設(shè)施番茄鹽毒害及緩解機(jī)理研究.pdf

1、土壤鹽漬化是蔬菜栽培的重要限制因子，造成作物生長(zhǎng)受阻，產(chǎn)量降低。由于我國(guó)設(shè)施栽培條件簡(jiǎn)陋，可控性差，栽培管理技術(shù)不足，設(shè)施土壤鹽漬化常與其他逆境條件共同作用，影響作物生產(chǎn)。番茄(Lycopersicon esculentum Mill.)是我國(guó)主要的設(shè)施栽培作物之一，喜光耐熱，易受低溫、弱光和土壤鹽漬化影響。因此探討番茄鹽毒害及緩解機(jī)理，對(duì)于提高設(shè)施園藝生產(chǎn)效率具有重要的理論意義和實(shí)踐價(jià)值。本試驗(yàn)采用水培的方法，研究了鹽毒害對(duì)番茄幼苗的

2、傷害機(jī)理，并探討了嫁接和水楊酸對(duì)番茄鹽毒害的緩解效應(yīng)。取得了以下主要研究結(jié)果： 1.不同根際溫度下鹽脅迫對(duì)番茄光合特性和營(yíng)養(yǎng)吸收的影響。 鹽脅迫和根際低溫明顯抑制了番茄地上部和地下部的生長(zhǎng)，復(fù)合處理加重了抑制程度。鹽脅迫打破了番茄葉片和根部的營(yíng)養(yǎng)元素平衡，提高了番茄葉片和根系中Na含量，降低了K、Mg和根系中Ca含量，根際低溫降低了番茄對(duì)K、Ca、Mg的吸收能力。鹽脅迫降低了番茄葉片葉綠素a和總?cè)~綠素含量，根際低溫加劇了

3、鹽脅迫下葉綠素含量的降低。光化學(xué)猝滅系數(shù)(qP)、天線色素光能轉(zhuǎn)化效率(Fv’/Fm’)、電子傳遞速率(ETR)和表觀量子效率(φPSII)在鹽脅迫后均明顯降低，根際低溫處理進(jìn)一步降低了PSII的實(shí)際活性。鹽脅迫后番茄凈光合速率降低，根際低溫處理后，下降幅度更大。 2.根際低溫和鹽脅迫對(duì)番茄氧化脅迫的復(fù)合效應(yīng)。 鹽脅迫和根際低溫提高了番茄葉片O2·-產(chǎn)生速率和H2O2含量，造成了番茄的氧化傷害，MDA含量上升和電解質(zhì)滲透

4、率提高，在復(fù)合處理中氧化傷害程度最高。鹽脅迫誘導(dǎo)了番茄Fe-SOD和Cu,Zn-SOD活性，根際低溫誘導(dǎo)了Fe-SOD和Mn-SOD活性。CAT對(duì)鹽脅迫敏感，鹽脅迫和根際低溫均降低了其活性，復(fù)合處理活性最低。GPX、APX和GR在鹽脅迫和根際低溫處理后活性上升，在復(fù)合處理中上升幅度較大，說(shuō)明其在清除葉片活性氧方面有重要作用。鹽脅迫和根際低溫處理后番茄葉片谷胱甘肽和抗壞血酸含量明顯降低，復(fù)合處理含量最低，說(shuō)明脅迫后番茄還原態(tài)受到破壞。

5、 3.不同光照條件下鹽脅迫對(duì)番茄光合特性的影響。 鹽脅迫抑制了番茄生長(zhǎng)，弱光下這種抑制程度相對(duì)較低。鹽脅迫后番茄凈光合速率(Pn)、氣孔導(dǎo)度(Gs)和胞間CO2濃度(Ci)均降低，氣孔限制值(Ls)上升，表明鹽脅迫引起的光合速率下降可能是由氣孔限制所致。鹽脅迫提高了暗呼吸速率(Rd)和光補(bǔ)償點(diǎn)(LCP)，番茄利用弱光能力降低；鹽脅迫降低了光飽和點(diǎn)(LSP)，對(duì)強(qiáng)光的抵御能力降低。弱光條件下，Rd、LCP和LSP均降低，利用弱

6、光能力加強(qiáng)，這是番茄對(duì)弱光環(huán)境的適應(yīng)。100mmol·L-1的NaCl處理對(duì)Fv/Fm沒有明顯影響，降低了番茄qP、Fv’/Fm’和φPSⅡ。弱光提高了PSⅡ的實(shí)際運(yùn)行活性，但由于光照過(guò)低，ETR和凈光合速率明顯低于強(qiáng)光。 4.不同光照條件下鹽脅迫對(duì)番茄元素分布、膜系統(tǒng)ATP酶和焦磷酸酶活性的影響。 鹽脅迫提高了番茄根系和葉片中Na含量，降低了K含量。弱光對(duì)鹽脅迫下Na和K含量沒有顯著影響，提高了番茄對(duì)P、Ca、Mg、F

