作物對不同鹽脅迫和調(diào)控條件的響應(yīng)特征與抗鹽性調(diào)控研究.pdf

1、本論文運用盆栽土培試驗為主，結(jié)合部分水培和田間試驗的方法，從系統(tǒng)分析不同類型鹽脅迫下作物的生物和生理生化響應(yīng)特征入手，在鹽脅迫下作物的抗鹽機制、外源磷對作物鹽脅迫的緩解與調(diào)節(jié)作用、管理調(diào)控因子在不同類型鹽脅迫下對作物鹽分離子吸收及運移的影響、鹽脅迫下管理調(diào)控對作物生長及其抗鹽性的影響與作用機制、以及作物抗鹽增產(chǎn)優(yōu)化調(diào)控模式與鹽脅迫條件下作物的產(chǎn)量預(yù)測等方面開展了較為深入的研究，并獲得以下主要研究結(jié)果：作物的形態(tài)生長指標(biāo)對不同類型鹽分脅迫

2、的響應(yīng)幅度有明顯差異，總體上Na<,2>CO<,3>和NaCl脅迫下作物對不同濃度鹽分的響應(yīng)幅度要大于Na<,2>SO<,4>脅迫條件。作物產(chǎn)量對鹽脅迫濃度變化的響應(yīng)比生物量更加敏感。大麥質(zhì)膜穩(wěn)定性由高到低對應(yīng)的鹽分類型分別是：硫酸鹽>氯化物>碳酸鹽。在碳酸鈉脅迫條件下，大麥膜脂過氧化作用強烈，低濃度的Na<,2>CO<,3>對作物造成的傷害即可達到較高濃度NaCl的傷害水平。隨NaCl濃度升高，大麥莖中的Na<'+>含量顯著增加，而葉

3、中Na<'+>含量無顯著提高。在Na<,2>CO<,3>脅迫條件下，Na<'+>更易向作物葉片中運輸：莖和葉中K<'+>顯著低于NaCl處理，葉中Na<'+>含量高，且大于莖中含量。小麥抗鹽性的強弱與其葉蠟質(zhì)含量、肉質(zhì)化指數(shù)和相對含水量的增量呈正相關(guān)。“魯麥19”和“植申2號”的抗鹽力較強，其葉蠟質(zhì)含量、肉質(zhì)化指數(shù)和相對含水量均較高。而“魯麥23”保持水分緩解鹽害的能力較弱，抗鹽力較低。小麥抗鹽力的大小還與其質(zhì)膜滲透性有關(guān)?！棒旣?9”

4、、“植申2號”等抗鹽性強的小麥相對電解質(zhì)外滲率最低，整株Na<'+>、C1<'->含量較低，且鹽分離子較少向地上部運移，地上部Na<'+>、C1<'->含量明顯低于根部；而“魯麥23”等抗鹽力相對較弱的小麥，其電解質(zhì)滲透值和相對電解質(zhì)外滲率最高，根部拒鹽能力較差，有較多的鹽分離子向地上部運移。“魯麥19”較強的抗鹽性是其良好的水分保持特性和質(zhì)膜穩(wěn)定性，以及控制Na<'+>、CI<'->離子向地上部運移能力的綜合作用結(jié)果?！爸采?號”對鹽

5、分離子有較高的耐性可能與吸收和運移鹽分離子進行滲透調(diào)節(jié)等機制有關(guān)。施用磷肥升高了離子運輸?shù)腒<'+>、Na<'+>選擇性比率(SK,Na)，減少黑麥草根系對Na+的吸收和積累，促進K<'+>向葉片選擇性運輸，促進植株生長和地上部干物質(zhì)積累，提高黑麥草對鹽脅迫的適應(yīng)能力。施用磷肥還能增加鹽脅迫下黑麥草葉片葉綠素含量，增強黑麥草葉片凈光合速率和氣孔導(dǎo)度；施用磷肥能提高鹽脅迫下可溶性蛋白、可溶性糖和脯氨酸等滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的積累，增加了黑麥草的抗

6、鹽能力。 在NaCl鹽分脅迫下，大麥具有對K<'+>的選擇性運輸能力。中等濃度鹽脅迫下，莖中的Na<'+>含量高于葉片中Na<'+>含量，而葉片中K<'+>含量和莖中K<'+>含量接近。不同鹽分類型脅迫下大麥地上部分植株的離子含量存在差異。Na<,2>CO<,3>脅迫條件下，葉、莖之間的選擇性運輸能力發(fā)生變化，葉與莖Na<'+>含量比值升高，大麥對葉片的保護作用機制受到了破壞。鹽脅迫下施肥、灌溉、改良劑調(diào)控因子及其交互作用可對大

