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烤烟是福建省的重要经济作物之一,以规模化和机械化种植为主要特征的现代烟草农业的发展会使土壤压实加剧。本文通过盆栽试验,从光合碳代谢、氮代谢、活性氧代谢和养分吸收等方面,研究土壤紧实胁迫对烤烟若干生理代谢的影响,旨在阐明土壤紧实胁迫对烤烟生长发育影响的生理机制。主要结论如下:
1、土壤容重对烤烟生长有明显的影响,当土壤容重达到1.41g/cm3或超过1.41g/cm3时,烤烟遭受土壤紧实胁迫的危害,表现为株高、茎围、叶片数、最大叶长、最大叶宽下降,根系活力、根系总吸收面积、活跃吸收面积降低,地上部和根系的生物量显著减少,烟叶品质下降。
2、土壤紧实胁迫导致烤烟根系和叶片的SOD、POD、CAT活性提高,O2产生速率升高且增幅明显高于SOD活性,H2O2、MDA含量增加,引起膜脂过氧化。
3、土壤紧实胁迫下,烤烟叶片的Chla、Chlb、Chla+Chlb和Car含量显著降低,气孔导度降低,胞间CO2浓度升高,净光合速率下降,光合产物减少,并导致可溶性糖和淀粉在根中的分配比例减少。
4、土壤紧实胁迫抑制PSⅡ的活性。表现为荧光产量上升,可变荧光下降,光化学效率下降,PSⅡ有活性的反应中心的数量增加而关闭程度提高,QA被迅速还原,引起QA-的大量积累,同时,电子传递体减少,电子从QA向QB的传递受阻,电子传递的量子效率降低。此外,土壤紧实胁迫还导致烤烟单位面积叶片的PSⅡ反应中心捕获的激发能用于能量耗散的比例上升,用于电子传递的能量增加,PSⅡ反应中心性能指数极显著降低。
5、土壤紧实胁迫下,烤烟叶片和根系的硝酸还原酶活性下降,NO3-N含量增加,可溶性蛋白含量下降,游离氨基酸含量减少。
6、土壤紧实胁迫影响烤烟的养分吸收,导致养分吸收总量的下降。