分根鹽處理對(duì)玉米產(chǎn)量的影響及根系響應(yīng).pdf

1、本試驗(yàn)于2009-2011年在黃淮海區(qū)域玉米技術(shù)創(chuàng)新中心和作物生物學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。本研究采用盆栽試驗(yàn)和室內(nèi)生理生化分析相結(jié)合的技術(shù)路線，選用鄭單958和登海9為試驗(yàn)材料，以盆栽的方式進(jìn)行分根鹽處理，系統(tǒng)研究了斷根和不均勻鹽處理對(duì)玉米產(chǎn)量、品質(zhì)、滲透調(diào)節(jié)、Na+、Cl-分布、抗氧化系統(tǒng)，根際土壤特性，根系形態(tài)及生理生化變化的影響，探討分根對(duì)鹽處理玉米產(chǎn)量形成的機(jī)理及根系響應(yīng)。主要研究結(jié)果如下：
　　 1、分根鹽處理對(duì)玉米產(chǎn)量

2、及品質(zhì)的影響
　　 玉米生物產(chǎn)量和籽粒產(chǎn)量在鹽處理下有類似規(guī)律：低鹽度時(shí)，生物產(chǎn)量和籽粒產(chǎn)量有不同程度的升高；中高鹽度條件下產(chǎn)量顯著下降，當(dāng)鹽濃度達(dá)到102mMNaCl時(shí)，玉米的生長受到嚴(yán)重影響，干物質(zhì)積累量極低，不能開花結(jié)實(shí)，直至死亡。斷根玉米在無鹽和低鹽時(shí)促進(jìn)了玉米的生長，產(chǎn)量顯著高于全根玉米，中鹽度時(shí)二者差異不大或斷根玉米產(chǎn)量略小，高鹽度時(shí)無產(chǎn)量。無鹽和低鹽時(shí)斷根玉米籽粒粗蛋白含量顯著超過對(duì)照，淀粉和粗脂肪含量與對(duì)照差異不

3、顯著。
　　 不均勻鹽處理改善了玉米生長，產(chǎn)量顯著高于對(duì)照。不均勻鹽處理玉米籽粒淀粉含量顯著高于對(duì)照，而對(duì)粗蛋白和粗脂肪的影響在不同品種和鹽度間規(guī)律不一致。
　　 2、分根鹽處理對(duì)玉米光合特性的影響
　　 斷根顯著影響鹽處理下玉米的光合特性，具體表現(xiàn)為：無鹽和低鹽時(shí)，斷根玉米花后光合色素含量，穗位葉凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度，葉綠素?zé)晒鈪?shù)φPSⅡ，qP值顯著高于全根玉米，干物質(zhì)積累量增加；中高鹽度時(shí)，斷根玉

4、米的光合性能受抑制：葉綠素含量減少，玉米葉面積顯著降低，穗位葉光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度下降，斷根玉米干物質(zhì)量與全根玉米相比差異不大或較小。
　　 不均勻鹽處理顯著增加了玉米的光合色素含量，玉米凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度超過對(duì)照，φPSⅡ，qP值提高，胞間CO2濃度和NPQ降低，大口期后玉米葉面積顯著高于均勻鹽處理，干物質(zhì)積累較多。
　　 3、分根鹽處理對(duì)玉米滲透調(diào)節(jié)、抗氧化系統(tǒng)的影響
　　 3.1.分根鹽

5、處理對(duì)玉米滲透調(diào)節(jié)的影響
　　 無鹽和低鹽時(shí)斷根玉米葉水勢(shì)、K+、Ca2+含量、脯氨酸、可溶性糖、抗壞血酸含量均顯著高于全根玉米，而葉中Na+、Cl-含量顯著低于全根玉米。由此可見無鹽和低鹽時(shí)斷根促進(jìn)了玉米的滲透調(diào)節(jié)能力，而中高鹽度時(shí)斷根玉米小于全根玉米。耐鹽品種DH9滲調(diào)能力超過ZD958。
　　 不均勻鹽處理改善了鹽處理玉米的水分狀況，不均勻鹽處理玉米葉中高濃度的K+、Ca2+、甜菜堿和脯氨酸含量顯著高于同鹽度時(shí)的均

