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油用向日葵对Na~+盐胁迫的生理生化响应及农艺性状表现研究

陈炳东  
【摘要】: 本研究从盐胁迫对油用向日葵种子萌发、农艺性状、生物量的影响及生理生化响应等方面入手,初步明确了油用向日葵耐盐适应性范围和部分耐盐机理。 1 NaCl、NaHCO_3、NaHCO_3+NaCl与温度对发芽势、发芽率的胁迫与协同作用:随温度升高油用向日葵种子发芽势和发芽率显著升高,随盐浓度增加发芽势和发芽率明显降低。NaCl盐浓度达到15.5g/kg,温度在15℃、25℃和35℃时,发芽势分别较对照降低86.1%、75.0%、33.3%;不同温度油用向日葵种子发芽势和发芽率受盐胁迫的降幅表现为15℃>25℃>35℃;高盐和高温互作加剧了对油用向日葵胚根和子叶的伤害。盐分对油用向日葵种子发芽势、发芽率的影响依次为NaCl>NaHCO_3+NaCl>NaHCO_3。盐胁迫对油用向日葵种子萌发的伤害主要是离子毒害。油用向日葵种子在盐环境中适宜的高温可有效增强种子的发芽势,以此可选择适宜播期,通过缩短种子萌发时间,有效减轻盐胁迫。 2盐胁迫下不同时期不同器官及农艺性状表现:盐胁迫延长了生育期,对生育过程的影响表现为营养生长阶段大于生育生长阶段,成株期对地上部分的影响大于地下部分。随土壤含盐量的增大,油用向日葵的株高、叶面积、茎粗、盘径和粒重显著下降。当盐浓度大于5.5g/kg时根冠比、根系活力急剧下降,根系活跃吸收面积/总吸收面积减小。高盐胁迫改变了油用向日葵的库源关系,最终表现为对经济产量的影响程度大于生物产量;对干物质积累影响为灌浆期>成熟期>开花期>现蕾期>苗期;当盐浓度超过6.0g/kg时,油用向日葵的生长发育就会受到严重抑制,脱盐效果无经济意义。 3不同NaCl+NaHCO_3浓度和生育阶段的生理生化响应:细胞膜透性苗期高于现蕾期和花期;在盐浓度大于6.0g/kg时膜透性显著增强。幼苗叶片本身的SOD活性很强,在盐浓度7.5g/kg时达最大值。幼苗根系POD酶活性在11.5g/kg时达到最大值,叶片在盐浓度9.5g/kg时达最大值。在盐胁迫下叶绿素含量表现为苗期>现蕾期>开花期,在含盐量为6.5g/kg时达到峰值。脯氨酸含量表现为现蕾期>苗期>开花期。现蕾期当盐浓度达到8.5g/kg时,脯氨酸的含量从不到100μg/g猛增到1000μg/g,是苗期和花期的十倍。苗期丙二醛的含量在在盐浓度为6.5g/kg时出现最小值后显著升高;现蕾期和花期丙二醛含量在盐浓度为6.0g/kg时出现最小值后显著升高。综合不同盐分区间细胞膜透性、叶绿素含量的出现的最大值和对应脯氨酸、丙二醛含量出现的最小值,可以初步确认:供试油用向日葵品种生理生化指标响应最敏感的土壤盐含量在6.5g/kg左右。 4盐胁迫对含油率及脂肪酸组成的影响:盐胁迫显著抑制了子实和籽仁油份积累,对籽仁含油率的影响大于子实含油率。随土壤含盐量的增加,抑制油酸的生成,促进亚油酸的生成;含盐量对脂肪酸组成的影响表现为棕榈酸>油酸>亚油酸>硬脂酸>亚麻酸。 5生理生化响应与抗盐机制:随盐浓度的增加细胞膜透性显著增强,半透性功能受损,造成叶绿素外渗,植株中Na~+含量增加、K~+含量减少、K~+/Na~+值降低、离子毒害加重,脯氨酸和丙二醛含量显著增加,相关正常代谢平衡与生理生化功能被破坏,产生盐分的各种次生伤害。油用向日葵在盐胁迫下受活性氧伤害后的自我修复能力很强,这主要是油用向日葵本身含有能消除盐胁迫过程中产生的有害物质-氧自由基、从而对细胞起保护作用、增强油用向日葵抗盐功能的SOD和POD酶活性比较强,特别是各时期SOD的酶活性强是提高供试油用向日葵品种抗盐能力的关键。 6粗灰分含量与脱盐效果:植株中Na~+含量是根系Na~+含量的2-6倍,而且这种差值随盐浓度的增加进一步在拉大,说明油葵对土壤盐分的携出主要是通过植株带走的。不同生育期植株中粗灰分含量从高到低依次为苗期>现蕾期>开花期>成熟期>灌浆期。当盐浓度超过6.0g/kg时,油用向日葵的生长发育就会受到严重抑制,脱盐效果无经济意义。所以,要想有一个好的脱盐效果就必须保证其地上部有一定的生物量。


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