2021-4-9 | 农业
尉犁县位于塔克拉玛干沙漠北缘和塔里木河下游，是新疆沙漠化和土壤盐渍化比较严重的地区。2004年，尉犁县的沙漠化土地面积达444．77万hm2，占该县土地总面积的75．49%;其中主体是流动沙地，占该县沙漠化土地总面积的61．43%［1］。尉犁县发生土地沙漠化和盐渍化的自然原因是气候干燥，降水少，蒸发强烈，封闭的盆地地形造成地表广泛积盐，沙源丰富，风大，沙尘暴频繁，植被种类少而且盖度低等;人为原因包括人口增长，樵采胡杨和柽柳等天然植物作为燃料，采挖甘草，麻黄和罗布麻等中药材，过度放牧，盲目垦荒种植棉花等经济作物，水资源分配和利用不合理，上游和中游过度用水导致下游来水量锐减，大片农田撂荒［2］，传统的大水漫灌方式导致地下水位升高，加剧土壤次生盐渍化［3］。在当地建立绿洲的防护林，除了考虑树种的防风固沙效益之外，必须重视树种的耐盐性，才能长期维持防护林的稳定性。因此，比较植物的耐盐性，了解植物的耐盐机理、有效控制和利用盐渍化土壤资源，对农业发展、粮食安全、生态环境改善等有重要的现实意义［4］。
杨树是尉犁县防护林的主栽乔木树种。目前，国内关于杨属植物耐盐性方面的研究比较少。例如，盐胁迫下新疆杨通过选择性吸收K+，抑制过多Na+进入根系，它对盐离子的选择性运输主要体现在根向边材的运输中，根系对Na+具有较强的截留作用，对Cl－和SO2－4也有一定截留作用［5］。胡杨能响应盐胁迫并提高超氧化物歧化酶SOD、抗坏血酸过氧化物酶APX和过氧化氢酶CAT等保护酶类的活性，降低盐诱导的膜脂过氧化，从而减少电解质外渗，最终提高耐盐性［6］。耐盐转基因中天杨在盆栽扦插条件下能够忍耐2g•kg－1的盐度，超过4g•kg－1盐度时陆续枯死［7］。这些实验均是在室内盆栽条件下研究各种杨树的耐盐性或耐盐机理，在大田条件下的实验报道比较少。文中通过测定防护林带树种的一些生理生态指标，对4种杨树进行了苗期耐盐性的综合评价，据此为尉犁县的盐渍化土壤改良和盐碱地造林等林业工程选择适宜的树种提供理论依据。
1材料和方法
1．1研究区概况
试验地位于新疆维吾尔自治区尉犁县兴平乡的尉北防沙治沙工程基地。尉犁县属巴音郭楞蒙古自治州管辖，该县地理坐标为40°10'30″～41°39'47″N，84°02'50″～89°58'50″E。尉犁县属于典型的暖温带大陆性干旱荒漠气候，年平均气温10．5°C;年平均降水量仅为50．7mm，年平均潜在蒸发量高达2730．3mm;主风向为东北向，年平均风速2．3m•s－1，最大风速可达24m•s－1(10级);每年春夏季节八级以上大风平均为15d，风沙日23．1d，浮尘天气平均达24．2d。境内主要天然植物有胡杨(PopuluseuphraticaOliv．)、灰胡杨(PopuluspruinosaSchrenk．)、柽柳(Tamarixspp．)、胀果甘草(GlycyrrhizainflataBat．)和罗布麻(Apoc-ynumvenetumLinn．)等［8］。
1．2研究材料及采样和测试方法
2008年4月，在活化沙地前沿栽植防风固沙林，林带分两段，东西走向的林带长750m，南北走向的林带长350m，林带宽12m。配置模式为:1行柠条锦鸡儿+1行沙枣+1行胡杨+1行中天杨+1行胡杨+1行银新杨+2行新疆杨。其中，柠条锦鸡儿株行距为1m×1m，沙枣为1．5m×2m，其余的为1．5m×1．5m，滴灌水量为每年8000m3•hm－2左右，每次灌溉约267m3•hm－2。选择林带中的中天杨(Populus×xi-aozhuanica"Zhongtian")［7］、新疆杨(PopulusalbaL．var．pyramidalis)［5］、银新杨(Populusalba×Populusalbavar．pyramidalisBunge)［9］以及胡杨为研究材料。其中，胡杨为2年生的实生苗，其他3种杨树为2年生扦插苗。在该防护林带中选择3块土壤含盐量不同的地块作为样地，从7月初开始采样，每月1次，连续采样3次。每种植物设置3个样方作为重复(样方间距大于50m)，每个样方包括3棵植物，选择中部向阳叶片，部分用于测定SOD(超氧化物歧化酶)活性和丙二醛(MDA)含量的叶片立即放入液氮罐;其余试验植物的叶片放入信封，采样完毕立即做杀青处理(85℃下烘20～30min)，然后在75℃下烘24h。在选择的每块样地中，沿对角线方向选择两端和中心3个点使用土钻进行分层取土壤样品(0～10，10～20，20～40，40～60cm)，用烘干法(105℃，12h)测定土壤含水量，用重量法(残渣烘干法)测定土壤含盐量［10］。叶片脯氨酸含量用茚三酮比色法测定;SOD活性用NBT(氯化硝基四氨唑蓝)光化还原法测定;Na+和K+含量用火焰分光光度法测定［11］;Cl－含量用比色法测定(以明胶－乙醇水溶液为胶体保护剂，加入AgNO3溶液，300nm处比色)［12］;MDA含量用硫代巴比妥酸法测定［13］。部分叶片粉碎后过80目筛，在中国林业科学研究院的稳定同位素比率质谱实验室用FinniganMATDeltaVadvantage质谱仪测定叶片δ13C值。每个样品重复测定3次。
1．3数据分析
利用SPSS16．0，通过单因素方差分析(one－wayANOVA)分析不同样地内4种杨树的各项指标变化以及土壤含水量和含盐量的变化是否显著(p＜0．05)，如果显著，再用Tukey＇stest检验样地之间的差异性。
2结果
2．1土壤含盐量变化
2008年7月，样地1的0～10cm表层土壤含盐量显著高于样地2和3(p＜0．05)。3个样地的10～20cm的土壤含盐量差异不显著(p＞0．05)。20cm以下不同样地之间的土壤含盐量之间显著差异(p＜0．05)，其中20～40cm时，样地1和2的土壤含盐量显著高于样地3(p＜0．05);40～60cm时，样地2的土壤含盐量最高，样地3最低。在各个样地中，不同深度土壤的含盐量之间差异均不显著(p＞0．05)(图1A)。8月，10～20cm土壤层3个样地之间含盐量差异显著(p＜0．05)，样地1＞样地2＞样地3。在各个样地中，不同深度土壤含盐量之间差异均不显著(p＞0．05)(图1B)。9月，0～20cm和40～60cm不同样地之间的土壤含盐量差异显著(p＜0．05)，0～10cm和40～60cm土壤深度下，样地1＞样地2和样地3。在10～20cm，样地1的土壤含盐量显著高于样地3(p＜0．05)。在同一样地内的不同深度，样地1在0～10cm的土壤含盐量显著高于其他土层(p＜0．05)。在样地2中，0～10cm土壤含盐量显著高于10～20cm和40～60cm(p＜0．05)。样地3在不同深度的土壤含盐量之间差异均不显著(p＞0．05)(图1C)。由于9月3个样地的土壤表层盐分高于7月和8月(图1)，土壤盐胁迫最强，所以选择9月植物的各项生理指标进行分析。