不同盐度下互花米草生长状况的比较研究

陈伟霖，梁梓娇，缪绅裕，陶文琴，刘志群，龙连娣，戴文坛

（广州大学生命科学学院，广东 广州 510006）

不同盐度下互花米草生长状况的比较研究

陈伟霖，梁梓娇，缪绅裕，陶文琴，刘志群，龙连娣，戴文坛

（广州大学生命科学学院，广东 广州 510006）

在温室中建立模拟湿地系统，比较了不同盐度（10‰、20‰和30‰）培养下的互花米草生长状况和生理特性，以探讨互花米草对盐浸环境的适应性。结果表明，不同盐度处理组互花米草在株高、基茎、叶片SPAD、叶绿素含量、氮含量、死亡率等方面有显著差异。随着盐浓度的升高，植株高度和基茎呈下降趋势，互花米草叶片随着盐度增加，叶片SPAD和叶绿素含量增加；在高盐度（30‰）下，显著降低了互花米草的各器官干重生物量；盐度20‰的环境中互花米草存活率最高、为55.16%，盐度30‰的环境中互花米草的存活率最低、为43.22%。互花米草对不同盐度的适应性较强，但高盐度对其生长仍有一定的限制作用。

互花米草；不同盐度；盐浸环境；叶片SPAD；适应性；限制作用

互花米草（Spartina alterniflora）隶属于禾本科（Gramineae，Poaceae）米草属（Spartina），为多年生单子叶草本植物［1］，自然生长于美洲大西洋沿岸和墨西哥湾，适宜生活在潮间带，具有耐盐、耐淹［2-5］的特点。1979年引种到我国南京，后蔓延至多处，目前已广泛分布于我国沿海潮滩［6］。由于互花米草秸秆密集粗壮、地下根系发达，能促进泥沙的快速沉淀和淤积，因此，20世纪初很多国家为了保护滩堤、促淤成陆，先后引进互花米草。然而，后来发现该物种在沿海潮滩的生境中具有超强的繁殖能力，严重威胁着沿岸其他本地生物种类资源［7］，因此2003年国家环保局将其列入首批外来入侵物种［8］名单。

近年来，国内外学者对互花米草开展了多方面研究。例如，邓自发等［9］研究了互花米草的入侵机制；吕芝香等［10］对互花米草幼苗在不同浓度NaCl溶液中的生长进行了研究；沈永明等［11］研究了其生长的土壤有机质分布；古志钦等［12］从淹水胁迫的生理响应方面进行了研究；曹大正等［13］开展了互花米草筑挡工程的实验与应用研究；肖德荣等［14］从生态效应及其控制方面进行了研究；李富荣等［15］、Anderson等［16］、Wijte等［17］分别对其危害及防治等方面进行了研究。但关于互花米草在不同盐度下生长状况的研究报道非常鲜见。本研究比较了不同盐度对互花米草生长状况的影响，探讨其生态适应性，以期为控制互花米草的生长及保护沿海周边的本地红树植物提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试互花米草取自广东省珠海市淇澳红树林湿地，从样地采集生长健壮的植株，经处理后在2015年3月移栽至广州番禺大学城广州大学校内的温室培养，模拟海边生长环境，在温室棚中设置9个玻璃缸，包括低盐度10‰、中盐度20‰和高盐度30‰，形成一个盐度梯度进行比较。每个盐度处理3次重复，每个玻璃缸种植15株，2015年7月开始测定各项生理指标，2016年3月温室种植结束，种植实验持续1年。

1.2 试验方法

1.2.1 植株高度和基茎的测定 在种植试验开始5个月后开始，每月每缸抽取无病虫害、无生理斑病的植株10株，用直尺或电子数显游标卡尺测定互花米草植株高度和基茎。

1.2.2 叶片SPAD值和叶绿素含量的测定 每缸选取无病虫害、无生理斑病、无机械损伤的植株10株，用SPAD-502叶绿素计（日本生产）测定叶片SPAD值（又称绿色度），每株重复3次，每缸30个数据。从温室中摘取无病虫害、无生理斑病的新鲜叶片，每缸摘取约2 g，用保鲜膜包好并做好标记，迅速带回实验室，用清水洗去泥土和尘后用吸水纸吸干。称取0.625 g叶片3份，然后分别将叶片放入研钵中，加入纯丙酮5 mL、少量CaCO2和石英砂，研磨成匀浆，再加浓度80%丙酮5 mL将匀浆转移入漏斗；再用浓度80%丙酮洗涤研钵一并转移入漏斗中，过滤后弃沉淀，滤液用浓度80%丙酮定容至25 mL。分别取上述色素1 mL，加入4 mL浓度80%丙酮稀释；转入比色皿，以浓度80%丙酮作为空白对照；分别测定光波长为663 nm和645 nm处的OD值；重复9缸，记录数据，计算叶绿素含量［18］。

