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黄瓜高锰毒害及缓解机理研究

史庆华  
【摘要】:锰中毒易发生在连作多年的温室、大棚和酸性土壤中,会导致作物生长受抑,影响产量。黄瓜(Cucumis sativus L.)是我国主要的蔬菜作物之一,在设施和露地中均广泛种植,具有喜肥又不耐肥的特点,容易发生各种生理障碍,也易发生锰毒。因此探讨黄瓜锰毒害及其解毒机理,对指导黄瓜生产和提高我国园艺设施的利用效率具有重要的理论和实践意义。本试验采用水培的方法,研究了锰毒害对黄瓜幼苗的伤害机理,并探讨了降低光照强度、硅和水杨酸对黄瓜锰中毒的缓解效应。取得了以下主要研究结果: 1.不同pH下高锰对黄瓜生长及营养元素吸收的影响 营养液中高锰离子明显抑制了黄瓜地上部和地下部的生长,降低pH加重了抑制的程度。黄瓜植株各组织中Mn的含量随着营养液中Mn~(2+)浓度的增加而增加,降低pH增加了黄瓜植株地上部Mn的含量。高Mn处理显著降低了Ca、Mg和Fe在黄瓜植株体内的积累量,并且降低pH进一步降低了Mg的吸收,由于Mg和Fe是叶绿素的重要组成部分,因此它们的降低可能是叶绿素含量下降的一个主要原因,结果导致净光合速率显著下降。 2.低pH值和高锰对黄瓜氧化胁迫的复合效应 随着营养液中Mn~(2+)浓度的提高黄瓜叶片和根系中膜脂过氧化产物MDA的含量呈明显的上升趋势,降低pH进一步加剧了膜脂过氧化程度。高锰胁迫诱导了黄瓜植株中Mn-SOD和Fe-SOD活性增加,而Cu,Zn-SOD对高锰胁迫比较敏感,因此Mn-SOD和Fe-SOD在清除高Mn下黄瓜植株内的O_2~-发挥重要作用。CAT对高锰胁迫比较敏感,高锰和低pH处理导致其活性明显下降,而GPX以及抗坏血酸—谷胱甘肽循环过程中的重要酶类APX、DHAR和GR在低pH和一定范围的高锰处理下活性上升,对降低高锰胁迫下活性氧伤害具有重要作用。 3.不同光强下高锰对黄瓜光合特性和营养吸收的影响 高锰处理抑制了黄瓜植株的生长,与弱光处理相比强光下抑制幅度更加显著。降低光强减少了黄瓜植株内锰的含量,并且缓解了高Mn对Ca、Mg、Fe、Zn等元素吸收的抑制作用。强光下,高锰处理显著降低了叶绿素含量,但降低光强却增加了其含量。强光下,高锰处理显著降低了原初光能转换效率(Fv/Fm)、光合电子传


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