第１７卷第５期 大连民族学院学报 Ｖｏ１．１７，Ｎｏ．５ ２０１５年９月 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｄａｌｉａｎ Ｎａｔｉｏｎａｌｉｔｉｅｓ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ ２０１５ 文章编号：１００９—３１５Ｘ（２０１５）０５—０４３９—０６ 盐碱胁迫对紫花苜蓿根系Ｎａ＋、Ｋ＋ 离子流速的影响 郭鹏，张万筠，鲍雅静 （大连民族大学环境与资源学院，辽宁大连１１６６０５） 摘要：中国盐碱地形成，大部分与土壤中碳酸盐的累计有关，因而碱化度普遍较高。在盐碱地再利用过 程中，简单说，可以分为轻盐碱地、中度盐碱地和重盐碱地。利用ＮａＣ１、Ｎａ：ＳＯ 、ＮａＨＣＯ３、Ｎａ２ＣＯ，４种盐， 按不同比例配比，人工模拟盐碱地中轻盐碱地盐碱度、中度盐碱地盐碱度和重盐碱地盐碱度。选用耐盐 苜蓿品种金皇后、中度耐盐苜蓿品种阿尔冈金、敏感苜蓿品种敖汉，分别进行盐碱胁迫实验；通过非损伤 微测技术检测苜蓿根系Ｎａ 、Ｋ 离子流变化，比较轻盐碱度、中度盐碱度和重盐碱度胁迫下３个耐盐苜 蓿品种的离子流速差异。结果显示：在盐碱胁迫下，耐盐碱品种金皇后Ｎａ 离子流速外流速度比中度耐 盐品种阿尔冈金要高，且均表现为外流；敏感品种敖汉在中度盐碱环境下由外流转变为内流，并出现萎蔫 迹象。３个苜蓿品种的Ｋ 离子流速都发生变化，表现为外流，但流速变化各不相同且无明显的规律性。 所以，在盐碱抗逆性中紫花苜蓿可以通过Ｎａ 离子流速控制来适应盐碱环境。 关键词：盐碱地；紫花苜蓿；盐碱胁迫；非损伤微测技术；离子流速 中图分类号：ｓ５４１．９ 文献标志码：Ａ Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ Ｓａｌｔ Ｓｔｒｅｓｓ ｏｎ ｔｈｅ Ｉｏｎ Ｆｌｏｗ Ｖｅｌｏｃｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ Ｎａ ａｎｄ Ｋ ｉｏｎ ｉｎ Ａｌｆａｌｆａ Ｒｏｏｔ ＧＵｏ Ｐｅｎｇ，ＺＨＡＮＧ Ｗａｎ—ｊｕｎ，ＢＡＯ Ｙａ—ｊｉｎｇ （Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｅｎｖｉｒｏｍｅｎｔ ａｎｄ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ，Ｄａｌｉａｎ Ｎａｔｉｏｎｌｉｔｉｅｓ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｄａｌｉａｎ Ｌｉａｏｎｉｎｇ １ １６６０５，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｓａｌｉｎｅ ｉｓ ｒｅｌａｔｉｏｎ ｔｏ ｃａｒｂｏｎａｔｅ’Ｓ ｃｕｍｕｌａｔｉｖｅ，ＳＯ ｔｈｅ ｄｅｇｒｅｅ ｏｆ ａｌｋａｌ－ ｉｓａｔｉｏｎ ｉｓ ｇｅｎｅｒａｌｌｙ ｈｉｇｈｅｒ ｉｎ ｔｈｅ ｓａｌｉｎｅ．Ｓｉｍｐｌｙ ｐｕｔ，ｔｈｅ ｓａｌｉｎｅ ｃａｎ ｂｅ ｄｉｖｉｄｅｄ ｉｎｔｏ ｌｉｇｈｔ，ｍｏｄ－ ｅｒａｔｅ ａｎｄ ｈｅａｖｙ ｓａｌｉｎｅ ｓａｌｉｎｉｔｙ ｉｎ ｔｈｅ ｕｓｅ ｐｒｏｃｅｓｓ．