7、麥植株體內(nèi)K<'+>、Na<'+>、Cl<'->的含量及其分布狀況產(chǎn)生顯著影響。增加肥料用量、提高灌溉定額、施用改良劑具有不同程度增加植株K<'+>的積累、降低Na<'+>和Cl<'->含量，提高K<'+>／Sa<'+>值的效果。與大麥植株體內(nèi)K<'+>的含量和分布顯著關(guān)聯(lián)的調(diào)控因子數(shù)量最多，說明調(diào)控因子對K<'+>的調(diào)控作用更加有效。不同類型和濃度鹽脅迫下，能較好提高K<'+>／Na<'+>g值的調(diào)控因子組合各有不同。高濃度鹽分脅迫下

8、，調(diào)控措施對Na<'+>的作用較為顯著；中低濃度鹽分脅迫下，調(diào)控措施對K<'+>的作用較為顯著。NaCl脅迫下的整體調(diào)控效果要好于Na<,2>CO<,3>脅迫。 包括肥料用量、灌溉定額和改良劑在內(nèi)的各管理調(diào)控因子對鹽脅迫下大麥的形態(tài)和生長指標(biāo)有明顯提升作用和良好抗鹽調(diào)控效果。作物的營養(yǎng)生長階段與生殖生長階段調(diào)控因子對作物形態(tài)生長指標(biāo)和抗鹽性的作用規(guī)律基本一致。管理調(diào)控對NaCl鹽脅迫下大麥形態(tài)生長指標(biāo)的作用效果要比Na<,2>C

9、O<,3>脅迫條件的效果更加明顯。方差分析結(jié)果表明，施肥、灌溉、改良劑使用、肥料×灌溉、肥料×改良劑的交互作用均對作物的生物量和產(chǎn)量有極顯著影響。在不同濃度和類型鹽分脅迫下，各調(diào)控因子對作物耐鹽性調(diào)控作用的顯著性存在差異。中等濃度NaCl脅迫下15號調(diào)控處理(較高肥料用量、高量低頻灌溉，不使用改良劑)的作物形態(tài)、生長和產(chǎn)量指標(biāo)值最高；在較高濃度NaCl和碳酸鈉脅迫下，18號調(diào)控處理(較高肥料用量、高量低頻灌溉，使用改良劑)的效果最好。在

10、田間栽培條件下，植物營養(yǎng)調(diào)控和鈣劑的調(diào)控同樣可提高作物的抗鹽能力。大麥的形態(tài)、生長指標(biāo)與作物對鹽分離子吸收及分布指標(biāo)之間存在顯著的相關(guān)性。總體看，莖K<'+>／Na<'+>比、葉<'+>／Na<'+>比、莖K<'+>含量、葉K<'+>含量基本與作物的形態(tài)、生長與產(chǎn)量指標(biāo)呈正相關(guān)，莖Na<'+>含量和葉Na<'+>含量與作物的形態(tài)、生長與產(chǎn)量指標(biāo)呈負相關(guān)。總的看來莖葉中的K<'+>含量與產(chǎn)量指標(biāo)的相關(guān)程度最高。但不同濃度和類型鹽脅迫條件下

11、作物形態(tài)、生長和產(chǎn)量指標(biāo)與鹽分離子吸收指標(biāo)之間的響應(yīng)關(guān)系存在差異，影響作物形態(tài)、生長指標(biāo)的主導(dǎo)離子吸收指標(biāo)各有不同。研究建立了不同濃度和類型鹽脅迫下作物抗鹽增產(chǎn)的優(yōu)化調(diào)控模式。優(yōu)化調(diào)控模式由肥料用量、灌溉量、改良劑用量、灌溉間隔等四個調(diào)控因子優(yōu)選構(gòu)成，在大多數(shù)類型鹽脅迫下肥料用量、灌溉量、改良劑用量的調(diào)控效果均較為顯著。研究構(gòu)建了在不同濃度和類型鹽脅迫條件下，應(yīng)用綜合調(diào)控管理措施的作物產(chǎn)量或生物量的預(yù)測模型和模型參數(shù)體系。這些模式和模型