籽粒苋富钾营养机理研究

【摘要】： 1．在水培或缺钾土培条件下，采用植株含钾量、单株吸钾量和植株吸钾率等作为富钾基因型的筛选指标，对不同籽粒苋品种的富钾能力进行了筛选。结果表明：R104、K12、D8-1和R109等品种对钾具有较强的富集能力，在低钾(0.5mmol·L~(-1))水培30天和缺钾土培60天时，其植株含钾量一般都在3％～4％之间，单株吸钾量分别在50～75mg和100～120mg范围内，植株吸钾速率大于1.70μmol·g~(-1)RFW·hr~(-1)，这些品种可称为富钾基因型；而M9和Cr047等品种对钾的富集能力则相对较弱，其植株含钾量一般都低于2.7％，单株吸钾量分别在40mg和80mg以下，吸钾速率小于1.35μmol·g~(-1)RFW·hr~(-1)，这些品种可称为一般基因型。在正常供钾(5mmol·L~(-1))时，所有品种的含钾量和单株吸钾量均大幅上升，分别为低钾时的2～5倍和4～10倍。随着供钾水平的提高，两基因型间的富钾能力差异逐渐缩小；低钾水培时，植株含钾量和单株吸钾量最高的品种分别是最低品种的2.5倍和2.3倍，而供钾正常时含钾量和单株吸钾量最高的品种分别仅为最低品种的1.3倍和1.8倍。因此，在缺钾土壤上生长60天或低钾(0.5 mmol·L~(-1))水培30天左右时，能较好地反映两种基因型在富钾能力上的差异。 2．在缺钾土培和水培条件下，研究了籽粒苋不同基因型根际和非根际土壤速效钾、缓效钾和全钾含量，以及根际微生物数量、根系主要分泌物、根系质子分泌量和根系CEC的变化。结果表明：籽粒苋根际土壤速效钾和缓效钾含量明显高于非根际土壤，且在根际形成钾的相对富集区，富钾基因型(R104、K12)根际钾的富集能力明显高于一般基因型(M9、Cr047)；籽粒苋根际土壤的全钾含量低于非根际土壤，且富基因钾型的降低幅度大于一般基因型。富钾基因型根际微生物数量和根系分泌物的分泌能力显著高于一般基因型，且根际细菌和真菌数量与主要根系分泌物的分泌量变化基本保持一致；富钾基因型根系CEC和H~+分泌量高于一般基因型，而同一基因型内各品种间的变化则不明显。 3．在水培条件下，研究了富钾基因型(R104、K12)和一般基因型(M9、Cr047)根系形态和根系生理学特性的变化及其差异，以及不同富钾基因型的钾吸收动力学参数。结果表明：在不同供钾水平条件下，籽粒苋各品种除根冠比随着供钾水平降低而升高外，其余各种根系形态和根系生理指标都随之降低；在相 浙江人学博士学位论文 同供钾水平条件下，两基因型间根系形态和生理特性的差异明显大于基因型内， 而同一基因型内两品种间的根系形态和生理特性差异则不明显：富钾基因型的 r、Cmin和日值均低于一般基因型，而富钾基因型的IInax值和口值则高于一 般基因型；在相同基因型两品种间的Itnax、Km、Cmin、和p值差异较小。 4．通过水培和缺钾土培试验，研究了籽粒觅不同富钾基因型的部分生理生化 特性，并获得了以下研究结果：（）在3个测定时期，籽粒觅各品种叶绿素a的 含量明显高于叶绿素b，且随着生长期的延长这种差异不断扩大；在同一时期， 一般基因型（Mg）叶绿素a和叶绿素b含量的差异大于富钾基因型（R104、K12）； 不同基因型间光合作用速率、细胞间隙COZ浓度和气孔导度的差异均达显著或 极显著水平：籽粒觅各品种的光合作用速率、细胞间隙COZ浓度以及气孔导度 间具有明显的正相关关系。（）籽粒页叶片 POD、SOD及 ATP酶活性随着供钾 水平降低而降低，富钾基因型3种酶活性较一般基因型的降低要慢得多；根系 POD、SOD及ATP酶活性小于叶片；上部叶片POD和SOD酶活性显著高于下 部叶片；低钾胁迫时，叶片POD、SOD和ATP酶活性随着生长期的延长而降低， 在生长50天后，3种酶的活性降低明显加快，且一般基因型较富钾基因型降低 得更快；无论哪种条件下，富钾基因型叶片POD、SOD及ATP酶活性始终高于 一般基因型；Ahase活性受供钾水平、不同器宫和生长期的影响较大，且在基 因型间的差异和变化最明显。（3）富钾基因型叶片脯氨酸、游离氨基酸和可溶性 糖含量均低于一般基因型Mg，经显著性检验，富钾基因型叶片脯氨酸含量与一 般基因型间差异达极显著水平，游离氨基酸和可溶性糖含量差异仅达显著水平。 5．通过试验，研究了供钾水平及低钾胁迫时生长时期对籽粒觅不同富钾基因 型主要根系分泌的种类及其含量变化的影响。结果表明：（）籽粒页根系分泌物 中可溶性糖、氨基酸和有机酸总量随着供钾水平的升高而降低，且富钾基因型 （K12）始终大于一般基因型（Mg）；一般基因型和富钾基因型在低钾胁迫时根 系可溶性糖分泌总量分别是供钾正常时的 1．43倍和 1．94倍；低钾胁迫时，根系 分泌物中有11种氨基酸和5种有机酸，较正常供钾时多了谷氨酸、甘氨酸和苯 丙氨酸等3种氨基酸以及草酸和柠檬酸等2种有机酸：在两种供钾水平下，酪氨 酸、Y－氨基丁酸和丝氨酸均为主要的氨基酸，它们占氨基酸分泌总量一半以上， 苹果酸则是主要有机酸类型，其占有机酸分泌总量的 60％以上。（2）籽粒觅生长 3 浙?

【关键词】：籽粒苋 富钾基因型 一般基因型 根系表面特性 根系形态 根系生理 吸收动力学 ATPase 酶活性 根系分泌物 供钾水平 间作 含量
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2003
【分类号】：S519
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