2.4 耐盐型植物的筛选

2.4.1 材料与方法

1.试验处理

选择丁香、金银木、胶东卫矛、红瑞木、大叶黄杨、马蔺、麦冬、甘野菊、青绿苔草、金娃娃萱草10种常用园林植物，盆栽试验采用完全随机试验设计，进行盐（NaCl）胁迫处理。盐（NaCl）处理6个水平分别是：CK（0）、A（0.1%）、B（0.2%）、C（0.3%）、D（0.4%）、E（0.5%）。每两天定时定量（1L）以预定的浓度浇灌，处理2周以后分别取样进行各生理指标的测定，处理后1周、2周、4周测定盐胁迫危害。

2.测定指标及方法

（1）盐胁迫危害调查。2010年，盐处理1周、2周和4周后，对植株新梢、叶片等部位的受害情况进行调查。根据盐胁迫危害程度轻重分为以下5个级别并给予分数评价：

0级：无盐胁迫危害症状，1分；

1级：有少部分叶尖、叶缘和叶脉变黄，2分；

2级：约有1/2的叶尖、叶缘焦枯，3分；

3级：大部分叶片有叶尖、叶缘焦枯和落叶现象，4分；

4级：枝枯、叶落直至死亡，5分。

最后将定性和定量结合起来，使之数量化，对每一处理、每一个植物耐盐特性综合打分描述。

（2）鲜重、干重和相对生物量测定。盐处理前和处理后的2周、4周分别测定一次。材料取出后，将其分为地上部分和根后，用无离子水冲洗干净，再用吸水纸吸干称鲜重（FW），80℃烘干后称干重（DW），测定干重后计算相对生物量。

相对生物量=（第n次调查生物量-第n-1次调查生物量）/第n-1次调查生物量。

（3）光合指标测定。处理后的2周、4周分别监测一次。每种植物每个处理测定3～4株，每株选取第3～4叶序的功能叶，叶温维持在25±1.0℃，CO₂浓度在350～450μL/L，光通量密度在700～800μmol/（m²·s）。采用Licor-6200便携式光合测定系统进行光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、胞间CO₂浓度（Ci）测定。

（4）叶片叶绿素含量测定。处理前及处理后的2周、4周分别测定。取各植物大体相同部位功能叶片8～12片，用0.81cm²打孔器打出叶圆片10片，放入10mL的96%乙醇溶液中，密封，暗处提取叶绿素。待浸泡48h后，再以空白参比做对照，用UV-754分光光度计在665nm和649nm处测其吸光值。将所测数值代入以下公式，求得叶绿素含量。

（5）叶片渗透势测定。处理后的2周、4周分别测定一次。将不同处理的材料同一部位的叶片取下，用湿纱布擦去表面的灰尘，立即放入液氮中15min，取出后置于注射器中，解冻30min后挤出汁液，用FM-8型冰点渗透压计测定叶片汁液的ic值，用Ψ=-icRT计算渗透势，其中i为等渗透系数，c为浓度，R为气体常数，T为绝对温度。

（6）Na⁺含量测定。处理后的2周、4周分别测定一次。取叶片材料用原子吸收光谱测定。测定前用湿法灰化样品，各组样品经鲜样称重后置于含20mL混合酸（高氯酸：硝酸=1：5）的烧杯中缓慢加热分解至剩余1～2mL止，然后用去离子水稀释至20mL供测试。

2.4.2 盐胁迫危害调查

调查每个盐胁迫处理使植株、新梢、叶片受害的情况，根据盐胁迫危害程度轻重分级并给予分数评价，最后将定性和定量结合起来，使之数量化，对每一处理下的所有植物进行耐盐特性综合描述。丁香、金银木、胶东卫矛、红瑞木、大叶黄杨、马蔺、麦冬、甘野菊、青绿苔草、金娃娃萱草盐胁迫危害调查结果见表2-27。