7、e和Zn的吸收能力。強(qiáng)光下，NaCl處理顯著提高了番茄質(zhì)膜H+-ATPase和Ca2+_ATPase的活性，弱光條件下，上升幅度降低。強(qiáng)光下，NaCl處理明顯誘導(dǎo)了液泡膜H+-ATPase、Ca2+-ATPase和H+-PPase活性，弱光處理降低了液泡膜ATP酶和焦磷酸酶活性。 5.不同鹽分形態(tài)對(duì)番茄幼苗根系呼吸和活性氧代謝的影響。 設(shè)施土壤次生鹽漬化的鹽分種類與濱海鹽土不同，陰離子以NO3-為主，陽(yáng)離子以Ca2+為主

8、。Ca(NO3)2處理和NaCl處理對(duì)番茄的毒害方式存在差異。鹽脅迫下番茄根系總呼吸速率和細(xì)胞色素呼吸速率明顯下降，相較Ca(NO3)2處理，NaCl處理細(xì)胞色素呼吸下降幅度更大；在鹽脅迫下抗氰呼吸速率上升，NaCl處理上升更明顯。鹽脅迫明顯增加了活性氧含量，NaCl處理上升幅度更大。NaCl脅迫下，根系SOD、CAT和GPX活性顯著增加，但在處理后期上升幅度下降，Ca(NO3)2脅迫后抗氧化酶活性一直上升，NaCl脅迫根系膜脂過(guò)氧化程

9、度顯著高于NaCl處理。NaCl處理抗氰呼吸的增強(qiáng)可以彌補(bǔ)細(xì)胞色素呼吸引起的ATP不足，并可能參與活性氧的清除。 6.嫁接提高番茄耐鹽性機(jī)理研究。 隨著鹽濃度的增加，番茄生長(zhǎng)受抑制程度逐漸提高。自根嫁接對(duì)番茄生長(zhǎng)和耐鹽性沒有明顯影響，砧木嫁接明顯緩解了鹽脅迫引起的生長(zhǎng)受阻，歸因于其具有較高的光合活性和抗氧化能力。100和150mmol·L-1NaCl處理后，自根和自根嫁接番茄qP、ETR、Fv’/Fm’和φPSⅡ明顯下降

10、，砧木嫁接苗基本不受影響。因此，砧木嫁接苗在鹽脅迫后Pn較高。鹽脅迫后，砧木嫁接番茄膜脂過(guò)氧化程度較低，與抗氧化系統(tǒng)的響應(yīng)相關(guān)。鹽脅迫后，自根和自根嫁接番茄葉片CAT和DHAR活性降低，砧木嫁接番茄CAT和DHAR活性上升。鹽脅迫提高了番茄葉片SOD和GPX活性，在自根和自根嫁接苗中上升幅度更大。砧木嫁接番茄具有較高的GR活性，在各鹽分處理濃度下，其活性均高于自根和自根嫁接苗。鹽脅迫提高了番茄葉片和根系Na含量，降低了K含量和K/Na比

11、，砧木嫁接番茄K、Na含量與自根苗相比沒有明顯差異。 7.水楊酸對(duì)鹽脅迫下番茄光合作用和活性氧清除系統(tǒng)的影響。 1mmol·L-1的SA葉面噴施明顯緩解了鹽脅迫對(duì)植株生長(zhǎng)的抑制作用。這種緩解效應(yīng)一方面歸因子SA葉面噴施緩解了鹽脅迫引起的PSⅡ活性降低，電子用于CO2固定的比例增加，提高了鹽脅迫下番茄的凈光合速率；另一方面，歸因于SA誘導(dǎo)了番茄抗氧化系統(tǒng)活性，提高了SOD、CAT、GPX和DHAR活性，緩解了鹽脅迫引起的還

12、原型谷胱甘肽GSH和還原型抗壞血酸ASC含量的降低，降低了O2-的產(chǎn)生速率和H2O2含量，使鹽脅迫條件下MDA含量和電解質(zhì)滲透率明顯降低。 8.水楊酸對(duì)鹽脅迫下番茄元素分布和根系膜系統(tǒng)的影響。 SA處理提高了番茄對(duì)K的選擇吸收能力，提高了鹽脅迫后番茄根系Ca和Mg含量，降低了Na含量，使番茄維持較高的K/Na比。SA處理顯著提高了正常生長(zhǎng)和脅迫條件下番茄根系質(zhì)膜H+-ATPase和Ca2+-ATPase活性。SA處理提高