半紅樹植物水黃皮幼苗耐鹽性研究

1、半紅樹植物水黃皮幼苗耐鹽性研究論文導讀:：水黃皮Pongamiapinnata(L.)Pierre。鹽脅迫梯度處理方法。每處理每項生理指標做重復3次。生長量、生物量及葉面積測定。論文關(guān)鍵詞：水黃皮，鹽脅迫，生理指標，生物量，主成分分析半紅樹植物是既能生長于潮間帶，有時成為優(yōu)勢種，但也能在陸地非鹽漬土生長的兩棲木本植物【1】，在防風護岸、維系海岸濕地和近海生物多樣性等方面具有極其重要的作用，在海南、廣東、廣西、福建、臺灣、香港，澳門等地均有分布。半紅樹植物具有獨特的生境適應性和生態(tài)功能，對濕地植被恢復和豐富物種多樣性具有極其重要的價值，許多半紅樹樹種還具有重要的經(jīng)濟價值。水黃皮Pongamia

2、pinnata(L.) Pierre，半紅樹樹種之一，分布于印度、斯里蘭卡、馬來西亞、澳大利亞、玻利尼西亞等地鹽脅迫，我國廣東、廣西、海南、香港和臺灣有天然分布【2】。水黃皮是一種具有傳統(tǒng)藥用價值的植物，從水黃皮中別離出的化合物主要有黃酮、二氫黃酮、查耳酮和三萜【3】，Tanaka從取材于日本的水黃皮中提取了18種黃酮類化合物，并對這些黃酮類化合物的組成成分進行了深入研究【4】。除此之外，Rameshthangam等從水黃皮葉中提取出鄰苯二甲酸鹽，可抗白色斑點綜合病癥病毒。從水黃皮葉中粗提和凈化后的口服劑能有效控制白色斑點綜合癥的病原體，并且能降低被傳染者的死亡率【5】。Malaya從水黃皮的

3、游離脂肪酸中提煉出了生物柴油【6】。國內(nèi)對水黃皮研究報道較少，中國科學院南海海洋研究所從水黃皮中別離鑒定出了7個黃酮類化合物【7】，李想等首次從水黃皮中別離純化了1個倍半萜類化合物，并確定了它的結(jié)構(gòu)。除此之外，國內(nèi)外研究學者在水黃皮的化學成分及生物柴油提取上還做了局部研究。近年來，由于沿海地區(qū)的開發(fā)造成對紅樹林的嚴重破壞，半紅樹植物資源日漸減少，無論從半紅樹植物水黃皮的生態(tài)功能及生物多樣性作用還是從其藥用經(jīng)濟價值出發(fā)，半紅樹植物水黃皮的開發(fā)利用和營造林都具有長遠的研究前景和巨大的研究空間。水黃皮作為主要分布于陸地林木和海灘林木的過渡帶的半紅樹植物樹種之一，具有一定的耐鹽能力，但其耐鹽性比紅樹植

4、物要弱，土壤鹽度成為水黃皮向沿海灘涂繁衍的主要制約因素之一。目前對水黃皮耐鹽性的研究還未見報道，本研究以半紅樹植物水黃皮為研究對象，對其進行鹽梯度脅迫處理，通過對各鹽度處理下生長及生理指標進行主成分分析來了解半紅樹植物水黃皮的耐鹽性強弱和適生鹽度范圍鹽脅迫，為今后半紅樹植物水黃皮的引種、推廣及營造林中立地選擇提供理論依據(jù)和數(shù)據(jù)參考，以期使半紅樹植物在紅樹林的保護和恢復以及濕地生態(tài)系統(tǒng)的改善中發(fā)揮更大的作用。1 試驗材料與方法1.1 試驗材料于2021年1月初將溫室內(nèi)育出的出土兩個月左右的半紅樹植物水黃皮健壯幼苗移栽到裝4kg混合土 土壤重 /(kg) 施鹽總量/(g) 每次施鹽量/(g) 施鹽

5、次數(shù) /次 鹽溶液濃度 /(g.ml-1) 每次施鹽 容積/(ml) 0% 4 0 0 0 0 100 0.3% 4 12 1 12 10 100 0.6% 4 24 2 12 20 100 0.9% 4 36 3 12 30 100 1.2% 4 48 4 12 40 100 1.5% 4 60 5 12 50 100 1.8% 4 72 6 12 60 100 2土壤鹽梯度檢驗由于土壤中原本含少量鹽，為了和野外造林土壤中含鹽量相對應，得出準確的土壤含鹽量，并消除施鹽過程中引起的鹽梯度誤差，試驗結(jié)束后還需采集土樣鹽脅迫，對土壤的全鹽量進行土壤分析，以確定土壤的最終含鹽量，土壤全鹽量分析采用質(zhì)

