紫花苜蓿对复合盐碱胁迫的适应性响应

土壤盐化是世界范围的环境生态问题之一。土壤中盐分过多会危害大多数植物的正常生长,尤其对中等耐盐性的植物,例如苜蓿危害更大。目前,由于草地的盐碱化、荒漠化与畜牧业发展之间的矛盾越来越突出,因此,研究作为人工草地栽培面积最大的饲料作物—苜蓿在盐碱胁迫下的生理生化反应,以及开发和选育新的抗盐碱苜蓿品种具有重要理论意义和经济价值。 本实验是以紫花苜蓿(Medicago sativa)的幼苗和种子为研究对象,在实验室内模拟松嫩草地土壤的盐碱条件,研究紫花苜蓿对复合盐碱胁迫的适应性响应。根据东北地区盐碱土的盐分组成复杂多变的特点,本研究将两种中性盐NaCl、Na2SO4和两种碱性盐NaHCO3、Na2CO3以不同比例混合,按碱性盐比例逐渐递增的顺序共设6组(A-F);根据苜蓿的耐盐阈值,每组内又设置5个盐浓度梯度,复合盐碱胁迫处理液共覆盖了总盐度分别为24-120mmol/L,pH值从7.03-10.32范围的盐碱生境,整个试验共模拟出30种盐度和碱度(pH值)各不相同的盐碱条件。用相应浓度的复合盐碱分别对苜蓿幼苗和种子进行胁迫处理,然后测定胁迫后的紫花苜蓿幼苗的生理指标和种子的生态学指标。实验结果表明: (1)紫花苜蓿幼苗的生理指标对复合盐碱胁迫的响应存在规律性变化。紫花苜蓿叶片的脯氨酸含量随着pH值的升高而升高;细胞膜的相对渗透率与对照相比差异显著,盐浓度达到96mmol/L时,相对渗透率停止升高,达到了饱和点;此外,处理液的pH值越高,植株细胞膜的相对渗透率越高;紫花苜蓿的叶绿素含量随盐浓度、pH值的升高呈下降的趋势;相对根活力随pH值的增加呈现下降的趋势,尤其是pH值达9以上时,盐浓度越大,植物根系受到的胁迫效应越强。盐浓度和盐组合对紫花苜蓿叶片的脯氨酸、叶绿素和细胞膜相对渗透率,以及根系活力分别具有显著的影响,并且两者之间的协同交互作用显著。 (2)紫花苜蓿幼苗的生态指标对复合盐碱胁迫的响应也存在一定规律性。pH值不超过8.30的情况下,苜蓿幼苗能够全部存活;当pH值超过9.69时,幼苗全部死亡。地上、地下生物量随着盐浓度的增加均呈现下降的趋势。盐浓度和pH值梯度以及二者间的交互作用对苜蓿幼苗存活率和地上生物量均有极显著影响。盐浓度和pH值梯度分别对紫花苜蓿地下生物量的积累影响显著,但是两者之间的交互作用不明显。盐组合(pH值)梯度对幼苗根茎长度比的影响显著,但是盐浓度对其影响不显著。 (3)处理液盐浓度和不同盐组合对紫花苜蓿种子的萌发率影响均显著。随着处理液盐浓度和pH值的升高,种子的发芽势均降低。但是,两者之间的交互作用对紫花苜蓿萌发势的影响不显著。 (4)处理液盐浓度和盐组合对苜蓿种子胚芽、胚根鲜重干重分别存在显著影响,并且