Ｉｎ ｔｈｉｓ ｓｔｕｄｙ，ｗｅ ｕｓｅ ＮａＣ１，Ｎａ２ＳＯ４，ＮａＨ— Ｃ０３，Ｎａ２ ＣＯ３ ｔｏ ａｒｔｉｉｆｃｉａｌｌｙ ｓｉｍｕｌａｔｅ ｔｈｅ ｌｉｇｈｔ，ｍｏｄｅｒａｔｅ ａｎｄ ｈｅａｖｙ ｓａｌｉｎｅ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒ－ ｅｎｔ ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｓ．Ｍｅａｎｗｈｉｌｅ，ｗｅ ｓｅｌｅｃｔ ｔｈｅ ｓａｌｔ—ｔｏｌｅｒａｎｔ ａｌｆａｌｆａ ｖａｒｉｅｔｙ：Ｇｏｄ Ｅｍｐｒｅｓｓ，ｍｏｄｅｒ— ａｔｅｌｙ ｔｏｌｅｒａｎｔ ａｌｆａｌｆａ ｖａｒｉｅｔｙ：Ａｌｇｏｎｑｕｉｎ，ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ａｌｆａｌｆａ ｖａｒｉｅｔｙ：Ａｏｈａｎ ｔｏ ｃｏｎｄｕｃｔ ｓａｌｉｎｅ ｓｔｒｅｓｓ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ．Ｉｏｎ ｆｌｏｗ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｉｓ ｄｅｔｅｃｔｅｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ Ｎｏｎ—ｉｎｖａｓｉｖｅ Ｍｉｃｒｏ—ｔｅｓｔ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｎａ＋，Ｋ＋ｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ａｌｆａｌｆａ ｒｏｏｔｓ，ａｎｄ ｔｈｅ Ｎａ ，Ｋ ｉｏｎｉｃ ｖｅｌｏｃｉｔｙ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａ ｏｆ Ｇｏｄ Ｅｍ－ ｐｒｅｓｓ，Ａｌｇｏｎｑｕｉｎ，Ａｏｈａｎａｒｅ ｕｎｄｅｒ ｌｉｇｈｔ ｓａｌｉｎｉｔｙ，ｍｏｄｅｒａｔｅ ｓａｌｉｎｉｔｙ ａｎｄ ｈｅａｖｙｓａｌｉｎｉｔｙ ｓｔｒｅｓｓ ｉｓ ｃｏｍｐａｒｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ：ｕｎｄｅｒ ｓａｌｉｎｉｔｙ ｓｔｒｅｓｓ，Ｇｏｄ Ｅｍｐｒｅｓｓ Ｎａ ｉｏｎ ｖｅｌｏｃｉｔｙ ｒａｔｅ ｉｓ ｆａｓｔｅｒ ｔｈａｎ Ａｌｇｏｎｑｕｉｎ，ａｎｄ ｔｈｅｙ ｓｈｏｗ ｏｕｔｆｌｏｗｓ；Ａｏｈａｎ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｍｏｄｅｒａｔｅ ｓａｌｉｎｅ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｖａｒｉｅｓ ｆｒｏｍ ｏｕｔｆｌｏｗ ｔｏ ｉｎｔｅｒｎａｌ ｆｌｏｗ，ａｎｄ ｓｈｏｗｓ ｓｉｇｎｓ ｏｆ ｗｉｌｔｉｎｇ．Ｔｈｅ ｔｈｒｅｅ ｖａｒｉｅｔｉｅｓ ａｌｆａｌｆａ ｏｆ Ｋ 收稿日期：２０１５—０６—２５；最后修回日期：２０１５—０７—０１ 基金项目：国家自然科学基金资助项目（３１１７０１６８）；国家星火计划资助项目（２０１２ＧＨ５３１８９９，２０１３ＧＡ６５１００６）；辽宁 省科技计划项目（２０１１２０９００１）；辽宁省高等学校优秀科技人才项目（ＬＲ２０１３０５５）。 作者简介：郭鹏（１９８０一），男，山东青岛人，讲师，博士，主要从事植物抗逆学研究。 