉片Pro含量的影響

圖3顯示，不同處理的小葉丁香葉片中Pro含量隨著脅迫時(shí)間的增加呈先降低后增加的趨勢(shì)，后期保持在很高的水平;從處理后12 d開始，各處理Pro含量迅速上升，處理24 d后達(dá)到一個(gè)高峰;與對(duì)照相比，不同處理的小葉丁香Pro含量分別是對(duì)照的2.23、1.81和2.09倍，Pro含量的增加提高了葉片細(xì)胞中滲透調(diào)節(jié)能力，從而起到了抗脫水和抗鹽堿的作用。

2.4 ?融雪劑對(duì)小葉丁香幼苗葉片SOD活性的影響

在逆境脅迫期間，植物通過增強(qiáng)保護(hù)酶活性來(lái)清除活性氧自由基，從而維持細(xì)胞膜的穩(wěn)定性和完整性。SOD主要功能是清除02-.，是防護(hù)氧自由基對(duì)細(xì)胞膜系統(tǒng)傷害的一種很重要的保護(hù)酶。S0D活性和植物的抗逆性成正相關(guān)，是反映植物抗逆性的一個(gè)重要指標(biāo)[13]。圖4顯示，不同濃度融雪劑處理的小葉丁香SOD活性隨著融雪劑脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)呈先升高再降低的趨勢(shì)，且均高于對(duì)照，并與對(duì)照差異顯著;3 g/L濃度處理的葉片中SOD活性在脅迫12 d時(shí)達(dá)到最高點(diǎn)，是對(duì)照的1.38倍;6、12 g/L融雪劑處理后的SOD活性在脅迫24 d后達(dá)到最大值，分別是對(duì)照的1.42倍和1.9倍，脅迫36 d后降到最低。

3 ?小結(jié)與討論

氯化鈉型融雪劑對(duì)植物的傷害是通過含鹽雪水在土壤中積累，引起土壤鹽分過高，影響植物生理功能實(shí)現(xiàn)的。在鹽害附近的幾米范圍的植被都受到融雪劑的影響[14]。細(xì)胞可以通過積累一些物質(zhì)，如Pro、可溶性糖、MDA等物質(zhì)來(lái)調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)的滲透勢(shì)，維持水分平衡，還可以保護(hù)細(xì)胞內(nèi)許多重要代謝活動(dòng)所需的酶類活性[15]。在正常情況下，植物細(xì)胞內(nèi)自由基的產(chǎn)生與清除處于動(dòng)態(tài)平衡，而當(dāng)植物一旦處于鹽脅迫下，活性氧（ROS）含量增加，當(dāng)ROS積累超過抗氧化系統(tǒng)的清除能力時(shí)，造成了抗氧化酶活性的降低和膜透性的增加[16]。

資料[7]顯示，胡楊幼苗葉片MDA含量隨NaCl濃度提高而增加，SOD活性則表現(xiàn)為先降低后升高，脯氨酸含量逐漸增加，葉片中的SOD活性提高，說明在高鹽脅迫下胡楊幼苗葉片的抗氧化能力增強(qiáng)以及時(shí)清除過量的活性氧，降低對(duì)膜脂的傷害。對(duì)深山含笑幼苗在鹽脅迫下生長(zhǎng)與生理指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定的研究結(jié)果表明，苗高和地徑的增長(zhǎng)率隨鹽濃度增大而減小;葉片膜透性、MDA含量、游離脯氨酸含量、POD含量、SOD含量隨著鹽濃度增大而增大，說明深山含笑具有一定的耐鹽性[10]。

試驗(yàn)中，小葉丁香葉片電導(dǎo)率、MDA含量隨融雪劑濃度提高而增加，SOD活性則表現(xiàn)為先升高后降低，脯氨酸含量出現(xiàn)先降低后升高的趨勢(shì)。3 g/L處理的小葉丁香電導(dǎo)率、MDA含量均在處理24 d后升高顯著，SOD活性在處理的12 d達(dá)到最大值，此時(shí)的MDA含量較低，表明這時(shí)小葉丁香葉片清除氧自由基的能力較強(qiáng)。說明小葉丁香對(duì)低濃度的融雪劑有一定的抵抗能力;6和12 g/L處理的小葉丁香電導(dǎo)率、MDA含量均在處理12 d后升高顯著，SOD活性在處理的24 d活性最強(qiáng)，此時(shí)的MDA含量累積值沒達(dá)到最高點(diǎn)，Pro迅速積累。在處理36 d后，12 g/L處理的小葉丁香電導(dǎo)率、MDA含量、脯氨酸含量均達(dá)到最大值，而SOD活性降低，說明高鹽對(duì)小葉丁香造成了較嚴(yán)重的傷害。這一點(diǎn)與胡楊[7]、深山含笑的研究結(jié)果一致[8]。