从表2-27中可以看出，不同盐浓度处理的盐胁迫危害综合得分在品种之间存在很大的差异。盐分浓度增加，各树种的盐胁迫危害得分逐渐增大，盐胁迫处理时间越长，树种受到伤害越严重。0.1%盐浓度处理下，所有供试植物都能正常生长，且随着时间的推移，未出现明显异常的情况。0.2%盐浓度处理下，丁香、金银木、红瑞木、马蔺、甘野菊、青绿苔草能够正常生长，胶东卫矛、大叶黄杨、麦冬、金娃娃萱草处理后1周内生长正常，此后随着处理时间延长，轻微受到伤害。当盐浓度为0.3%时，胶东卫矛、大叶黄杨、麦冬和金娃娃萱草已表现出明显的受害特征，且随着胁迫时间的延长，伤害越来越大，丁香、金银木和青绿苔草前2周都表现正常，此后到第4周时，已受到轻度危害；红瑞木、甘野菊第一周生长正常，此后随着处理霎时间的延长，也受到轻度危害；马蔺则正常生长。0.4%盐浓度处理下，所有植物都受到了明显伤害，其中胶东卫矛、大叶黄杨、麦冬、金娃娃萱草生长受到严重抑制，到第4周时，金娃娃萱草的伤害值达到了98分；丁香、金银木、红瑞木、马蔺、甘野菊、青绿苔草生长受抑较轻。当盐浓度大于0.5%，处理4周后，胶东卫矛、大叶黄杨、麦冬、金娃娃萱草全部死亡，其他植物伤害率也达到90以上。

2.4.3 相对生物量

植物生长过程对盐胁迫非常敏感。因此，生物量，尤其是相对生物量是评估盐胁迫程度和植物耐盐能力的一个可靠标准。

从图2-12中可以看出，随着盐分浓度增加，所有供试植物的相对生物量逐渐下降。与对照相比，0.1%盐浓度处理下10种植物生物量略有下降。从0.1%盐浓度处理开始，随着盐浓度的增加，各植物的生物量都开始下降，其中，胶东卫矛、大叶黄杨下降得最为迅速，其次是金娃娃萱草，其他植物生物量下降的相对平缓。0.4%盐浓度处理以后，各植物生物量变化都逐渐变缓。在盐分胁迫下，各植物生物量整个变化过程基本呈现典型的“S”型，主要原因是在盐浓度较低时（≤0.2%）生长受到盐胁迫抑制较轻，生物量变化缓慢；随着盐浓度升高，超过树种耐盐特性的临界点，生长受到盐胁迫抑制增强，生物量迅速下降；到盐浓度较高（≥0.4%）时，生长已经受到严重抑制，生长缓慢，且有的树种已经出现死亡现象，因此生物量变化不大。

2.4.4 光合作用特征

1.植物叶片净光合速率变化

盐分状况是影响光合作用的重要因素，盐胁迫使10种植物的光合速率明显下降。

从图2-13可以看出，麦冬盐胁迫处理下的光合速率变化最为剧烈，0.1%盐浓度时叶片光合速率就与对照有明显差异，并且随着盐浓度的增加，迅速下降，到0.4%盐浓度后下降速度趋于平稳；其次是胶东卫矛、大叶黄杨、金娃娃萱草，从0.2%盐浓度开始就快速下降，但到0.4%盐浓度后，下降速率变缓，变化幅度变小；红瑞木和甘野菊的叶片光合速率也从0.2%盐浓度开始下降，但下降幅度略小；丁香、马蔺和青绿苔草叶片光合速率从0.3%开始下降，但丁香下降幅度大，并呈递减趋势，而马蔺、青绿苔草则变化较平缓。

2.气孔导度变化

盐胁迫下，植物光合速率降低。一般认为导致光合速率降低的因子包括气孔限制和非气孔限制。在盐胁迫条件下，植物体中的ABA含量增加，可能是引起气孔非均匀关闭的重要因素。很多实验已证实，盐胁迫下气孔发生非均匀关闭。但有学者认为，气孔的不均匀关闭并不限制CO₂进入叶片，也不会影响细胞间隙CO₂浓度值。

