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《中国农业科学院》 2012年
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亚适宜温光环境对黄瓜幼苗生长、氮和钾吸收与转运的影响

李衍素  
【摘要】:日光温室和塑料大棚等蔬菜栽培设施内温光环境较差,冬春季节设施内栽培的黄瓜常处于亚适宜温光(15-18℃/10-12℃,200-300μmol m-2s-1)环境下,使得黄瓜生理代谢活动失调,从而影响黄瓜的生长发育、产量与品质的形成等,已经成为制约我国设施黄瓜高产优质的主要因素。氮和钾是植物生长发育、品质形成所必需的2种大量矿质元素。亚适宜温光处理可能通过影响氮和钾的吸收与转运使黄瓜产生一系列的生理生化变化,进而影响了黄瓜的产量与品质,但尚未见国内外有相关报道。 本研究以正常温度(25/18℃)正常光照强度(500±20μmol m-2s-1)为对照(CK),设亚适宜光照强度(200±20μmol m-2s-1)正常温度(25/18℃)(T1)、亚适宜光照强度(200±20μmol m-2s-1)亚适宜温度(18/12℃)(T2)、亚适宜光照强度(200±20μmo1m-2s-1)低温(12/8℃)(T3)、亚适宜温度(18/12℃)正常光照强度(500±20μmolm-2s-1)(A1)、亚适宜温度(18/12℃)亚适宜光照强度(200±20μmol m-2s-1)(A2)和亚适宜温度(18/12℃)弱光(90±10μmol m-2s-1)(A3)等6个处理,处理5、10d,测定黄瓜生长、光合特性、氮和钾含量、氮吸收与转运相关酶活性、ATPase活性与K+转运蛋白基因的表达等,研究亚适宜光照强度下不同温度、亚适宜温度下不同光照强度对黄瓜生长、生理特性和氮和钾吸收与转运的影响。主要研究结果如下: 1.与正常温度正常光照强度处理(CK)相比,亚适宜光照强度不同温度处理和亚适宜温度不同光照强度处理均降低了植株的株高、干鲜重、叶面积、根冠比、净光合速率、叶片和根系中氮和钾的含量,但使黄瓜叶片叶绿体色素含量和胞间二氧化碳浓度明显增加。而且,亚适宜光照强度下温度越低,或者亚适宜温度下光照强度越低,对黄瓜株高、干鲜重、叶面积增加量、净光合速率、氮和钾含量的抑制效果越明显。亚适宜光照强度不同温度处理和亚适宜温度不同光照强度处理下黄瓜幼苗叶片和根系氮和钾含量均明显降低,可能是亚适宜光照强度不同温度处理和亚适宜温度不同光照强度处理下黄瓜生长受抑的重要原因。 2.与正常温度正常光照强度处理(CK)相比,亚适宜光照强度不同温度处理和亚适宜温度不同光照强度处理均使黄瓜幼苗叶片和根系硝酸还原酶、谷氨酸合酶和谷氨酸脱氢酶活性显著降低,但使硝酸盐明显积累,亚适宜光照强度下温度越低,或者亚适宜温度下光照强度越低,黄瓜幼苗叶片和根系硝酸还原酶、谷氨酸合酶和谷氨酸脱氢酶活性下降幅度越大,而硝酸盐含量增加越多;亚适宜光照强度不同温度处理和亚适宜温度不同光照强度处理均使叶片中谷氨酰胺合成酶活性升高,但降低了根系中谷氨酰胺合成酶活性。亚适宜光照强度不同温度处理和亚适宜温度不同光照强度处理下黄瓜幼苗氮吸收与代谢均明显下降,是亚适宜光照强度不同温度处理和亚适宜温度不同光照强度处理下黄瓜幼苗叶片和根系氮含量明显降低的主要原因。 3.与正常温度正常光照强度处理(CK)相比,亚适宜光照强度不同温度处理和亚适宜温度正常光照强度、亚适宜温度亚适宜光照强度处理使黄瓜幼苗叶片和根系Ca2+-ATPase、Cu2+-ATPase、H+/K+-ATPase和Na+/K+-ATPase活性明显增加,且亚适宜光照强度下温度越低,黄瓜幼苗体内Ca2+-ATPase、Cu2+-ATPase、H+/K+-ATPase和Na+/K+-ATPase活性增加幅度越大,但亚适宜温度弱光(A3)处理下黄瓜根系Ca2+-ATPase、Cu2+-ATPase、H+/K+-ATPase活性小于正常温度与正常光照强度(CK)处理的ATPase活性。亚适宜光照强度不同温度处理和亚适宜温度不同光照强度处理使黄瓜幼苗叶片和根系中K+转运蛋白基因K2和K12表达量明显下降,且亚适宜光照强度下温度越低,或者亚适宜温度下光照强度越低,黄瓜幼苗叶片和根系中K2和K12基因表达量越低。亚适宜光照强度不同温度处理和亚适宜温度不同光照强度处理下黄瓜幼苗叶片和根系中K+转运蛋白基因表达量均明显下降,是亚适宜温光条件下黄瓜幼苗叶片和根系中的钾含量明显降低的主要原因。
【学位授予单位】:中国农业科学院
【学位级别】:博士后
【学位授予年份】:2012
【分类号】:S642.2;S626

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