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《内蒙古农业大学》 2010年 博士论文
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温室土壤次生盐渍化及其主要盐分对辣椒幼苗胁迫的研究

姜伟  
【摘要】:近年来,我国设施农业发展迅猛,种植面积逐年增加,然而不合理的施肥、栽培管理等导致设施土壤次生盐渍化发生,造成蔬菜病虫害加重、产量品质下降,甚至地下水受到污染,因此,设施土壤次生盐渍化已成为影响我国设施农业可持续发展的主要障碍因子。目前,有关土壤次生盐渍化及其盐分对植物障害研究已取得了长足的进展,但更多集中在NaCl和NaNO3上。本研究立足于我国北方典型设施蔬菜栽培地区——内蒙古自治区赤峰市,对其4个蔬菜主产区温室土壤进行调查和测试分析,把引起盐分积累的KNO3、K2SO4及其混盐(1:1)设计为0(CK)、50、100、150、200 mmol/L5个处理,对辣椒品种“亮剑”幼苗进行胁迫试验研究。其结果如下: 1、赤峰地区不同栽培年限温室土壤盐分积累特征及其变化规律为:温室土壤含盐量始终高于露地,且0~5 cm土层含盐量显著高于5~20cm,盐分积累有明显的表聚现象;4个蔬菜主产区中,宁城县盐分积累最重,含盐量普遍超过了1.0g/kg。红山区积累最低,尚未达到盐渍化;宁城县和元宝山区栽培5年的温室耕作层土壤平均含盐量最高;引起温室土壤盐渍化的离子组成存在地区差异,宁城县盐分阴离子以SO42-、NO3-为主,阳离子以Ca2+为主,相关系数分别为0.975**、0.974**和0.875*,而元宝山区以SO42-和Ca2+为主,相关系数分别为0.950*和0.991**。 2、KNO3、K2SO4及其混盐胁迫对植株生长影响:150mmol/L和200mmol/l处理14d后,辣椒幼苗株高、根长、叶片数生长以及生物量积累显著受抑;处理28d后,生长点萎蔫、叶片逐渐凋零、根系变褐,趋于死亡;在一定时间范围内,50mmol/L的KN03和混盐处理对辣椒幼苗生长有一定的促进作用,K2SO4则没有。 3、盐胁迫对辣椒幼苗光合特性影响:不同浓度盐处理14d后,叶片净光合速率(Pn)、叶绿素(Chl)、叶绿素a(Chla)、叶绿素b(Chlb)、蒸腾速率(E)和水分利用率(WUE)显著降低,从150mmol/L开始各光合指标变化不明显;KNO3和混盐处理,Pn下降低浓度处理主要为气孔因素限制,而高浓度盐胁迫为非气孔因素限制。K2SO4则为非气孔因素限制。 4、盐胁迫对辣椒生理生化特性影响:随着盐处理浓度的逐渐增加,辣椒幼苗茎叶和根系含水量先升后降;50mmol/l盐处理,脯氨酸、可溶性糖、MDA含量以及EC值增加不明显,而高盐胁迫增加显著;SOD酶活性先降后升,POD和CAT呈现出降低——升高——降低的趋势。 5、盐胁迫对辣椒幼苗叶片氮、磷、钾含量影响:KNO3和其混盐胁迫N含量先降后升,而SO42-抑制幼苗对NO3--N的吸收;盐胁迫对叶片P含量先降后升,但始终低于CK,而K呈大幅度增加趋势。 6、盐胁迫对辣椒幼苗解剖结构和淀粉粒积累的影响:200mmol/L盐胁迫,叶片变薄,栅栏组织、海绵组织细胞间隙变大;200mmol/L高盐胁迫叶绿体大小和形状改变,特别是K2SO4胁迫使叶绿体分解,叶绿体核分散,无序的堆集在叶肉细胞内,而不是紧靠在细胞壁上;200mmol/L盐胁迫,叶片中淀粉粒显著变小,染色程度变浅;200mmol/L KNO3和混盐胁迫,根尖淀粉粒显著变大,而K2SO4胁迫淀粉粒大小变化不明显。 7、盐胁迫对辣椒幼苗根、茎、叶输导组织结构的影响:200mmol/LKNO3、K2SO4及其混盐处理辣椒14d后,幼苗根、茎、叶中柱和维管束结构发生了明显的变化。盐胁迫加速了根尖0.5cm和1.0cm处初生结构的分化;茎木质部导管孔径显著变小、壁加厚,木质部显微化面积占茎横切面的比例增加;叶脉维管束面积加大,维管束上面的机械组织加厚。 8、综合KNO3、K2SO4及其混盐胁迫对辣椒幼苗形态指标、光合指标、生理生化指标、营养元素变化以及解剖结构的影响,K2SO4对幼苗生长的抑制大于KNO3和混盐。因此,设施土壤SO42-的危害更应该引起高度重视。 综上所述,随着盐胁迫浓度增加,辣椒幼苗盐害逐渐增加。盐分对辣椒幼苗生长的抑制是净光合速率(Pn)下降、渗透胁迫、生物膜损伤、叶肉组织细胞结构破坏等综合因素影响的结果,而其自身生理生化变化以及输导组织结构改变等是对盐胁迫的适应机制。


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