从图2-14中可以看出，随着盐浓度增大，10种植物的气孔导度逐渐减小，趋势较为一致，但是各植物之间存在差别。大叶黄杨、麦冬、金娃娃萱草气孔导度变化比较剧烈，从0.1%盐浓度开始，就大幅度下降。与对照（CK）相比，0.1%盐浓度处理，大叶黄杨、麦冬、金娃娃萱草气孔导度分别下降了23.64%、23.08%、22.39%；其次是胶东卫矛和红瑞木，气孔导度下降了13.21%、13.04%；金银木、甘野菊的气孔导度下降11.54%和11.11%；而丁香、马蔺和青绿苔草则基本没有变化，下降幅度分别为4.0%、1.96%、6.02%。0.2%盐浓度处理，大叶黄杨气孔导度下降41.82%；金娃娃萱草、麦冬气孔导度分别下降了34.7%、34.62%；金银木、胶东卫矛、红瑞木、甘野菊气孔导度分别下降30.77%、28.3%、26.09%、25.93%；马蔺、丁香和青绿苔草则分别下降5.88%、16.0%、21.05%。0.3%盐浓度处理，金娃娃萱草、麦冬、大叶黄杨、胶东卫矛气孔导度下降幅度超过55%；丁香、金银木和红瑞木气孔导度下降幅度在43%～48%之间；甘野菊下降37.04%，青绿苔草下降28.57%，而马蔺则只下降了11.76%。0.4%盐浓度处理，丁香气孔导度下降幅度达到50%，青绿苔草下降47.37%，马蔺下降29.41%；其他种类中，甘野菊、金银木和红瑞木的气孔导度下降幅度在60%左右，而大叶黄杨、胶东卫矛、金娃娃萱草、麦冬的下降幅度则接近70%。0.5%盐浓度处理，马蔺气孔导度下降56.86%；青绿苔草、金银木、丁香和甘野菊下降幅度在62%～66%之间；其他种类下降幅度都在70%以上，金娃娃萱草和大叶黄杨甚至达到了75%。

综上所述，不同盐浓度处理气孔导度变化不一样，说明每个树种气孔导度在其耐盐特性中发挥的作用是不一样的。马蔺的气孔导度随盐浓度增加，变化比较缓慢，其次是青绿苔草，而气孔导度随盐浓度变化最明显的是大叶黄杨、金娃娃萱草、麦冬、胶东卫矛，其他种类居中。

3.胞间CO₂浓度变化

盐胁迫对各植物胞间CO₂浓度有一定影响。由图2-15可知，随着盐浓度的增加，各植物胞间CO₂浓度逐渐上升，但各植物间有明显差异。胶东卫矛、大叶黄杨、金娃娃萱草、麦冬从0.3%盐浓度处理开始，胞间CO₂浓度迅速上升，升幅分别高达9.71%、9.32%、7.89%、6.32%，升幅最小的是马蔺，为4.0%，其他5种植物的升幅在4.7%～5.9%之间。当0.4%盐浓度时，胶东卫矛、大叶黄杨胞间CO₂浓度分别上升10.43%、9.68%，甘野菊上升速度加快，上升了9.67%，麦冬和金娃娃萱草胞间CO₂浓度上升8.27%、8.24%，马蔺仍是上升幅度最小的，为4.73%，其余种类上升约7.0%左右。在0.5%盐浓度时，各植物胞间CO₂浓度变化幅度变小，趋于平缓，尤其是胶东卫矛和大叶黄杨，变化幅度非常小。