1.2.3 各器官生物量的测定 种植试验结束时，将缸中所有植株拔出，用清水清洗，用吸水纸擦干，装入保鲜袋并做好标记，迅速带回实验室。将植株各部分器官分开，称重，记录鲜重数据。120℃下烘干至恒重，记录干重数据。

1.2.4 各器官氮含量的测定 将已烘干的各部分器官剪碎，转移至凯氏定氮仪的的消化管，加入8 mL浓硫酸，消化8 h；再加入1 g硫酸铜和2 g硫酸钙，消化2 h，至消化管液体呈天蓝色；降温至140℃；转入凯氏定氮仪中测量。用30 mL 2%硼酸吸收，再用盐酸标准滴定，用硼酸指示剂溶液指示滴定，颜色由绿色变成淡紫色为滴定终点，记录数据［19-20］。

1.2.5 数据处理 所用数据用Excel 2003计算平均值和标准差，用SPSS 17.0进行统计。

2 结果与分析

2.1 不同盐度处理对互花米草植株高度的影响

从表1可以看出，盐度10‰和20‰处理组互花米草的植株高度明显比盐度30‰处理植株高，其中盐度10‰处理植株长得最快；盐度10‰和20‰处理植株在8～10月高度增长较快，11月以后株高生长速度呈下降趋势；盐度30‰处理在8月、9月株高增长迅速，10月以后增长趋势下降明显。由于植株高度变化较迅速，不同盐度处理互花米草植株生长高度有明显的差异；表1还显示，随着盐浓度的升高，互花米草植株高度呈下降趋势。

表1 不同盐度处理对互花米草植株高度（cm）的影响

2.2 不同盐度处理对互花米草植株基茎的影响

由表2可知，不同盐度处理组互花米草植株基茎变化差异不大，但从10月开始不同盐度处理下互花米草的基茎开始出现了差异，盐度10‰和20‰处理组中，互花米草基茎差异不大，但呈下降趋势；随着盐度增加，互花米草基茎减小；而盐度30‰处理组互花米草的基茎在8～11月下降明显，但12月出现了变化，植株基茎有了增长，之后呈下降趋势。

表2 不同盐度处理对互花米草植株基茎（cm）的影响

2.3 不同盐度处理对互花米草叶片SPAD值的影响

表3显示，7月不同盐度处理组互花米草的SPAD值很接近，8月份开始出现差异，但差异不大，总体上可见随着盐度增加，叶片SPAD值增加。

表3 不同盐度处理对互花米草叶片SPAD值的影响

2.4 不同盐度处理对互花米草叶片叶绿素含量的影响

从表4可以看出，11月不同盐度处理组互花米草叶片叶绿素含量基本相同。在盐度10‰和20‰处理下，互花米草叶绿素含量无显著差异，而盐度30‰处理组的叶片叶绿素含量较高。其中2月盐度30‰处理组明显比盐度10‰和20‰处理组叶片叶绿素含量要高，这可能是因为低温和盐度影响叶绿素含量和组成，并影响植物的光合速率。随着盐度的增加，互花米草叶片叶绿素含量增加。

表4 不同盐度处理对互花米草叶片叶绿素含量（mg/g）的影响

2.5 不同盐度处理对互花米草植株各器官生物量的影响

不同盐度处理下互花米草存活植株和死亡植株的干重测定结果见表5。由表5可知，在盐度10‰和20‰处理下，互花米草各器官活株干重无显著差异，但盐度30‰处理组的活株干重较低；盐度30‰处理组中植株活株干重显著下降，总体上呈“随着盐度增加，互花米草植株活株干重下降”的趋势。互花米草各器官死株干重在盐度10‰和20‰之间无显著差异，而30‰盐度处理组各器官死株干重显著低于10‰和20‰处理，这可能是因为盐胁迫下导致植株对水的利用率降低［21］，从而造成死株干重降低。

表5 不同盐度处理对互花米草植株各器官生物量（%）的影响

2.6 不同盐度处理对互花米草植株各器官氮含量的影响

由表6可知，盐度10‰和30‰处理组植株活叶、活根的氮含量明显比茎高，而在盐度20‰的环境中，互花米草活根、活茎和活叶各器官的氮含量差异不大；盐度10‰和20‰处理组植株死茎、死叶的氮含量都降低；而盐度30‰处理组互花米草活叶的氮含量比死叶高，活茎氮含量比死茎高，活根的氮含量比死根高。

