柳枝稷对盐碱胁迫的响应及其生理生态机制

随着化石能源的日益匮乏和环境压力的不断加剧，作为化石能源补充和替代的生物质能的开发利用日渐引起世界范围的重视。我国西北、东北及滨海地区有大量的盐碱荒地和盐碱障碍耕地，可以种植能源植物发展生物质能源。.柳枝稷适应性强、产量高、纤维素含量高、并且对环境友好，是非常理想的能源植物之一。目前，国内外关于柳枝稷耐盐碱方面的研究较少，柳枝稷对盐碱胁迫的响应及其生理生态机制尚不明确。因此，本项目结合发芽试验、盆栽试验和大田试验，全面、系统研究柳枝稷种子萌发、幼苗生长、产量和品质形成以及生理生态特性对不同盐碱胁迫的响应规律，分析柳枝稷的耐盐碱程度，并探讨柳枝稷应对不同盐碱胁迫的形态和生理生态响应机制，旨在为提高柳枝稷抗盐性，改良和利用不同类型盐碱地提供理论依据。

本项目针对能源作物柳枝稷，采用发芽试验、盆栽试验和大田试验相结合的方法，系统研究了柳枝稷种子萌发、幼苗生长、产量和品质形成以及生理生态特性对不同盐碱胁迫的响应规律，分析了柳枝稷的耐盐碱程度，并初步探明了柳枝稷应对不同盐碱胁迫的形态和生理生态响应机制，为提高柳枝稷抗盐性，改良和利用不同类型盐碱地提供了科学依据。主要结果如下：. 盐碱胁迫条件下，柳枝稷萌发受到明显抑制，表现为发芽率显著降低、地上及地下部生长均受抑制，干物质积累量下降，种子活力受到明显抑制，但是低浓度（50 mmol/L）的NaCl能促进Alamo种子的萌发。从6种盐对柳枝稷种子活力指数的影响来看，盐害程度排序为：NaCl<中性混合盐<Na2SO4< NaHCO3<碱性混合盐<Na2CO3。. 柳枝稷苗期对盐胁迫较为敏感。低浓度的盐胁迫条件下，柳枝稷能从生理和生长等方面积极适应环境，叶片渗透调节物质含量和保护性酶活性增加，有效缓解了盐胁迫的危害，生长未受到明显影响。随着盐浓度的增加，柳枝稷细胞质膜受到破坏，叶绿素含量下降，光合作用受到明显抑制，导致株高降低，分蘖数、根长、根表面积减少，干物质积累量下降。从3种中性盐对柳枝稷苗期生长和生理生态指标的影响来看，Na2SO4的盐害程度要大于NaCl和混合中性盐。. 柳枝稷可在盐碱地环境下生长，成活率达85%以上，越冬率达96%以上，轻度和中度盐碱地柳枝稷的生长状况较好，产量最高达到14.3 t/hm2。随着盐碱胁迫程度加重，柳枝稷成活率、株高、单株分蘖数和生物质积累量显著降低。盐碱胁迫显著增加了柳枝稷茎、叶Na+含量，大幅降低了K+含量，显著降低了K+/Na+比值，但对Ca2+ 和Mg2+含量影响不大。盐碱胁迫增加了柳枝稷生物质中的灰分与木质素含量，降低了生物质热值、纤维素和半纤维素含量，在一定程度上降低了柳枝稷生物质的品质。