鋁脅迫對(duì)2種落葉松幼苗生長(zhǎng)的影響

柴兵

(遼寧省三北防護(hù)林工作總站，遼寧 沈陽(yáng) 110036)

鋁脅迫對(duì)2種落葉松幼苗生長(zhǎng)的影響

柴兵

(遼寧省三北防護(hù)林工作總站，遼寧 沈陽(yáng) 110036)

以溶液培養(yǎng)的方法，研究了不同濃度鋁處理下日本落葉松、華北落葉松耐性差異，結(jié)果表明：日本落葉松、華北落葉松的耐鋁性表現(xiàn)在根系與地上部分的干質(zhì)量方面差異顯著，鋁脅迫抑制落葉松植株的生長(zhǎng)，日本落葉松受到的影響明顯小于華北落葉松；鋁脅迫影響落葉松根系的吸收能力，日本落葉松在同等條件下受到鋁的影響小于華北落葉松。

日本落葉松；華北落葉松；鋁脅迫

落葉松為松科落葉松屬的落葉喬木，是我國(guó)東北、內(nèi)蒙古林區(qū)以及華北、西南的高山針葉林的主要森林組成樹(shù)種，是東北地區(qū)主要三大針葉用材林樹(shù)種之一[1]。我國(guó)現(xiàn)有落葉松面積1 049萬(wàn)hm2， 已成為世界上落葉松人工林經(jīng)營(yíng)第一大國(guó)。遼東山區(qū)是以落葉松人工林為主的林業(yè)主產(chǎn)區(qū)，大力發(fā)展落葉松林業(yè)資源是遼東山區(qū)的形勢(shì)所需，由于生物地帶性氣候條件的影響，加之環(huán)境污染等所導(dǎo)致的酸雨問(wèn)題的加重，鋁毒害已經(jīng)成為該區(qū)落葉松生長(zhǎng)的主要限制因子之一[2,3]。如何盡快提高遼東山區(qū)落葉松病害、毒害等原因所帶來(lái)的低效問(wèn)題是擺在廣大林業(yè)工作者面前的重大課題。雖然對(duì)于植物的鋁毒害及植物的耐鋁機(jī)理國(guó)內(nèi)外都做了大量研究，但目前仍沒(méi)有一個(gè)一致的結(jié)論。通過(guò)研究不同落葉松品種的耐鋁性差異，可以更加清楚地了解落葉松受鋁影響的機(jī)制，可以為毒性鋁含量高的土壤上落葉松的栽培，特別是篩選培育適應(yīng)該環(huán)境的落葉松新品種提供理論指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

采用遼東山區(qū)內(nèi)常見(jiàn)的日本落葉松、華北落葉松為試驗(yàn)材料。

1.2 試驗(yàn)材料培養(yǎng)方法

用0.5%的高錳酸鉀或3%的硫酸銅溶液浸種30～40 min，撈出再堆積消毒2 h，然后用清水洗2次。經(jīng)清洗后的種子放在25～30 ℃溫水缸里，浸泡48～72 h，使種子充分吸水膨脹。在幼苗長(zhǎng)至20 cm時(shí)移到盛滿(mǎn)營(yíng)養(yǎng)液的不透光的塑料桶中進(jìn)行培養(yǎng)。試驗(yàn)共設(shè)4個(gè)不同鋁濃度處理，0、0.1、0.3、0.5 mmolL-1，以AlCl36H2O加入基礎(chǔ)營(yíng)養(yǎng)液獲得，其中0 mmolL-1設(shè)為對(duì)照(CK)。

1.3 測(cè)定指標(biāo)和方法

幼苗生長(zhǎng)至20 cm高時(shí)分別取樣測(cè)定各項(xiàng)指標(biāo)，方法如下:

單株生長(zhǎng)量：將幼苗根系和地上莖葉分開(kāi)，按《植物生理研究法》[4]的方法測(cè)定，以g計(jì)量。

根系氧化力：用α-萘胺比色法(張憲政，1992)測(cè)定，按根系對(duì)α-萘胺的生物氧化量μgg-1h-1計(jì)量。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

應(yīng)用DPS和Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度鋁處理下日本落葉松、華北落葉松生長(zhǎng)量的差異

日本落葉松、華北落葉松受鋁脅迫后的根系生長(zhǎng)量變化如圖1所示。在0.1 mmolL-1鋁處理下，華北落葉松所受到的影響小于日本落葉松，華北落葉松的干物質(zhì)重較對(duì)照沒(méi)有減少，日本落葉松的有所降低，并且達(dá)到了顯著水平(t=3.933 7)，但日本落葉松、華北落葉松之間的差異未達(dá)到顯著水平；在0.3 mmolL-1鋁處理下，日本落葉松和華北落葉松分別較對(duì)照減少了42.8%和57.3%，均達(dá)到了顯著水平，并且兩者之間的差異也達(dá)到了顯著水平(t=3.317 8)；0.5 mmolL-1鋁處理時(shí)，兩個(gè)落葉松品種較對(duì)照都有顯著下降，日本落葉松下降了62.2%，華北落葉松下降則達(dá)到了78.3%，兩者之間差異極顯著(t=5.983 7**)。從試驗(yàn)結(jié)果可以看出，日本落葉松受到鋁脅迫的影響要明顯小于華北落葉松，尤其是當(dāng)鋁脅迫程度較重的情況下。

