虎尾草對鹽堿混合脅迫的生理響應(yīng)特點.pdf

1、土壤鹽堿化是人類面臨的生態(tài)危機之一。在鹽堿土中可溶性鹽分的陽離子主要有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。這些離子主要來自中性鹽或堿性鹽，也就是說，根據(jù)鹽的性質(zhì)可以進一步將天然鹽脅迫細分為：中性鹽脅迫、堿性鹽脅迫及中堿性鹽混合脅迫。就我國東北堿地草原地區(qū)而言，土壤鹽化和堿化往往相伴發(fā)生，其生態(tài)

2、破壞力較單獨的鹽化更大。因此，混合鹽堿脅迫才是該地區(qū)實際存在的主要問題。 本實驗針對鹽堿混合脅迫問題，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)，并以此對虎尾草幼苗進行

3、脅迫處理。測定虎尾草幼苗RGR、含水量、葉綠素、電解質(zhì)外滲率和無機離子等十幾項脅變指標，并用數(shù)學(xué)方法分析鹽度、pH等脅迫因素與諸項脅變指標間的相互關(guān)系，以期探討鹽堿混合脅迫的作用特點以及虎尾草對其適應(yīng)特點。 結(jié)果表明：(1)虎尾草在鹽濃度高達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，證明虎尾草是一種抗堿性很強的鹽生植物。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)各項脅變指標值隨鹽

4、堿混合脅迫的增強產(chǎn)生規(guī)律性變化。具體來說，相對生長率、相對含水量和葉綠素含量隨脅迫增強而下降；電解質(zhì)外滲率、Na<'+>、Cl<'->、SO<,4><'2->、有機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。并且這些指標體現(xiàn)出了共同的特點，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)堿脅迫的臨界點可能在pH9左右，低于

5、此點時，堿脅迫(pH)對脅變響應(yīng)的影響相對較?。桓哂诖它c時，堿脅迫的作用明顯增強。雙因素方差分析的結(jié)果表明，鹽度和堿度(pH)對12項脅變指標的影響以及兩因素之間的交互作用(除RGR之外)均達到極顯著水平。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)主要通過兩個途徑達到：一是植株在體內(nèi)積累一些無機離子和可溶性有機物來降低自身滲透勢；二是通過細胞失水降低細胞滲透

6、勢。Na<'+>、Cl<'->、SO<,4><'2->是虎尾草主要的無機滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，其中Na<'+>更為重要。脯氨酸和有機酸是最重要的有機滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)。其有機酸的積累特點與只在堿脅迫下才積累的星星草和羊草明顯不同，虎尾草的有機酸積累不僅被堿脅迫所促進而且也被鹽脅迫促進，尤其是在高鹽并高堿脅迫下積累明顯增強。積累的有機酸除了在滲透調(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。實驗證明，有機酸是維持虎尾草體內(nèi)離子平衡的主要