鹽堿脅迫對玉米苗期生理指標(biāo)影響的研究進(jìn)展

劉暢 孫璐

摘 ? 要：全球有8億km2以上的土地受到鹽漬化影響，其中有4.34億km2的土地是由碳酸鈉等堿性鹽構(gòu)成的蘇打鹽堿土壤，鹽漬化是世界性的問題，也是制約農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的一個重要因素。重點介紹了鹽堿地對玉米萌發(fā)期生理指標(biāo)的影響。

關(guān)鍵詞：鹽堿脅迫;玉米;苗期;生理指標(biāo);影響;研究進(jìn)展

1 ? 鹽堿地的定義及類型

1.1 ? 鹽堿地的定義

目前學(xué)術(shù)界對于鹽堿地的看法，都是將其視作是鹽類集聚的一個具有代表性的種類，主要是指土壤中所蘊(yùn)含的鹽分對于種植作物的正常生長造成了影響。通過對聯(lián)合國教科文組織以及糧農(nóng)組織方面所展開的一系列不完全統(tǒng)計能夠得知，截至目前，全球鹽堿地的面積大約在9.543 8億hm2，而我國更是占到了很大一部分，達(dá)到了9 913萬hm2。從整體上進(jìn)行分析，實際上我國堿土和堿化土壤之所以會出現(xiàn)這樣一個龐大的數(shù)字，主要是由于絕大多數(shù)土壤與其中的碳酸鹽累積有所關(guān)聯(lián)，也正是因此才會導(dǎo)致堿化度如此之高，越是堿化的土壤越是無法讓植物正常生存。

1.2 ? 鹽堿地的類型

將鹽堿地科學(xué)地劃分成3種類型：第一種，輕鹽堿地;第二種，中度鹽堿地;第三種，重鹽堿地。所謂的輕鹽堿地，其實就是指在其土壤當(dāng)中作物出苗率保持在70%～80%的水平，并且對應(yīng)的含鹽量不超過3/1 000;所謂的重鹽堿地，其實就是指在其土壤當(dāng)中作物出苗率在50%以下，并且對應(yīng)的含鹽量不低于6/1 000;而相應(yīng)指標(biāo)處于上述兩者之間的土壤，就是所謂的中度鹽堿地（選擇使用pH值進(jìn)行表示：輕度鹽堿地對應(yīng)的pH值在7.1～8.5，中度鹽堿地對應(yīng)的pH值在8.5～9.5，而重鹽堿地對應(yīng)的pH值則要大于9.5）。

我國科學(xué)院南京土壤研究所曾按照鹽度所存在的不同對現(xiàn)階段多種土壤進(jìn)行了種類劃分，其中濱海鹽化土含鹽量大于6%，強(qiáng)度鹽化土保持在4%～6%，而中度鹽化土在2%～4%，輕度鹽化土也需要保持在1%～2%[1]。結(jié)合本研究可知，玉米適宜在輕度鹽化土上種植。

2 ? 鹽堿脅迫對玉米萌發(fā)期生理指標(biāo)的影響

2.1 ? 研究目的與鹽堿地現(xiàn)狀

玉米是一種具有代表性的非鹽生植物，更是我國北方區(qū)域不可缺少的一種糧食作物。與此同時，還是畜牧業(yè)飼料的主要來源和工業(yè)加工必不可缺的原料之一。其具備調(diào)節(jié)滲透壓、降低膜透性的顯著性特點，主要憑借其將各種各樣的有機(jī)物質(zhì)進(jìn)行合成，以此達(dá)到緩解鹽威脅的效果[2]。我國學(xué)者林棲鳳[3]曾在研究報道中以明文的形式提出了自己的看法：對于鹽生植物而言，主要需要以無機(jī)離子作為滲透調(diào)節(jié)物質(zhì);而對于非鹽生植物則不是如此，其主要滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)是以有機(jī)小分子為主進(jìn)行的。而玉米屬于非鹽生植物，本試驗是對玉米在碳酸鈉脅迫下3種有機(jī)小分子進(jìn)行研究，丙二醛、脯氨酸含量變化情況的研究結(jié)果也和這個觀點相吻合。植物如果想要有效地減輕鹽脅迫，需要借助外源物質(zhì)誘導(dǎo)積累滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的形式來調(diào)節(jié)體內(nèi)滲透壓的動態(tài)平衡進(jìn)行維持工作，這樣可以從根本上保護(hù)酶活性，對于生物膜的結(jié)構(gòu)更可以發(fā)揮出穩(wěn)定的作用。

我國因鹽漬化引起的土地退化占退化耕地的66.0%，隨著世界范圍土地鹽化、次生漬化的不斷加劇和鹽漬地建坪面積的不斷擴(kuò)大，研究作物對鹽脅迫的反應(yīng)及適應(yīng)性顯得越來越迫切。基于此，土壤的鹽堿化所延伸出來的一系列限制得到了擴(kuò)大，就連田地的分布與作物產(chǎn)量也都深受其影響。雖然我國近年來對于植物耐鹽性等諸多方面的研究取得了一定的進(jìn)展，但是考慮到植物鹽脅迫所涉及的機(jī)理機(jī)制存在著一定的復(fù)雜性，以致于無法取得突破性的成就[4]。