試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)脅迫36 d后的小葉丁香外觀已表現(xiàn)出死亡癥狀，復(fù)水25 d后，葉腋竟然長(zhǎng)出新的腋芽，因此有關(guān)其復(fù)水后的生理變化有待進(jìn)一步研究。

參考文獻(xiàn)：

[1] 范 ?杰，馬 ?穎.除雪劑在除雪中的應(yīng)用及對(duì)環(huán)境危害的防治[J].重慶交通學(xué)院學(xué)報(bào)，2007，26（3）：78-81.

[2] 叢日晨，李 ?芳，古潤(rùn)澤.融雪劑對(duì)城市園林植物傷害機(jī)理的研究[J].中國(guó)園林，2005（12）：60-64.

[3] NORRSTROM A C. The impact of NaCl on colloid dispersion and base action pools in roadside soils[J]. Water， Air，and Soil Pollution，2001，127：281-299.

[4] 徐佳佳，張建軍，茹豪等.融雪劑對(duì)大葉黃楊生長(zhǎng)和生理特性的影響[J].生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào)，2011，20（8-9）：1238-1242.

[5] 張 ?營(yíng)，李法云，榮湘民，等.融雪劑對(duì)3種冷季型草坪草種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的影響[J].湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2012，38（5）：491-496

[6] 茹 ?豪，張建軍，徐佳佳，等.融雪劑脅迫對(duì)月季光合特性的影響[J].東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2012，40（7）：51-55.

[7] 史軍輝，王新英，劉茂秀.NaCl脅迫對(duì)胡楊幼苗葉生理生化指標(biāo)的影響[J].新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，49（1）：2022-2028.

[8] 劉克東，鄭彩霞，郝建卿.甘蒙檉柳對(duì)NaCl脅迫的生理響應(yīng)[J].廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012（10）：38-42，55.

[9] 王春芳，邵孝侯，方元平，等.土壤鹽脅迫對(duì)女貞幼苗生理指標(biāo)的影響[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，40（8）：4538-4539.

[10] 嚴(yán) ?理，陳銘顯，劉延男，等.鹽脅迫對(duì)深山含笑苗木生長(zhǎng)及生理指標(biāo)的影響[J].林業(yè)科技，2013，38（4）：14-17.

[11] 張小艾，李名揚(yáng)，汪志輝，等.重金屬及鹽堿對(duì)二月蘭幼苗生長(zhǎng)和生理生化的影響[J].草業(yè)學(xué)報(bào)，2013，22（2）：187-194.

[12] 李合生.植物生理生化實(shí)驗(yàn)原理和技術(shù)[M].北京：高等教育出版社，2000.

[13] 朱會(huì)娟，王瑞剛，陳少良，等.NaCl脅迫下胡楊（Populus euphratica）和群眾楊（P.popularis）抗氧化能力及耐鹽性[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2007，27（10）：4113-4121.

[14] RICHBURG JA， PATTERSON WA， LOWENSTE IN F. Effects of road salt and Phragmites australis invasion on the vegetation of awestem assachusetts calcareous lake-basin fen[J]. Wetlands，2001，21：247-255.

[15] 楊立飛，朱月林，胡春梅，等.Nacl脅迫對(duì)嫁接黃瓜膜脂過氧化、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量及光合特性的影響[J].西北植物學(xué)報(bào)，2006，26（6）：1195-1200.

[16] BANGEOGLU E， EYIDOGAN F， YUCEL M， et al.Antioxidant responses of shoots and roosts of lentil to NaCl-salinity stress[J].Plant Growth Regul，2004，42：69-77.

（責(zé)任編輯 ?王曉芳）