6、量法。3生長量、生物量及葉面積測定從對半紅樹植物水黃皮幼苗第一次施鹽起，每10天對試驗苗木的苗高和地徑進行測定。試驗結(jié)束階段用葉面積儀Li-3000對每株苗木葉片面積進行測定，并將全部試驗苗木裝入信封放入恒溫烘箱中，先在110下殺青20min，再在80下烘干至恒重，烘干取出后用電子天平分別稱量每株苗木的根、徑、葉干重。4植物生理分析于2021年8月初取鹽梯度脅迫處理后植株中上部無損傷成熟葉和生長正常的根進行各項生理指標的測定，每處理每項生理指標做重復3次。葉綠素含量的測定采用分光光度法；丙二醛(MDA)含量測定采用硫代巴比妥酸TBA比色法，略有改動；超氧化物歧化酶SOD活性測定參照Stewer

7、t和Bewley抑制NBT光化復原的方法；游離脯氨酸含量測定采用磺基水楊酸浸提法；質(zhì)膜透性的測度采用相對電導率法。根活力的測定采用TTC法。5凈光合速率測定于2021年8月中旬晴好天氣上午10：00時采用便攜式光合測定儀(LI-6400Portable Photo Synthesis System,Lincoln,USA) 對不同鹽度處理下植株的凈光合速率進行測定。測定時隨機選擇測定樣株，每區(qū)組每處理5個重復，在樣株上部向陽面選擇葉片較多的同化枝進行測定，測定每個樣枝讀取5個測量數(shù)據(jù)，各處理的凈光合速率取平均值。2 數(shù)據(jù)處理所有數(shù)據(jù)在SPSS15.0處理軟件中進行分析處理，其中方差分析采用單因

8、素方差分析法One-Way ANOVA，多重比擬采用最小顯著差異法LSD。3 結(jié)果與分析3.1 不同施鹽梯度土樣的全鹽量不同鹽度施鹽處理后土樣的實際土壤全鹽量見表2，土壤分析所得的土壤全鹽量指標可作為造林中立地選擇的參考指標。如表2所示，未施鹽的土壤中原本全鹽量為5 g.kg-1，7個脅迫鹽度分別為：5、8、11、14、17、20、23 g.kg-1。表2 不同施鹽梯度的土壤實際含鹽量Tab2 The actual salt of various salt gradientsample soil 施鹽梯度/ (%) 土壤全鹽量/(g.kg-1) 0 5 0.3 8 0.6 11 0.9 14

9、1.2 17 1.5 20 1.8 23 3.2 不同鹽度處理下半紅樹植物水黃皮的生長量如圖1所示，不同鹽度處理下水黃皮幼苗的月均苗高增量、月均地徑增量及月均葉片數(shù)增量均有顯著差異P0.05。月均苗高增量在鹽度為5、8 g.kg-1處理下均保持較高水平，鹽度繼續(xù)增大后鹽脅迫，月均苗高增量急劇下降，鹽度為11g.kg-1處理下的月均苗高增量僅為對照處理的15%；月均地徑增量和月均葉片增量均隨鹽度的增大而下降，鹽度超過11g.kg-1后脫葉現(xiàn)象嚴重?？梢婝}脅迫不利于水黃皮幼苗葉片的生長，對水黃皮苗高生長限制也較大。3.3 不同鹽度處理下半紅樹植物水黃皮的生物量如表3所示，不同鹽度處理下水黃皮的單株

10、根、徑、葉干重及總生物量均有顯著差異3.4 不同鹽度處理下半紅樹植物水黃皮的凈光合速率圖2為半紅樹植物水黃皮在2021年8月份晴天上午10：00不同鹽度處理下的凈光合速率，光照強度為800mol.m-2s-1。如下圖：水黃皮幼苗的凈光合速率在鹽度為5、8、11 g.kg-1處理間呈顯著性差異 88.17 0.3113 月均地徑增量(X2) 87.98 0.3110 葉面積(X3) 95.26 0.3236 單株根干重(X4) 92.93 0.3196 單株徑干重(X5) 89.68 0.3140 單株葉干重(X6) 97.81 0.3279 總生物量(X7) 99.00 0.3299 凈光合速