表6 不同盐度处理对互花米草植株各器官氮含量（g/kg）的影响

2.7 不同盐度处理对互花米草植株存活率的影响

温室种植试验结束时，测定了不同盐度处理组互花米草植株的存活率，结果表明，互花米草植株在盐度20‰处理下的存活率最高、达55.16（±6.59）%，而在盐度30‰环境中存活率最低、为43.22（±12.07）%，盐度10‰处理植株存活率为47.20（±5.02）%。可见，高盐度对互花米草的生长有抑制作用。

3 结论与讨论

本试验结果表明，10‰～30‰盐度对互花米草植株的高度和基茎、叶片SPAD值和叶绿素含量、各器官氮含量以及植株存活率均有一定影响。盐度10‰和20‰处理组植株高度明显高于30‰处理，其中盐度10‰处理植株长得最快，随着盐浓度的升高，互花米草的植株高度呈下降趋势。在盐度10‰和20‰处理下，互花米草植株基茎差异不大，基茎随着盐度增加有下降趋势，但下降未达显著水平，表明盐度对互花米草的生长发育造成了一定影响，这与康浩等［22-23］的研究结果一致。有研究表明，盐胁迫下，盐分会导致植物的功能叶片数减少［24-25］，盐胁迫下叶绿素含量下降的原因可能是NaCl提高了叶绿素酶的活性，加速了叶绿素的降解，同时抑制了叶绿素的合成。叶片光合色素含量是反映植物光合能力的一个重要指标，环境因子的改变会引起叶绿体色素含量的变化，进而引起光合性能的改变。但在本试验中，互花米草叶片的SPAD值和叶绿素含量均随着盐度的升高而增加，这可能是植株为了提高对高盐度的适应保持较高的水分利用效率，而降低蒸腾速率，加快了叶绿素合成，从而提高了光合作用效率，符合Yandava等［26］“盐胁迫下提高干物质积累的一种补偿机制”的研究结论。

不同盐度处理下互花米草植株活株干重呈下降趋势，植株各器官干重的显著差异说明互花米草在高盐度胁迫下导致植株对水的利用效率降低，从而造成植株干重降低，同时说明互花米草是一种高耐盐植物，它能在30‰盐度下继续生长，今后可以再提高2个盐度梯度研究互花米草的各项生理指标。互花米草植株在盐度20‰下存活率最高，而在盐度30‰下存活率最低，表明互花米草虽然具有较强的泌盐作用，可将体内过多的盐分泌出体外，能适应一定的盐浓度，但对30‰的高盐度还是表现出生长受限，这为今后互花米草的防治提供了参考。

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（责任编辑 张辉玲）

Comparative study on growth status of Spartina alterniflora under different salinity

CHEN Wei-lin，LIANG Zi-jiao，MIAO Shen-yu，TAO Wen-qin，LIU Zhi-qun，LONG Lian-di，DAI Wen-tan
（School of Life Sciences，Guangzhou University，Guangzhou 510006，China）

A simulated wetland system was set up in a greenhouse，the growth traits and physiological characteristics ofSpartina alternifloraunder different salinity （10‰，20‰ and 30‰） were compared to study the adaptability ofS. alterniflorato salt leaching environment. Results showed that there were significant differences from different salinity treatments with plant height，basal stem，leaf SPAD，chlorophyll content，nitrogen content and mortality ofS. alterniflora. With the increase of salt concentration，plant height and stem decreased，leaf ofS. alternifloraincreased，leaf chlorophyll content and SPAD increased. The highest salinity （30‰） significantly decreased the dry weight biomass ofS. alterniflora. The survival rate ofS. alterniflorawas 55.16% in salinity 20‰，and the survival rate ofS. alterniflorawas the lowest （43.22%） in salinity 30‰.S. alterniflorahad a relatively high adaptability to salinity，but high salinity had certain restrictions to the plant growth.

Spartina alterniflora；different salinity；salt leaching environment；leaf SPAD；adaptability；limiting effect

S184

A

1004-874X（2017）04-0067-06

陈伟霖，梁梓娇，缪绅裕，等. 不同盐度下互花米草生长状况的比较研究［J］.广东农业科学，2017，44（4）：67-72.

2017-01-21

国家自然科学基金（31270526）

陈伟霖（1988-），男，在读硕士生，E-mail：1159037260@qq.com

缪绅裕（1965-），男，博士，教授，E-mail：miaoshy@gzhu.edu.cn