2.4 耐鹽型植物的篩選

2.4.1 材料與方法

1.試驗處理

選擇丁香、金銀木、膠東衛矛、紅瑞木、大葉黃楊、馬藺、麥冬、甘野菊、青綠苔草、金娃娃萱草10種常用園林植物，盆栽試驗采用完全隨機試驗設計，進行鹽（NaCl）脅迫處理。鹽（NaCl）處理6個水平分別是：CK（0）、A（0.1%）、B（0.2%）、C（0.3%）、D（0.4%）、E（0.5%）。每兩天定時定量（1L）以預定的濃度澆灌，處理2周以后分別取樣進行各生理指標的測定，處理后1周、2周、4周測定鹽脅迫危害。

2.測定指標及方法

（1）鹽脅迫危害調查。2010年，鹽處理1周、2周和4周后，對植株新梢、葉片等部位的受害情況進行調查。根據鹽脅迫危害程度輕重分為以下5個級別并給予分數評價：

0級：無鹽脅迫危害癥狀，1分；

1級：有少部分葉尖、葉緣和葉脈變黃，2分；

2級：約有1/2的葉尖、葉緣焦枯，3分；

3級：大部分葉片有葉尖、葉緣焦枯和落葉現象，4分；

4級：枝枯、葉落直至死亡，5分。

最后將定性和定量結合起來，使之數量化，對每一處理、每一個植物耐鹽特性綜合打分描述。

（2）鮮重、干重和相對生物量測定。鹽處理前和處理后的2周、4周分別測定一次。材料取出后，將其分為地上部分和根后，用無離子水沖洗干凈，再用吸水紙吸干稱鮮重（FW），80℃烘干后稱干重（DW），測定干重后計算相對生物量。

相對生物量=（第n次調查生物量-第n-1次調查生物量）/第n-1次調查生物量。

（3）光合指標測定。處理后的2周、4周分別監測一次。每種植物每個處理測定3～4株，每株選取第3～4葉序的功能葉，葉溫維持在25±1.0℃，CO₂濃度在350～450μL/L，光通量密度在700～800μmol/（m²·s）。采用Licor-6200便攜式光合測定系統進行光合速率（Pn）、氣孔導度（Gs）、胞間CO₂濃度（Ci）測定。

（4）葉片葉綠素含量測定。處理前及處理后的2周、4周分別測定。取各植物大體相同部位功能葉片8～12片，用0.81cm²打孔器打出葉圓片10片，放入10mL的96%乙醇溶液中，密封，暗處提取葉綠素。待浸泡48h后，再以空白參比做對照，用UV-754分光光度計在665nm和649nm處測其吸光值。將所測數值代入以下公式，求得葉綠素含量。

（5）葉片滲透勢測定。處理后的2周、4周分別測定一次。將不同處理的材料同一部位的葉片取下，用濕紗布擦去表面的灰塵，立即放入液氮中15min，取出后置于注射器中，解凍30min后擠出汁液，用FM-8型冰點滲透壓計測定葉片汁液的ic值，用Ψ=-icRT計算滲透勢，其中i為等滲透系數，c為濃度，R為氣體常數，T為絕對溫度。

（6）Na⁺含量測定。處理后的2周、4周分別測定一次。取葉片材料用原子吸收光譜測定。測定前用濕法灰化樣品，各組樣品經鮮樣稱重后置于含20mL混合酸（高氯酸：硝酸=1：5）的燒杯中緩慢加熱分解至剩余1～2mL止，然后用去離子水稀釋至20mL供測試。

2.4.2 鹽脅迫危害調查

調查每個鹽脅迫處理使植株、新梢、葉片受害的情況，根據鹽脅迫危害程度輕重分級并給予分數評價，最后將定性和定量結合起來，使之數量化，對每一處理下的所有植物進行耐鹽特性綜合描述。丁香、金銀木、膠東衛矛、紅瑞木、大葉黃楊、馬藺、麥冬、甘野菊、青綠苔草、金娃娃萱草鹽脅迫危害調查結果見表2-27。

