河西走廊中部荒漠绿洲过渡带藜科一年生草本植物对盐碱胁迫的响应

来源 :山西师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:shion31208
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藜科一年生草本植物是荒漠绿洲过渡带人工防风固沙林草本层的优势植物,在维持过渡带生态功能稳定方面发挥着不可替代的作用。本文选取河西走廊荒漠绿洲过渡带典型藜科一年生草本植物雾冰藜(Bassia dasyphylla)、刺沙蓬(Salsola ruthenica)和白茎盐生草(Halogeton arachnoideus)为研究对象,设置对照(0 mmol·L-1)、轻度(50 mmol·L-1)、中度(100 mmol·L-1和150 mmol·L-1)和重度(200 mmol·L-1)4个梯度的中性盐Na Cl和碱性盐Na HCO3胁迫,分析短期钠盐胁迫对3种藜科一年生草本植物的种子萌发、幼苗生长和生理特性的影响,以及长期钠盐胁迫对3种植物的生长繁殖、生物量积累和分配的影响。研究结果表明:(1)钠盐胁迫下,3种藜科一年生草本植物的种子萌发受到明显抑制,发芽率、发芽势和发芽指数随盐浓度增加而下降,与对照组相比分别降低12.0%-79.5%、17.1%-100.0%和8.8%-94.7%,而相对盐害率则随盐浓度增加而加剧。盐胁迫解除后,3种植物均可恢复萌发,复萌率为5.5%-33.7%。(2)短期钠盐胁迫下,幼苗生长期,3种植物的株高、主根长和植株鲜重均随盐浓度增加而下降,与对照组相比分别降低9.3%-55.8%、4.2%-51.9%和4.6%-84.0%。3种植物的生理变化显著,叶绿素含量在钠盐胁迫下呈下降趋势,比对照组降低3.1%-22.9%,而丙二醛含量呈上升趋势,比对照组增加0.7%-61.0%,游离脯氨酸和可溶性糖含量则呈先升后降趋势,其中,叶绿素在幼苗生长中起着关键作用。轻度、中度盐胁迫下,3种植物主要通过渗透调节来适应盐胁迫,可溶性糖和游离脯氨酸含量大幅提高(增幅为4.3%-53.3%),以通过细胞渗透调节来提高植物持水能力,维持植物正常生长;而在重度盐胁迫下,丙二醛含量迅速增加,叶绿素分解加速,渗透调节作用减弱,对植物生长的抑制作用明显。(3)长期钠盐胁迫下,3种藜科一年生草本植物的存活率随盐浓度的增加呈下降趋势,雾冰藜和刺沙蓬在重度Na Cl和Na HCO3胁迫下无法存活或存活率极低(0.0%-22.2%),白茎盐生草在重度Na HCO3胁迫下无法存活。长期钠盐胁迫显著抑制了刺沙蓬的生长和生物量积累,而一定浓度的盐分(50 mmol·L-1-150 mmol·L-1)可以促进雾冰藜和白茎盐生草的生长,雾冰藜的生物量在50 mmol·L-1Na HCO3和100 mmol·L-1Na Cl胁迫下增加7.8%-180.0%,白茎盐生草的株高、叶片数和生物量在100 mmol·L-1和150 mmol·L-1盐胁迫下增加1.5%-142.6%,而盐分浓度过高时则抑制其生长。(4)在个体适应策略上,3种植物通过减少根系物质分配来适应盐分胁迫。短期钠盐胁迫下,根冠比在重度胁迫下明显降低,比对照组降低16.6%-55.5%。长期钠盐胁迫下,根冠比呈显著下降趋势,比对照组降低7.9%-100.0%,地上部生物量分配随盐浓度增加呈上升趋势,其中低盐胁迫下(50 mmol·L-1、100mmol·L-1)繁殖分配比例增加明显(增幅为0.6%-66.3%),中高度盐胁迫下(150 mmol·L-1、200 mmol·L-1)茎、叶生物量分配比例增加显著(增幅为8.1%-18.5%),但根系生物量分配随盐分浓度增加而下降。这说明盐分胁迫下增加生物量在地上部的分配是藜科一年生草本植物应对盐分胁迫的方式之一。(5)碱性盐Na HCO3对3种植物的胁迫效应更大,同时,不同物种不同时期的耐盐性均存在显著差异,其中,白茎盐生草的耐盐性最强,雾冰藜次之,刺沙蓬最弱。发芽情况和植株形态可作为评价耐盐性强弱的首要参考因素,其次为渗透调节物质和光合色素。
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