大连 民族学 院 学报 第１７卷 ｉｏｎ ｖｅｌｏｃｉｔｙ ａｌｌ ｃｈａｎｇ，ｂｕｔ ｔｈｅ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｉｏｎ ｖｅｌｏｃｉｔｙ ａｒｅ ｎｏｔ ｔｈｅ ｓａｍｅ ａｎｄ ｗｉｔｈｏｕｔ ｏｂｖｉｏｕｓ ｒｅｇｕｌａｒｉｔｙ，ａｎｄ ｄｉｓｐｌａｙ ｏｕｔｌｏｗ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｉｆｎ ｔｈｅ ｓａｌｉｎｅ ａｌｋａｌｉ ｔｏｌｅｒａｎｃｅ，Ａｌｆａｌｆａ ｍａｙ ａｄａｐｔ ｔｏ ｔｈｅ ｓａｌｉｎｅ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｂｙ ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ Ｎａ＋ｉｏｎ ｖｅｌｏｃｉｔｙ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓａｌｉｎｅ；ａｌｆａｌｆａ；ｓａｌｉｎｉｔｙ ｓｔｒｅｓｓ；Ｎｏｎ—ｉｎｖａｓｉｖｅ Ｍｉｃｒｏ—ｔｅｓｔ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ；ｉｏｎ ｆｌｏｗ ｖｅ— ｌｏｃｉｔｙ 干旱、盐碱等非生物逆境胁迫时常严重影响 植物的正常生长发育，也是导致农作物减产的重 要环境因素¨Ｊ。植物在长期的进化过程中，在分 子、细胞和生理生化水平上均已形成应对外界不 良环境的一系列应答机制 Ｊ。紫花苜蓿（Ｍｅｄｉｃａ。 ｇｏ ｓａｔｉｖａ Ｌ． ）是世界上分布最广泛的豆科牧草， 也是中国种植面积最大的饲草饲料作物，在发展 畜牧业生产、改良土壤和保护生态环境等方面发 挥着重要的经济、生态和社会效益 。目前土壤 盐碱化已成为制约中国农业发展的重要问题，并 影响到生态系统的稳定和生物的多样性 Ｊ。紫 花苜蓿作为一种非常重要的豆科牧草，培育抗盐、 抗碱的苜蓿新品种具有重要的现实迫切性。 本实验利用ＮａＣ１、Ｎａ２ＳＯ４、ＮａＨＣＯ 、Ｎａ２ＣＯ３４ 种盐，按不同比例配比，人工模拟盐碱地中轻盐碱 地盐碱度、中度盐碱地盐碱度和重盐碱地盐碱度， 选用耐盐苜蓿品种金皇后、中度耐盐苜蓿品种阿 尔冈金、敏感苜蓿品种敖汉分别进行盐碱胁迫实 验；通过非损伤微测技术检测苜蓿根系Ｎａ 、Ｋ 离子流速变化，比较轻盐碱度、中度盐碱度和重盐 碱度胁迫下耐盐苜蓿品种的差异，该研究可为紫 花苜蓿耐盐碱育种研究提供新的理论支持。 １材料与方法 １．１ 材料 耐盐型紫花苜蓿品种：金皇后（Ｇｏｄ Ｅｍ． ｐｒｅｓｓ）；中度耐盐型紫花苜蓿品种：阿尔冈金（Ａ１一 ｇｏｎｑｕｉｎ）；盐敏感型紫花苜蓿品种：敖汉（Ａｏｈａｎ）。 １．２材料培养 １．２．１苜蓿种子萌发 种子用３％的次氯酸钠溶液消毒１５ ｍｉｎ， ７５％的酒精清洗２—３次。蒸馏水浸种２０～２４ ｈ 后，挑选萌发一致的种子置于培养皿中，培养皿中 铺垫单层滤纸，用蒸馏水浸湿滤纸，每天置换滤 纸，培养３～５ ｄ后移植。 １．２．２盐碱混合胁迫处理 盐碱地利用的简单分类：轻度盐碱地ｐＨ值为 ７．１～８．５，中度盐碱地ｐＨ值为８．５～９．５，重度盐碱 地ｐＨ值为９．５以上。实验中用Ａ１组、Ａ２组、Ａ３ 组分别表示轻度盐碱地（Ａ１组：Ｖ（ＮａＣ１）：Ｖ （Ｎａ２ＳＯ４）：Ｖ（ＮａＨＣＯ３）：Ｖ（Ｎａ２ＣＯ３）＝１：２： １：０，ｐＨ值７．７７±０．１０４）、中度盐碱地（Ａ２组：Ｖ （ＮａＣ１）：Ｖ（Ｎａ２ＳＯ４）：Ｖ（ＮａＨＣＯ３）：Ｖ（Ｎａ２ＣＯ３） ＝１：９：９：１，ｐＨ值８．８０±０．