從表2-27中可以看出，不同鹽濃度處理的鹽脅迫危害綜合得分在品種之間存在很大的差異。鹽分濃度增加，各樹種的鹽脅迫危害得分逐漸增大，鹽脅迫處理時間越長，樹種受到傷害越嚴重。0.1%鹽濃度處理下，所有供試植物都能正常生長，且隨著時間的推移，未出現明顯異常的情況。0.2%鹽濃度處理下，丁香、金銀木、紅瑞木、馬藺、甘野菊、青綠苔草能夠正常生長，膠東衛矛、大葉黃楊、麥冬、金娃娃萱草處理后1周內生長正常，此后隨著處理時間延長，輕微受到傷害。當鹽濃度為0.3%時，膠東衛矛、大葉黃楊、麥冬和金娃娃萱草已表現出明顯的受害特征，且隨著脅迫時間的延長，傷害越來越大，丁香、金銀木和青綠苔草前2周都表現正常，此后到第4周時，已受到輕度危害；紅瑞木、甘野菊第一周生長正常，此后隨著處理霎時間的延長，也受到輕度危害；馬藺則正常生長。0.4%鹽濃度處理下，所有植物都受到了明顯傷害，其中膠東衛矛、大葉黃楊、麥冬、金娃娃萱草生長受到嚴重抑制，到第4周時，金娃娃萱草的傷害值達到了98分；丁香、金銀木、紅瑞木、馬藺、甘野菊、青綠苔草生長受抑較輕。當鹽濃度大于0.5%，處理4周后，膠東衛矛、大葉黃楊、麥冬、金娃娃萱草全部死亡，其他植物傷害率也達到90以上。

2.4.3 相對生物量

植物生長過程對鹽脅迫非常敏感。因此，生物量，尤其是相對生物量是評估鹽脅迫程度和植物耐鹽能力的一個可靠標準。

從圖2-12中可以看出，隨著鹽分濃度增加，所有供試植物的相對生物量逐漸下降。與對照相比，0.1%鹽濃度處理下10種植物生物量略有下降。從0.1%鹽濃度處理開始，隨著鹽濃度的增加，各植物的生物量都開始下降，其中，膠東衛矛、大葉黃楊下降得最為迅速，其次是金娃娃萱草，其他植物生物量下降的相對平緩。0.4%鹽濃度處理以后，各植物生物量變化都逐漸變緩。在鹽分脅迫下，各植物生物量整個變化過程基本呈現典型的“S”型，主要原因是在鹽濃度較低時（≤0.2%）生長受到鹽脅迫抑制較輕，生物量變化緩慢；隨著鹽濃度升高，超過樹種耐鹽特性的臨界點，生長受到鹽脅迫抑制增強，生物量迅速下降；到鹽濃度較高（≥0.4%）時，生長已經受到嚴重抑制，生長緩慢，且有的樹種已經出現死亡現象，因此生物量變化不大。

2.4.4 光合作用特征

1.植物葉片凈光合速率變化

鹽分狀況是影響光合作用的重要因素，鹽脅迫使10種植物的光合速率明顯下降。

從圖2-13可以看出，麥冬鹽脅迫處理下的光合速率變化最為劇烈，0.1%鹽濃度時葉片光合速率就與對照有明顯差異，并且隨著鹽濃度的增加，迅速下降，到0.4%鹽濃度后下降速度趨于平穩；其次是膠東衛矛、大葉黃楊、金娃娃萱草，從0.2%鹽濃度開始就快速下降，但到0.4%鹽濃度后，下降速率變緩，變化幅度變小；紅瑞木和甘野菊的葉片光合速率也從0.2%鹽濃度開始下降，但下降幅度略小；丁香、馬藺和青綠苔草葉片光合速率從0.3%開始下降，但丁香下降幅度大，并呈遞減趨勢，而馬藺、青綠苔草則變化較平緩。

2.氣孔導度變化

鹽脅迫下，植物光合速率降低。一般認為導致光合速率降低的因子包括氣孔限制和非氣孔限制。在鹽脅迫條件下，植物體中的ABA含量增加，可能是引起氣孔非均勻關閉的重要因素。很多實驗已證實，鹽脅迫下氣孔發生非均勻關閉。但有學者認為，氣孔的不均勻關閉并不限制CO₂進入葉片，也不會影響細胞間隙CO₂濃度值。