4.植物叶片净光合速率变化

各种盐浓度处理下10种植物的净光合速率如图2-16所示。可以看出，总体上随着盐浓度的增加，植物净光合速率降低。麦冬的光合速率变化最为剧烈，0.1%盐浓度时叶片光合速率就与对照有明显差异，并且随着盐浓度的增加，迅速下降，到0.4%盐浓度后下降速度趋于平稳；其次是胶东卫矛、大叶黄杨、金娃娃萱草，从0.2%盐浓度开始就快速下降，但到0.4%盐浓度后，下降速率变缓，变化幅度变小；红瑞木和甘野菊的叶片光合速率也从0.2%盐浓度开始下降，但下降幅度略小；丁香、马蔺和青绿苔草叶片光合速率从0.3%开始下降，但丁香下降幅度大，并呈递减趋势，而马蔺、青绿苔草则变化较平缓。

土壤的盐渍能够危害到植物的生长，通过影响植物光合作用使得植物相对生物量下降。一般认为导致光合速率降低的因子包括气孔限制和非气孔限制。通过对植物叶片净光合速率、气孔导度及胞间CO₂浓度的监测发现，植物受盐胁迫光合速率下降可分为两个时期，在盐胁迫前期（短期），或者盐胁迫危害性比较小时，光合速率下降伴随着气孔导度的降低和胞间CO₂浓度的小幅增加，此时光合速率下降主要原因在于气孔限制，随着盐胁迫的持续（长期），光合速率和气孔导度进一步下降，而胞间CO₂浓度上升，使非气孔因素逐渐成为限制光合作用的主要因素，可见在整个盐胁迫过程中非气孔限制相对占主导地位。

2.4.5 叶绿素含量变化

叶绿素是重要的光合作用物质，它含量的多少在一定程度上反映了植物光合作用强度的高低，从而影响植物的生长。很多研究表明，各个细胞器中，受盐分影响最敏感的是叶绿素。

由图2-17可以看出，不同植物叶片叶绿素含量受盐胁迫浓度的影响存在着显著差异。总体来说，随着盐浓度的增加，各植物叶绿素含量均呈下降趋势。与对照相比，麦冬、胶东卫矛，大叶黄杨、金娃娃萱草的叶绿素含量下降幅度最大，从0.3%盐浓度开始有大幅度下降，下降幅度分别达40%、36.6%、35.9%和33.3%；0.4%盐浓度时，下降率基本达到了50%时，分别为50%、53.7%、48.7%、52.8%；0.5%盐浓度时，下降幅度进一步增大，为57.5%、65.9%、64.1%和63.9%。其次是金银木、红瑞木、青绿苔草、甘野菊，0.3%盐浓度时，分别下降26.5%、26.3%、26.3%、21.1%；0.4%盐浓度时，下降率为38.2%、42.1%、42.1%、42.1%，下降幅度在40%左右；0.5%盐浓度时，下降幅度大多超过50%，分别为44.1%、57.9%、52.6%、52.6%。丁香和马蔺在0.3%盐浓度时下降幅度很小，只有15.2%和14.7%；0.4%盐浓度时，下降幅度稍有增加，分别为30.3%和29.4%；0.5%盐浓度时，下降幅度基本达到40%，分别为39.4%和41.2%。以上分析表明，盐胁迫对叶绿素的形成造成破坏，对叶绿素的合成与分解之间的平衡产生影响，进而影响植物的光合作用强度和生长。

盐危害与这10个树种的叶绿素含量存在极显著的负相关关系，随着盐危害程度增加，有些植物叶绿素大量遭到破坏，含量减少，这说明当盐度水平高，或者植物对盐特别敏感，或延长它暴于盐的时间的时候，光合作用器官的瓦解猛然增大，在整个植物水平上可以通过失绿以及最后叶子坏死来表现。

2.4.6 叶片渗透势

植物渗透调节能力的大小可以用逆境下细胞渗透势的降低值来表示。图2-18表明，随着盐浓度升高，树种叶片的渗透势逐渐降低，渗透调节能力不断增强，说明盐渍逆境条件下，树种能够通过降低渗透势以增强吸水能力，保证逆境下的正常生长。大叶黄杨叶片渗透势从0.2%盐浓度开始迅速下降，到0.5%盐浓度时，渗透势值超过1MPa。胶东卫矛、红瑞木、麦冬和金娃娃萱草的叶片渗透势从0.3%盐浓度开始有了大幅下降。金银木、丁香、甘野菊、青绿苔草在0～0.3%盐浓度处理时，叶片渗透势变化比较缓慢，到了0.4%盐浓度处理时，叶片渗透势迅速下降，其后变化缓慢。马蔺在0.4%盐浓度处理时，叶片渗透势有所下降，到0.5%盐浓度时，下降速度加大。