11、率(X8) 80.45 0.2974 葉綠素總量(X9) 87.80 0.3107 根活力(X10) 90.63 0.3156 由表5可得：水黃皮第一主成分表達公式：F1=0.3113*X1+0.3110*X2+0.3236*X3+0.3196*X4+0.3140*X5+0.3279*X6+0.3299*X7+0.2974*X8+0.3107*X9+0.3156*X10表6 不同鹽度處理下半紅樹植物水黃皮的主成分值Tab6 Values of the principal components ofsemi-mangrove Pongamia pinnata with different sal

12、t treatments 鹽梯度/(g.kg-1) 主成分得分 5 7.1616 8 5.5551 11 0.4998 14 -0.7743 17 -2.2330 20 -4.9092 23 -5.3000 4 小結(jié)與討論不同鹽度處理下水黃皮幼苗的月均苗高增量、月均地徑增量及月均葉片數(shù)增量差異顯著，且隨著鹽度的增大呈下降趨勢，在對照5 g.kg-1和低鹽8 g.kg-1處理下均保持較高值，鹽度超過超過11g.kg-1后脫葉現(xiàn)象嚴重。水黃皮葉片對鹽度的反映較為敏感，進而影響到葉綠素合成和光合作用，導致水黃皮在高鹽度下生長較差。不同鹽度處理下水黃皮幼苗的生物量及光合速率均差異顯著，水黃皮幼苗的凈光

13、合速率在鹽度為5、8、11 g.kg-1處理下保持較高值，最大值出現(xiàn)在鹽度為8 g.kg-1的處理下，在鹽度14 g.kg-1處理下，水黃皮幼苗的凈光合速率為負值，呼吸速率大于光合速率，幼苗生長受限。水黃皮幼苗的單株根、徑、葉干重及總生物量在鹽度為5和8 g.kg-1處理下值較高，當鹽度繼續(xù)增大后，水黃皮幼苗的單株根干重、葉干重和總生物量均顯著下降?？梢姷望}處理對水黃皮的光合速率有一定的促進作用，但鹽度過高那么起抑制作用。半紅樹植物水黃皮在不同程度的鹽脅迫下，不僅在生長速度上表現(xiàn)出差異，在抗性生理指標上也表現(xiàn)出一定的規(guī)律。半紅樹植物水黃皮的抗逆性生理指標SOD活性、游離脯氨酸、質(zhì)膜透性和丙二醛

14、均有隨鹽度的增大而呈上升趨勢。SOD是植物保護酶之一，已廣泛應用于植物對逆境的反響機理的研究。隨著鹽度的增大鹽脅迫，水黃皮葉片內(nèi)的SOD呈上升趨勢，以增加超氧化物歧化酶來防御活性氧或其他氧化物自由基對細胞膜系統(tǒng)的傷害。水黃皮葉片內(nèi)的游離脯氨酸隨鹽脅迫增大而增大，這種現(xiàn)象是植物對逆境脅迫的一種生理反響，一方面是細胞結(jié)構(gòu)和功能遭受傷害的反響，另一方面是植物在逆境下的適應表現(xiàn) 。主成分分析是將多指標問題轉(zhuǎn)化為較少的綜合指標的一種綜合分析方法，比從單個指標對植物的環(huán)境脅迫生長適應性的分析判斷更為準確合理。本研究用主成分分析方法對半紅樹植物水黃皮在不同鹽度處理下的生長信息指標進行了綜合分析，更加系統(tǒng)、合

15、理的評價了半紅樹植物水黃皮對各鹽度的適應生長情況，更加客觀的反響了半紅樹植物水黃皮的耐鹽能力，在成活鹽度范圍內(nèi)找出了半紅樹植物水黃皮的適應生長鹽度范圍。通過主成分分析得出水黃皮幼苗在鹽度為5、8 g.kg-1處理下生長較好，鹽度超過11 g.kg-1后，不適生長?？梢姲爰t樹植物水黃皮對土壤鹽度具有一定的耐受性，可在鹽度適合的沿海岸邊造林生長，還可能成為在適宜的氣候條件下鹽堿土造林的優(yōu)選樹種之一，具有廣闊的開發(fā)應用前景。參考文獻：【4】Toshiyuki T, Munekazu I, Kaoru Y, et al.Flavonoids in root bark of Pongamia pinna

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