從圖2-14中可以看出，隨著鹽濃度增大，10種植物的氣孔導度逐漸減小，趨勢較為一致，但是各植物之間存在差別。大葉黃楊、麥冬、金娃娃萱草氣孔導度變化比較劇烈，從0.1%鹽濃度開始，就大幅度下降。與對照（CK）相比，0.1%鹽濃度處理，大葉黃楊、麥冬、金娃娃萱草氣孔導度分別下降了23.64%、23.08%、22.39%；其次是膠東衛矛和紅瑞木，氣孔導度下降了13.21%、13.04%；金銀木、甘野菊的氣孔導度下降11.54%和11.11%；而丁香、馬藺和青綠苔草則基本沒有變化，下降幅度分別為4.0%、1.96%、6.02%。0.2%鹽濃度處理，大葉黃楊氣孔導度下降41.82%；金娃娃萱草、麥冬氣孔導度分別下降了34.7%、34.62%；金銀木、膠東衛矛、紅瑞木、甘野菊氣孔導度分別下降30.77%、28.3%、26.09%、25.93%；馬藺、丁香和青綠苔草則分別下降5.88%、16.0%、21.05%。0.3%鹽濃度處理，金娃娃萱草、麥冬、大葉黃楊、膠東衛矛氣孔導度下降幅度超過55%；丁香、金銀木和紅瑞木氣孔導度下降幅度在43%～48%之間；甘野菊下降37.04%，青綠苔草下降28.57%，而馬藺則只下降了11.76%。0.4%鹽濃度處理，丁香氣孔導度下降幅度達到50%，青綠苔草下降47.37%，馬藺下降29.41%；其他種類中，甘野菊、金銀木和紅瑞木的氣孔導度下降幅度在60%左右，而大葉黃楊、膠東衛矛、金娃娃萱草、麥冬的下降幅度則接近70%。0.5%鹽濃度處理，馬藺氣孔導度下降56.86%；青綠苔草、金銀木、丁香和甘野菊下降幅度在62%～66%之間；其他種類下降幅度都在70%以上，金娃娃萱草和大葉黃楊甚至達到了75%。

綜上所述，不同鹽濃度處理氣孔導度變化不一樣，說明每個樹種氣孔導度在其耐鹽特性中發揮的作用是不一樣的。馬藺的氣孔導度隨鹽濃度增加，變化比較緩慢，其次是青綠苔草，而氣孔導度隨鹽濃度變化最明顯的是大葉黃楊、金娃娃萱草、麥冬、膠東衛矛，其他種類居中。

3.胞間CO₂濃度變化

鹽脅迫對各植物胞間CO₂濃度有一定影響。由圖2-15可知，隨著鹽濃度的增加，各植物胞間CO₂濃度逐漸上升，但各植物間有明顯差異。膠東衛矛、大葉黃楊、金娃娃萱草、麥冬從0.3%鹽濃度處理開始，胞間CO₂濃度迅速上升，升幅分別高達9.71%、9.32%、7.89%、6.32%，升幅最小的是馬藺，為4.0%，其他5種植物的升幅在4.7%～5.9%之間。當0.4%鹽濃度時，膠東衛矛、大葉黃楊胞間CO₂濃度分別上升10.43%、9.68%，甘野菊上升速度加快，上升了9.67%，麥冬和金娃娃萱草胞間CO₂濃度上升8.27%、8.24%，馬藺仍是上升幅度最小的，為4.73%，其余種類上升約7.0%左右。在0.5%鹽濃度時，各植物胞間CO₂濃度變化幅度變小，趨于平緩，尤其是膠東衛矛和大葉黃楊，變化幅度非常小。