6、勻鹽處理玉米，并促進(jìn)了根葉的生長。不均勻鹽處理中無機(jī)離子在長期鹽處理時(shí)起主要作用，其中K+和Ca2+是最主要的無機(jī)離子，在滲透調(diào)節(jié)中起非常重要作用，特別是維持較高的K/Na比和Ca/Na比尤為重要。有機(jī)物質(zhì)在滲透調(diào)節(jié)中作用相對(duì)較小。
　　 3.2.分根鹽處理對(duì)玉米抗氧化系統(tǒng)的影響
　　 斷根玉米葉片MDA含量在低鹽時(shí)低于全根玉米，無鹽時(shí)二者差異不顯著，中高鹽時(shí)斷根玉米葉片MDA含量顯著高于全根玉米。斷根玉米大口期后葉片S

7、OD、POD酶活性在無鹽和低鹽時(shí)顯著高于全根玉米，APX、GPX含量在不同時(shí)期呈現(xiàn)不同規(guī)律。
　　 不均勻鹽處理玉米葉片MDA含量在3個(gè)時(shí)期幾乎都小于對(duì)照。不均勻處理玉米大口期時(shí)葉片POD、APX活性顯著高于對(duì)照，開花期時(shí)POD、GPX、APX活性高于對(duì)照，乳熟期時(shí)APX活性小于對(duì)照，POD、GPX活性高于對(duì)照。
　　 4、分根鹽處理對(duì)玉米根際土壤生理生化指標(biāo)的影響
　　 4.1.分根鹽處理對(duì)玉米根際土壤電導(dǎo)率及

8、離子積累的影響
　　 不同時(shí)期除無鹽處理外，三種鹽度下斷根玉米根際土壤電導(dǎo)率，Na+、Cl-含量均高于全根玉米。不均勻鹽處理時(shí)水側(cè)根際土壤電導(dǎo)率隨鹽側(cè)所澆鹽水濃度增加而增加，這說明玉米根系有將一側(cè)礦質(zhì)元素運(yùn)至另一側(cè)的能力。不均勻鹽處理根系只有一側(cè)澆鹽水，兩側(cè)的Na+、Cl-含量不同。兩側(cè)土鈉含量除高鹽度兩側(cè)Na+含量差異顯著外，其余兩個(gè)不均勻鹽處理差別不大。說明鈉可有一側(cè)土壤運(yùn)至另一側(cè)。而氯含量在不均勻鹽處理兩側(cè)根際土壤中相差較

9、大。
　　 4.2.分根鹽處理對(duì)玉米土壤生理生化特性的影響
　　 兩玉米品種根際土壤脲酶活性變化規(guī)律略有不同：斷根ZD958在拔節(jié)和大口期根際土壤脲酶活性小于對(duì)照，自開花期后均高于全根鹽處理；斷根鹽處理DH9拔節(jié)期時(shí)脲酶活性小于對(duì)照，自大口期后均高于對(duì)照，玉米根際土壤過氧化氫酶活性隨鹽度增加先增加后減少。兩品種玉米根際土壤過氧化氫酶活性變化趨勢(shì)基本一致：斷根玉米拔節(jié)期根際土壤過氧化氫酶活性小于全根玉米過氧化氫酶活性，斷根

10、玉米大口期后根際土壤過氧化氫酶活性均高于對(duì)照。無鹽和低鹽時(shí)斷根玉米根際土壤蔗糖酶活性在花后高于對(duì)照，兩品種表現(xiàn)一致。
　　 不均勻鹽處理兩側(cè)土壤脲酶活性不同，鹽度差別越大差異越顯著。水側(cè)脲酶活性顯著高于鹽側(cè)土壤。不均勻鹽處理根系兩側(cè)土壤脲酶活性開花后顯著高于對(duì)照。蔗糖酶、過氧化氫酶活性變化規(guī)律與脲酶基本一致。
　　 5、玉米根系對(duì)分根鹽處理的響應(yīng)
　　 無鹽和低鹽時(shí)斷根玉米根系出現(xiàn)補(bǔ)償生長，根條數(shù)，根總表面積、根

11、尖數(shù)、根體積和根總長增加，根活性變大，根系抗氧化酶活性增加，植株生物量和籽粒產(chǎn)量提高，品質(zhì)改善，植株Na+、Cl-積累量降低，葉片光合能力提高，植株對(duì)NaCl的耐性提高。斷根對(duì)中高鹽度脅迫下玉米的補(bǔ)償作用較小。
　　 不均勻鹽處理促進(jìn)了玉米根系的生長，根體積、根條數(shù)、根尖數(shù)、根總表面積和根總長，根活性顯著高于對(duì)照，根系抗氧化酶活性升高，MDA含量相對(duì)較小，根毛區(qū)細(xì)胞受鹽害程度小于對(duì)照。不均勻鹽處理玉米清除活性氧能力增強(qiáng)可以減輕高