2.2 ? 鹽堿脅迫對玉米葉片丙二醛含量的影響

丙二醛含量對于脂膜過氧化程度而言實際上可以視作是一個關(guān)鍵性的指標(biāo)，現(xiàn)階段我國針對膜脂過氧化的程度選擇使用的方法，是以測試植物體內(nèi)的丙二醛含量為主。它能以間接的形式有效反映出膜系統(tǒng)具體的受損程度及植株當(dāng)前的抗逆性水平。在正常情況下，植物的細(xì)胞膜透性大小會由于土壤鹽度自身出現(xiàn)變化而隨之變化，其具備的細(xì)胞膜透性強(qiáng)弱能夠充分將植物的耐鹽性大小反映出來。在鹽脅迫的條件下，細(xì)胞膜透性所具備的穩(wěn)定性會得到一定的加強(qiáng)，而膜透性的增加不是十分明顯，傷害率相對也要低不少，這意味著該植物所具備的耐鹽性較強(qiáng)，而對于耐鹽性弱的植物而言，則恰恰相反[5]。

通過研究可知，在碳酸鈉脅迫下，濃度升高，玉米葉片的丙二醛濃度整體呈上升趨勢，在植物器官明顯呈現(xiàn)衰老或在逆境條件下遭到來自外界損傷之際，常常會在此時發(fā)生所謂的膜脂過氧化作用，而上述提及的丙二醛正是膜脂過氧化出來的一種最終分解產(chǎn)物。不過隨著時間的延長，玉米葉片丙二醛含量卻逐漸降低。這進(jìn)一步說明了適宜的碳酸鹽脅迫對玉米苗期的生理指標(biāo)產(chǎn)生有利影響，直到到達(dá)一個臨界點，碳酸鹽才會對玉米的生長產(chǎn)生抑制作用。

2.3 ? 鹽堿脅迫對玉米苗期脯氨酸含量的影響

從脯氨酸含量的角度進(jìn)行分析，所謂的脯氨酸，一直以來都被大眾視作是植物受環(huán)境脅迫而產(chǎn)生出來的一種指示性物質(zhì)，絕大部分植物自身在受脅迫的環(huán)境下就會產(chǎn)生出脯氨酸，此時主要被作為一種滲透調(diào)節(jié)劑，以此對于植物本體所受到的傷害進(jìn)行緩解。通過相關(guān)的試驗得出，一旦氯化鈉溶液對應(yīng)的濃度出現(xiàn)升高的跡象，那么玉米葉片當(dāng)中所蘊(yùn)含的脯氨酸含量就會呈現(xiàn)出升高的趨勢。

脯氨酸的積累主要是通過兩方面進(jìn)行的：一是依靠脅迫誘導(dǎo)吡咯-5-磷酸還原酶基因表達(dá)，以此促進(jìn)脯氨酸順利生成。二是脯氨酸氧化所對應(yīng)的酶活性明顯降低，最終的脯氨酸無法進(jìn)行氧化分解而積累產(chǎn)生的?；邴}濃度脅迫不斷增大的條件下，此時玉米葉片中所蘊(yùn)含的脯氨酸含量會表現(xiàn)出明顯的增大。綜上，在鹽脅迫下脯氨酸的積累能夠被視作是玉米抗逆性的一個關(guān)鍵性生理指標(biāo)。

3 ? 鹽堿脅迫在作物生長應(yīng)用上的問題

盡管我國的鹽堿地應(yīng)用已經(jīng)有了高速的發(fā)展，但是與國際上的相關(guān)研究相比較，我國在高端技術(shù)上還比不上國際先進(jìn)水平。存在的問題有很多，如在系列化方面，我國鹽堿地應(yīng)用低于國際同類型;在改良方法上低于先進(jìn)國家，而且改良鹽堿地成本過高，能不能大規(guī)模推廣是一個問題。鹽堿地的改良程度，到底哪種濃度適用于哪種作物等問題都未完全解決。所以，在鹽堿地上種植作物，還具有較多的問題和困難需要解決。

4 ? 結(jié)語

鹽堿地脅迫對玉米本身的生長發(fā)育、品質(zhì)產(chǎn)量等有著重要的影響，鹽堿地的合理改良對玉米生理指標(biāo)含量的增加及增產(chǎn)有著重要作用?，F(xiàn)階段鹽堿地應(yīng)用存在的一些重要問題，需要通過不斷的研究加以解決。

參考文獻(xiàn)：

[ 1 ] 劉春卿，楊勁松，陳德明，等.不同耐鹽性作物對鹽脅迫的響應(yīng)研究[J].土壤學(xué)報，2005， 42（6）：993-998.

[ 2 ] Zhao Fengyu，Guo Shan，Wang Zenglan.Recent advances instudy on transgenic plants for salt tolerance[J].Journal ofPlant Physiology and Molecular Biology，2003，29 （3）：171-178.

[ 3 ] 林棲鳳.耐鹽植物研究[M].北京：科學(xué)出版社，2004.

[ 4 ] 趙可夫，范海.鹽生植物極其對鹽漬生境的適應(yīng)生理[M].北京：科學(xué)出版社，2005.

[ 5 ] SHI DC，SHENG Y M.Effect of various salt-alkaline mixedstress conditions on sunflowers seedlings and analysis oftheir stress factors [J].Environmental and ExperimentalBotany，2005（54）：8-21.