2.4.7 Na⁺含量变化

离子毒害主要是由于植物摄取了过量的Na⁺、K^-、Cl^-等离子，使植物细胞内离子浓度增高，而细胞内许多酶却只能在很窄的离子浓度范围内才具有活性，一般认为在无机盐中对植物危害最大的是钠盐。因此，研究Na⁺对了解盐胁迫的机理有着重要的意义。

从图2-19中可以看出，随着盐浓度增加，各树种体内Na⁺含量逐渐升高。在0.1%盐浓度处理时，大叶黄杨、胶东卫矛叶片中Na⁺含量迅速上升；麦冬和金娃娃萱草叶片中Na⁺含量从0.2%盐浓度开始明显上升，并且，4种植物随着盐浓度增加变化趋势基本一致，Na⁺含量依然是不断上升，到0.4%盐浓度处理时，增加速度开始变缓；金银木、甘野菊、青绿苔草、马蔺从0.2%盐浓度处理开始，Na⁺含量增加比较明显，并且随着盐浓度的增加，Na⁺含量逐级递增，其中金银木增长更为迅速；红瑞木、丁香叶片中Na⁺含量在0～0.2%盐处理时变化不大，从0.3%盐浓度开始，随盐胁迫加大，上升趋势很明显。

结合叶片渗透势的变化来看，盐胁迫条件下，植物的生长明显受到抑制，其原因可能是由于外界盐浓度影响土壤的渗透势，造成植物吸水困难，植物会在盐胁迫存在时发生一系列的代谢转变来进行调节，通过吸收较多的离子或产生小分子的渗透可兼容溶质来调节植物体内的渗透势，从外界吸收更多水分满足生长的需要。

基于以上对耐盐型植物的研究，总结如下：

（1）从植物生长表现来看，胶东卫矛、大叶黄杨、麦冬和金娃娃萱草适于在土壤盐浓度低于0.3%的环境中种植，红瑞木、甘野菊、丁香、金银木和青绿苔草能在土壤盐浓度为0.4%左右的环境中生长，马蔺在土壤盐浓度0.5%以下的环境中可种植。

（2）在盐分胁迫下，各植物生物量整个变化过程基本呈现典型的“S”型，0.2%～0.4%盐浓度间变化最明显。

（3）盐胁迫对10种植物的光合特征影响基本一致，叶片净光合速率和叶片气孔导度明显下降，胞间CO₂浓度明显上升。其中，胶东卫矛、大叶黄杨、麦冬、金娃娃萱草的光合特征变化最为剧烈，丁香、青绿苔草、马蔺的变化较平缓。

（4）随着盐浓度的增加，各植物叶绿素含量均呈下降趋势。麦冬、胶东卫矛、大叶黄杨、金娃娃萱草的叶绿素含量下降幅度最大，丁香和马蔺的下降最小。

（5）大叶黄杨对盐分最敏感，叶片渗透势从0.2%盐浓度开始迅速下降，其次是胶东卫矛、红瑞木、麦冬和金娃娃萱草，马蔺对盐分胁迫的敏感性最低，叶片渗透势从0.5%盐浓度才开始大幅度下降。

（6）随着盐浓度增加，各树种体内Na⁺含量逐渐升高。大叶黄杨、胶东卫矛叶片中Na⁺含量在0.1%盐浓度处理时迅速上升；其次是麦冬和金娃娃萱草，红瑞木、丁香叶片中Na⁺含量在0～0.2%盐处理时变化不大，从0.3%盐浓度开始，随盐胁迫加大，上升趋势很明显。