4.植物葉片凈光合速率變化

各種鹽濃度處理下10種植物的凈光合速率如圖2-16所示。可以看出，總體上隨著鹽濃度的增加，植物凈光合速率降低。麥冬的光合速率變化最為劇烈，0.1%鹽濃度時葉片光合速率就與對照有明顯差異，并且隨著鹽濃度的增加，迅速下降，到0.4%鹽濃度后下降速度趨于平穩；其次是膠東衛矛、大葉黃楊、金娃娃萱草，從0.2%鹽濃度開始就快速下降，但到0.4%鹽濃度后，下降速率變緩，變化幅度變小；紅瑞木和甘野菊的葉片光合速率也從0.2%鹽濃度開始下降，但下降幅度略小；丁香、馬藺和青綠苔草葉片光合速率從0.3%開始下降，但丁香下降幅度大，并呈遞減趨勢，而馬藺、青綠苔草則變化較平緩。

土壤的鹽漬能夠危害到植物的生長，通過影響植物光合作用使得植物相對生物量下降。一般認為導致光合速率降低的因子包括氣孔限制和非氣孔限制。通過對植物葉片凈光合速率、氣孔導度及胞間CO₂濃度的監測發現，植物受鹽脅迫光合速率下降可分為兩個時期，在鹽脅迫前期（短期），或者鹽脅迫危害性比較小時，光合速率下降伴隨著氣孔導度的降低和胞間CO₂濃度的小幅增加，此時光合速率下降主要原因在于氣孔限制，隨著鹽脅迫的持續（長期），光合速率和氣孔導度進一步下降，而胞間CO₂濃度上升，使非氣孔因素逐漸成為限制光合作用的主要因素，可見在整個鹽脅迫過程中非氣孔限制相對占主導地位。

2.4.5 葉綠素含量變化

葉綠素是重要的光合作用物質，它含量的多少在一定程度上反映了植物光合作用強度的高低，從而影響植物的生長。很多研究表明，各個細胞器中，受鹽分影響最敏感的是葉綠素。

由圖2-17可以看出，不同植物葉片葉綠素含量受鹽脅迫濃度的影響存在著顯著差異。總體來說，隨著鹽濃度的增加，各植物葉綠素含量均呈下降趨勢。與對照相比，麥冬、膠東衛矛，大葉黃楊、金娃娃萱草的葉綠素含量下降幅度最大，從0.3%鹽濃度開始有大幅度下降，下降幅度分別達40%、36.6%、35.9%和33.3%；0.4%鹽濃度時，下降率基本達到了50%時，分別為50%、53.7%、48.7%、52.8%；0.5%鹽濃度時，下降幅度進一步增大，為57.5%、65.9%、64.1%和63.9%。其次是金銀木、紅瑞木、青綠苔草、甘野菊，0.3%鹽濃度時，分別下降26.5%、26.3%、26.3%、21.1%；0.4%鹽濃度時，下降率為38.2%、42.1%、42.1%、42.1%，下降幅度在40%左右；0.5%鹽濃度時，下降幅度大多超過50%，分別為44.1%、57.9%、52.6%、52.6%。丁香和馬藺在0.3%鹽濃度時下降幅度很小，只有15.2%和14.7%；0.4%鹽濃度時，下降幅度稍有增加，分別為30.3%和29.4%；0.5%鹽濃度時，下降幅度基本達到40%，分別為39.4%和41.2%。以上分析表明，鹽脅迫對葉綠素的形成造成破壞，對葉綠素的合成與分解之間的平衡產生影響，進而影響植物的光合作用強度和生長。

鹽危害與這10個樹種的葉綠素含量存在極顯著的負相關關系，隨著鹽危害程度增加，有些植物葉綠素大量遭到破壞，含量減少，這說明當鹽度水平高，或者植物對鹽特別敏感，或延長它暴于鹽的時間的時候，光合作用器官的瓦解猛然增大，在整個植物水平上可以通過失綠以及最后葉子壞死來表現。

2.4.6 葉片滲透勢

植物滲透調節能力的大小可以用逆境下細胞滲透勢的降低值來表示。圖2-18表明，隨著鹽濃度升高，樹種葉片的滲透勢逐漸降低，滲透調節能力不斷增強，說明鹽漬逆境條件下，樹種能夠通過降低滲透勢以增強吸水能力，保證逆境下的正常生長。大葉黃楊葉片滲透勢從0.2%鹽濃度開始迅速下降，到0.5%鹽濃度時，滲透勢值超過1MPa。膠東衛矛、紅瑞木、麥冬和金娃娃萱草的葉片滲透勢從0.3%鹽濃度開始有了大幅下降。金銀木、丁香、甘野菊、青綠苔草在0～0.3%鹽濃度處理時，葉片滲透勢變化比較緩慢，到了0.4%鹽濃度處理時，葉片滲透勢迅速下降，其后變化緩慢。馬藺在0.4%鹽濃度處理時，葉片滲透勢有所下降，到0.5%鹽濃度時，下降速度加大。

