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《山东农业大学》 2011年
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外源硅对NO_3~-胁迫下黄瓜幼苗生长及生理生化特性的影响

宋云鹏  
【摘要】:在设施生产中,由于自身的特殊环境及大量肥料施入,加之无雨水淋洗等原因,造成土壤次生盐渍化,不仅严重影响了作物生长,而且降低其产量和品质。黄瓜(Cucumis sativus L.)是我国设施栽培面积最大的蔬菜作物之一,由于其根系较浅,具有喜肥不耐肥的特点,容易发生盐害。土壤次生盐渍化已成为设施黄瓜生产的主要障碍之一,其主要胁迫阴离子为NO_3~-。硅被认为是高等植物生长的有益元素,最近研究表明,硅能缓解植物的非生物胁迫(铝、重金属和盐胁迫)和生物胁迫(病虫害)。世界范围内土壤盐渍化问题的日益严重,制约了农作物产量的提高,因此硅能否提高植物耐盐性已成为目前该领域的研究热点。所以探讨外源加硅对NO_3~-胁迫下黄瓜幼苗生长及生理生化特性的影响,对指导设施黄瓜可持续生产具有重要的理论和实践意义。 本课题在已有研究基础上,采用水培方式,设定不同浓度外源Si(Na_2SiO_3)处理黄瓜幼苗,探讨NO_3~-胁迫下,外源加硅对黄瓜幼苗生长、抗氧化酶系统、光合特性、氮代谢相关酶活性及植株内Si含量等的影响,以期为减轻设施土壤次生盐渍化危害奠定理论基础及开辟新的途径。取得主要结果如下: 1、140 mmol·L~(-1) NO_3~-胁迫下,外加0.5~2 mmol·L~(-1) Si处理7 d后,黄瓜幼苗生长势、光合能力、抗氧化酶活性、硝酸还原酶(NR)活性及可溶性蛋白含量等均有不同程度的升高;丙二醛(MDA)含量显著降低,但随Si浓度逐渐增加,Si对过量NO_3~-胁迫的缓解效果呈先升高后降低趋势。外加1 mmol·L~(-1) Si处理条件下,黄瓜幼苗生长势、光合能力、抗氧化酶活性、NR活性及可溶性蛋白含量比140 mmol·L~(-1) NO_3~-胁迫下均显著升高, MDA含量降低程度也达最显著水平。当Si浓度高达2 mmol·L~(-1)时,幼苗生长势、光合能力、抗氧化酶活性、NR活性和可溶性蛋白含量逐渐下降,MDA含量开始上升,Si对NO_3~-胁迫的缓解效果减弱。综上表明,外加一定浓度的Si可通过提高黄瓜抗氧化酶活性、氮代谢水平及降低膜脂过氧化来缓解NO_3~-胁迫。其中1mmol·L~(-1) Si效果最佳。 2、140 mmol·L~(-1) NO_3~-胁迫下,与对照相比,耐盐品种‘新泰密刺’和盐敏感品种‘神农春五’生长势均受到抑制,株高降低,叶面积减小,幼苗叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)及胞间CO_2浓度(Ci)均显著下降,说明NO_3~-胁迫对两黄瓜品种光合作用的抑制均为气孔限制,且对‘神农春五’的抑制程度大于‘新泰密刺’。外源添加1 mmol·L~(-1) Si,‘新泰密刺’和‘神农春五’两黄瓜品种幼苗生长势均显著升高,Si对‘神农春五’株高生长的促进作用大于‘新泰密刺’,而对叶片生长的促进作用规律性相反;对‘神农春五’光合能力提高的程度大于‘新泰密刺’。 3、140 mmol·L~(-1)NO_3~-胁迫下,随处理时间延长,两黄瓜品种幼苗抗氧化酶活性均不同程度降低,且盐敏感品种‘神农春五’抗氧化酶活性(除叶片中POD活性外)受抑制程度大于耐盐品种‘新泰密刺’。外源添加1 mmol·L~(-1) Si处理,其SOD、POD、CAT和APX活性均明显提高;且对‘神农春五’酶活性(除根系中SOD活性和叶片CAT活性外)提高的程度大于‘新泰密刺’。说明外源加Si加速氧化还原系统的运行速率,提高盐胁迫下黄瓜幼苗清除自由基的能力,降低细胞膜脂过氧化水平,增强膜结构和功能的稳定性。 4、140 mmol·L~(-1)NO_3~-胁迫处理下,随处理时间延长,黄瓜幼苗叶片和根系中NO_3~-和NH4+含量呈逐渐增加趋势,且‘神农春五’增加幅度大于‘新泰密刺’;Si含量呈降低趋势。外加Si后,能减少其幼苗对NO_3~-和NH_4~+的吸收,且加硅处理下,其Si含量比不加硅处理明显升高。NO_3~-胁迫处理4 d后,黄瓜幼苗除GS活性及根系中GDH活性变化不显著外,NR、GOGAT和叶片中GDH活性均显著降低;处理8 d后,黄瓜幼苗叶片和根系中各氮代谢相关酶活性均比对照显著降低,且盐敏感品种‘神农春五’降低幅度大于耐盐品种‘新泰密刺’(叶片中NR活性除外)。添加1 mmol·L~(-1)Si能不同程度提高两黄瓜品种叶片和根系中NR、GS、GOGAT和GDH活性,且加硅对‘神农春五’中氮代谢酶的促进作用大于‘新泰密刺’(叶片中NR活性除外)。
【学位授予单位】:山东农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:S642.2

【引证文献】
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