０４３）、重度盐碱地 （Ａ３组：Ｖ（ＮａＣ１）：Ｖ（Ｎａ２ＳＯ４）：Ｖ（ＮａＨＣＯ３）：Ｖ （Ｎａ２ＣＯ ）＝１：１：１：１，ｐＨ值９．８４±０．０１３）。人 工模拟盐碱地盐碱浓度混合比见表１。 表１ 人工模拟盐碱地盐碱浓度混合物质的量ｍｏｌ 将萌发一致的紫花苜蓿幼苗移栽花盆，每盆 ５苗，３次重复，先用蒸馏水浇灌，一次浇透，每隔 ２ ｄ浇一次。缓苗３０ ｄ后，用不同盐碱混合溶液 进行混合胁迫，每盆８０ ｍＬ盐碱混合液，分４次浇 灌，每次间隔２ ｄ。每隔２４ ｈ用ＰＨＳ一３Ｃ型数字 ｐＨ计测定流出液的电导率、ｐＨ值，连续测定至 ｐＨ值基本不变为止（盆下流出液体的ｐＨ值、盐 分浓度与实验设计的要一致）。对照组不处理。 处理共计１０ ｄ。盐碱胁迫浓度设置空白组Ａ０（正 常盐碱度）、Ａ１组（轻度盐碱度）、Ａ２组（中度盐碱 度）、Ａ３组（重度盐碱度）。 １．３方法 １．３．１ Ｎａ 离子流速检测 Ｎａ 离子流速检测利用非损伤微测系统 （ＹｏｕｎｇｅｒＵＳＡ（Ｘｕｙｕｅ Ｂｅｉｊｉｎｇ）ＮＭＴ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｃｅｎ— ｔｅｒ）完成。以非损伤性扫描离子选择电极技术获 取进出紫花苜蓿根系的Ｎａ 离子浓度（ｍｍｏｌ・ Ｌ 级）、流速及流向信息。离子选择性电极由玻 璃微电极、Ａｇ／ＡｇＣ１导线、电解质及液态离子交换 剂（ＬＩＸ）组成。该电极在待测离子浓度梯度中 以已知距 进行两点测量，可测得两点的电压 分别为Ｖ 、Ｖ ，再通过已知的该电极的电压／浓度 校正曲线计算离子的浓度。通过物理学中的离 ４４４ 大 连 民 族 学 院 学 报 第ｌ７卷 环境下回落，导致回落的原因可能是胁迫溶液的 ｐＨ值过高和高浓度的碳酸根存在有关。从总体 上分析，在盐碱胁迫下，敏感型品种敖汉Ｎａ 离子 流速逐渐下降；中度耐盐品种阿尔冈金Ｎａ 离子 流速逐渐升高；耐盐品种金皇后Ｎａ 离子流速逐 渐升高，但增幅比中度耐盐品种阿尔冈金要大。 所以，紫花苜蓿在一定ｐＨ值和碳酸根浓度的盐碱 环境下，可通过控制Ｎａ 离子流速维持正常的生 长。 （３）在不同盐碱浓度的胁迫下，３种紫花苜蓿 品种的Ｋ 离子流速始终表现为外流，且流速均发 生变化。由于盐碱胁迫浓度梯度设置，无法体现 Ｋ 离子流速变化是否与盐碱度相关，关于紫花苜 蓿在盐碱胁迫下Ｋ 离子流速与耐盐碱性的相关 性还需做进一步研究。 参考文献： ［１］马晨，马履，刘太祥，等．盐碱地改良利用技术研究进 展［Ｊ］．世界林业研究，２０１０，２３（２）：２９—３２． ［２］魏博娴．中国盐碱土的分布与成因分析［Ｊ］．水土保 持应用技术，２０１２，６：２７—２８． ［３］李志杰，孙文彦，马卫萍，等．盐碱土改良技术回顾与 展望［Ｊ］．山东农业科学，２０１０，２：７３—７７． ［４］张建锋，张旭东，周金星，等．世界盐碱地资源及其改 良利用的基本措施［Ｊ］．水土保持研究，２００５，１１（６）： ２８—３０． ［５］王佳丽，黄贤金，钟太洋，等．盐碱地可持续利用研究 综述［Ｊ］．地理学报，２０１１，６６（５）：２１—２８． ［６］王玉珍，刘永信．盐碱地农业高效利用措施［Ｊ］．湖北 农业科学，２０１０，５０（２Ｏ）：４１６０—４１７３． ［７］刘阳春，何文寿，何进智，等．盐碱地改良利用研究进 展［Ｊ］．农业科学研究，２００７，２８（２）：３２—３６． ［８］张建锋，乔勇进，焦明，等．盐碱地改良利用研究进展 ［Ｊ］．山东林业科技，１９９７（３）：４１—４４． 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