2.4.7 Na⁺含量變化

離子毒害主要是由于植物攝取了過量的Na⁺、K^-、Cl^-等離子，使植物細胞內離子濃度增高，而細胞內許多酶卻只能在很窄的離子濃度范圍內才具有活性，一般認為在無機鹽中對植物危害最大的是鈉鹽。因此，研究Na⁺對了解鹽脅迫的機理有著重要的意義。

從圖2-19中可以看出，隨著鹽濃度增加，各樹種體內Na⁺含量逐漸升高。在0.1%鹽濃度處理時，大葉黃楊、膠東衛矛葉片中Na⁺含量迅速上升；麥冬和金娃娃萱草葉片中Na⁺含量從0.2%鹽濃度開始明顯上升，并且，4種植物隨著鹽濃度增加變化趨勢基本一致，Na⁺含量依然是不斷上升，到0.4%鹽濃度處理時，增加速度開始變緩；金銀木、甘野菊、青綠苔草、馬藺從0.2%鹽濃度處理開始，Na⁺含量增加比較明顯，并且隨著鹽濃度的增加，Na⁺含量逐級遞增，其中金銀木增長更為迅速；紅瑞木、丁香葉片中Na⁺含量在0～0.2%鹽處理時變化不大，從0.3%鹽濃度開始，隨鹽脅迫加大，上升趨勢很明顯。

結合葉片滲透勢的變化來看，鹽脅迫條件下，植物的生長明顯受到抑制，其原因可能是由于外界鹽濃度影響土壤的滲透勢，造成植物吸水困難，植物會在鹽脅迫存在時發生一系列的代謝轉變來進行調節，通過吸收較多的離子或產生小分子的滲透可兼容溶質來調節植物體內的滲透勢，從外界吸收更多水分滿足生長的需要。

基于以上對耐鹽型植物的研究，總結如下：

（1）從植物生長表現來看，膠東衛矛、大葉黃楊、麥冬和金娃娃萱草適于在土壤鹽濃度低于0.3%的環境中種植，紅瑞木、甘野菊、丁香、金銀木和青綠苔草能在土壤鹽濃度為0.4%左右的環境中生長，馬藺在土壤鹽濃度0.5%以下的環境中可種植。

（2）在鹽分脅迫下，各植物生物量整個變化過程基本呈現典型的“S”型，0.2%～0.4%鹽濃度間變化最明顯。

（3）鹽脅迫對10種植物的光合特征影響基本一致，葉片凈光合速率和葉片氣孔導度明顯下降，胞間CO₂濃度明顯上升。其中，膠東衛矛、大葉黃楊、麥冬、金娃娃萱草的光合特征變化最為劇烈，丁香、青綠苔草、馬藺的變化較平緩。

（4）隨著鹽濃度的增加，各植物葉綠素含量均呈下降趨勢。麥冬、膠東衛矛、大葉黃楊、金娃娃萱草的葉綠素含量下降幅度最大，丁香和馬藺的下降最小。

（5）大葉黃楊對鹽分最敏感，葉片滲透勢從0.2%鹽濃度開始迅速下降，其次是膠東衛矛、紅瑞木、麥冬和金娃娃萱草，馬藺對鹽分脅迫的敏感性最低，葉片滲透勢從0.5%鹽濃度才開始大幅度下降。

（6）隨著鹽濃度增加，各樹種體內Na⁺含量逐漸升高。大葉黃楊、膠東衛矛葉片中Na⁺含量在0.1%鹽濃度處理時迅速上升；其次是麥冬和金娃娃萱草，紅瑞木、丁香葉片中Na⁺含量在0～0.2%鹽處理時變化不大，從0.3%鹽濃度開始，隨鹽脅迫加大，上升趨勢很明顯。