圖1 不同濃度鋁處理下落葉松根系干質(zhì)量

鋁脅迫對(duì)2個(gè)落葉松葉片生長(zhǎng)量的影響與根系有所不同(見(jiàn)圖2)。在0.1 mmolL-1鋁處理下，日本落葉松較對(duì)照有所降低(t=2.816 9)，但華北落葉松較對(duì)照有顯著增加(t=4.538 7)，兩者之間差異顯著(t=6.036 8**)；0.3 mmolL-1鋁處理時(shí)日本落葉松和華北落葉松分別較對(duì)照下降了42.2%和39.7%，達(dá)到了顯著水平，但兩者之間變化幅度的差異不明顯；0.5 mmolL-1鋁處理下，日本落葉松較對(duì)照下降了58.2%，華北落葉松下降幅度更大，達(dá)70.5%，兩者之間的差異顯著(t=3.175 5)。在高濃度鋁處理下，華北落葉松變化幅度明顯大于日本落葉松。

圖2 不同濃度鋁處理下落葉松莖葉干質(zhì)量

2.2 不同濃度鋁處理下日本落葉松、華北落葉松根系氧化力的差異

鋁處理減弱了落葉松根系的氧化力。從圖3可以看出，無(wú)論是耐鋁型日本落葉松還是鋁敏感型華北落葉松，其根系氧化力都隨著鋁處理濃度的增加而減弱，只是日本落葉松的減弱速度要慢于華北落葉松。0.1和0.3 mmolL-1鋁處理下，兩個(gè)自交系之間的差異不顯著，0.5 mmolL-1鋁處理下，兩者之間差異極為顯著(t=6.559 6**)。

圖3 不同濃度鋁處理下落葉松根系氧化力

3 結(jié)論

3.1 鋁脅迫抑制落葉松植株的生長(zhǎng)

鋁脅迫下，日本落葉松受到的影響要明顯小于華北落葉松，從植株的生長(zhǎng)量上看出兩者之間的差異顯著。

從試驗(yàn)結(jié)果可以看出，鋁對(duì)植株根系的影響要大于對(duì)地上部分的影響，鋁脅迫后地上部分干質(zhì)量的減小幅度幾乎都要小于根系的變化幅度。日本落葉松的表現(xiàn)較華北落葉松突出。

3.2 鋁脅迫影響落葉松根系的吸收能力

日本落葉松能夠在鋁脅迫下維持較高的呼吸、吸收及同化能力。根系氧化力的高低與植株根系呼吸強(qiáng)度有密切關(guān)系，根系呼吸活動(dòng)越強(qiáng)，其氧化能力就越高。試驗(yàn)結(jié)果表明，鋁脅迫抑制了落葉松根系的呼吸代謝，表現(xiàn)為根系氧化力隨著鋁處理濃度的增加而降低。日本落葉松較華北落葉松在所有不同濃度鋁處理下根系氧化力降低幅度都要小。

[1] 馬常耕,孫曉梅.我國(guó)落葉松遺傳改良現(xiàn)狀及發(fā)展方向[J].世界林業(yè)研究,2008(3):58-63

[2] 郭景恒，張曉山，湯鴻霄.酸沉降對(duì)地表生態(tài)系統(tǒng)的影響——I.土壤中鋁的活化與遷移[J].土壤,2003(2):89-93，125

[3] 李慶逵.中國(guó)紅壤[M].北京:科學(xué)出版社，1983

[4] 張憲政.作物生理研究法[M].北京:農(nóng)業(yè)出版社,1992

Effects of Aluminum Stress on Two kinds ofLarixgmeliniiSeedlings

Chai Bing

(The Three North Shelterbelt Work Station of Liaoning Province,Shenyang 110036,China)

Differences of tolerance forLarixkaempferi,Larixprincipis-rupprechtiiunder different concentrations of aluminum were studied by method of solution culture.Result shows that aluminum tolerance ofLarixkaempferiandLarixprincipis-rupprechtiiindicates that their leaf area,dry mass of root system and aboveground are significant.Aluminum stress inhibit growth ofLarixgmelinii.Effect inLarixkaempferiare significantly smaller than that inLarixprincipis-rupprechtii.The absorption capacity of root system forLarixgmeliniiwere affected by aluminum stress.Larixkaempferiaffected by aluminum less than that ofLarixprincipis-rupprechtiiunder the same conditions.

Larixkaempferi;Larixprincipis-rupprechtii;aluminum stress

1005-5215(2015)03-0020-02

2014-11-28

柴兵(1979-)，女，遼寧撫順人，碩士，高級(jí)工程師，主要從事三北防護(hù)林工程建設(shè)管理工作，Email：yubing10000@163.com

S791.22

A

10.13601/j.issn.1005-5215.2015.03.007