虎尾草對(duì)鹽堿混合脅迫的生理響應(yīng)特點(diǎn).pdf

1、土壤鹽堿化是人類面臨的生態(tài)危機(jī)之一。在鹽堿土中可溶性鹽分的陽(yáng)離子主要有Na<'+>、Mg<'2+>、Ca<'2+>、K<'+>等，陰離子主要有Cl<'->、SO<,4><'2->、HCO<,3><'->、CO<,3><'2->、NO<,3><'->等。這些離子主要來(lái)自中性鹽或堿性鹽，也就是說(shuō)，根據(jù)鹽的性質(zhì)可以進(jìn)一步將天然鹽脅迫細(xì)分為：中性鹽脅迫、堿性鹽脅迫及中堿性鹽混合脅迫。就我國(guó)東北堿地草原地區(qū)而言，土壤鹽化和堿化往往相伴發(fā)生，其生態(tài)

2、破壞力較單獨(dú)的鹽化更大。因此，混合鹽堿脅迫才是該地區(qū)實(shí)際存在的主要問(wèn)題。 本實(shí)驗(yàn)針對(duì)鹽堿混合脅迫問(wèn)題，以東北堿地草原區(qū)常見的耐鹽堿牧草虎尾草(Chloris-virgata Sw.)為材料，將中性鹽NaCl、Na<,2>SO<,4>和堿性鹽NaHCO<,3>、Na<,2>CO<,3>按不同比例混合，模擬出25種鹽堿強(qiáng)度各不相同的天然鹽堿生態(tài)條件(總鹽濃度范圍60-300mM，pH范圍6.53-10.61)，并以此對(duì)虎尾草幼苗進(jìn)行

3、脅迫處理。測(cè)定虎尾草幼苗RGR、含水量、葉綠素、電解質(zhì)外滲率和無(wú)機(jī)離子等十幾項(xiàng)脅變指標(biāo)，并用數(shù)學(xué)方法分析鹽度、pH等脅迫因素與諸項(xiàng)脅變指標(biāo)間的相互關(guān)系，以期探討鹽堿混合脅迫的作用特點(diǎn)以及虎尾草對(duì)其適應(yīng)特點(diǎn)。 結(jié)果表明：(1)虎尾草在鹽濃度高達(dá)300mmol/L，pH為10.57的高鹽并高堿脅迫條件下仍能存活并且有一定的生長(zhǎng)，證明虎尾草是一種抗堿性很強(qiáng)的鹽生植物。這一結(jié)論為虎尾草的生態(tài)分布提供了可靠的依據(jù)。(2)各項(xiàng)脅變指標(biāo)值隨鹽

4、堿混合脅迫的增強(qiáng)產(chǎn)生規(guī)律性變化。具體來(lái)說(shuō)，相對(duì)生長(zhǎng)率、相對(duì)含水量和葉綠素含量隨脅迫增強(qiáng)而下降；電解質(zhì)外滲率、Na<'+>、Cl<'->、SO<,4><'2->、有機(jī)酸和檸檬酸含量則隨之上升；K<'+>含量先降后升；脯氨酸含量隨鹽度升高而升高。并且這些指標(biāo)體現(xiàn)出了共同的特點(diǎn)，即A、B、C三組(pH在8.92以下)與D、E兩組(pH在9.75以上)相比，脅變值上升或下降的幅度較小。此現(xiàn)象預(yù)示出，虎尾草適應(yīng)堿脅迫的臨界點(diǎn)可能在pH9左右，低于

5、此點(diǎn)時(shí)，堿脅迫(pH)對(duì)脅變響應(yīng)的影響相對(duì)較小；高于此點(diǎn)時(shí)，堿脅迫的作用明顯增強(qiáng)。雙因素方差分析的結(jié)果表明，鹽度和堿度(pH)對(duì)12項(xiàng)脅變指標(biāo)的影響以及兩因素之間的交互作用(除RGR之外)均達(dá)到極顯著水平。這一結(jié)果意味著，在鹽堿混合脅迫中不僅鹽脅迫和堿脅迫同時(shí)存在都起主要作用，而且兩種脅迫之間還相互影響。(3)虎尾草的滲透調(diào)節(jié)主要通過(guò)兩個(gè)途徑達(dá)到：一是植株在體內(nèi)積累一些無(wú)機(jī)離子和可溶性有機(jī)物來(lái)降低自身滲透勢(shì)；二是通過(guò)細(xì)胞失水降低細(xì)胞滲透

6、勢(shì)。Na<'+>、Cl<'->、SO<,4><'2->是虎尾草主要的無(wú)機(jī)滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，其中Na<'+>更為重要。脯氨酸和有機(jī)酸是最重要的有機(jī)滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)。其有機(jī)酸的積累特點(diǎn)與只在堿脅迫下才積累的星星草和羊草明顯不同，虎尾草的有機(jī)酸積累不僅被堿脅迫所促進(jìn)而且也被鹽脅迫促進(jìn)，尤其是在高鹽并高堿脅迫下積累明顯增強(qiáng)。積累的有機(jī)酸除了在滲透調(diào)節(jié)方面起作用之外，更主要的作用是調(diào)節(jié)體內(nèi)離子平衡及pH穩(wěn)定。實(shí)驗(yàn)證明，有機(jī)酸是維持虎尾草體內(nèi)離子平衡的主要