盐胁迫对花生生理和种子际土壤特性的影响

来源 :沈阳农业大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:fanfanzp
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花生(Arachis hypogaea Linn.)是我国重要的经济作物和油料作物,扩大原有耕地的花生种植面积,必然加剧粮油争地的矛盾。因此开展盐碱地花生高产栽培方面的研究是提高花生总产量和解决粮油争地矛盾的可行性途径之一。在盐碱地种植花生的过程中,早期种子萌发延迟和幼苗弱小;后期花生易早衰和荚果不饱满等问题降低了花生的产量和品质。因此,采用系列浓度法比较不同品种Na+吸收动力学参数的差异,从而揭示不同品种花生耐盐性强弱的机理;设计种子际试验,设置原土、原土+NaCl、原土+花育25、原土+NaCl+花育25、原土+花育20、原土+NaCl+花育20六个处理,探明盐胁迫下种子际微生物群落和土壤酶活性的变化,为盐碱地花生促早发、保全苗提供理论指导;采用土柱试验,设置原土+花育25(HY25CK)、原土+花育20(HY20CK)、原土+0.15%NaCl+花育25(HY25S1)、原土+0.15%NaCl+花育20(HY20S1)、原土+0.3%NaCl+花育25(HY25S2)、原土+0.3%NaCl+花育20(HY20S2),测定光合、荧光、光合同化物积累与分配、代谢酶活性、根系构型、荚果发育动态、果柄、籽仁超微结构的变化,明确花生对盐胁迫的响应,从而为盐碱地种植花生高产、稳产提供理论指导。主要结果如下:1.Na+吸收动力学试验得出:不同品种的Na+吸收动力学参数存在差异,其可以作为评价花生耐盐性强弱的指标。花生对Na+的吸收分为低亲和吸收系统和高亲和吸收系统。低盐条件下,花育25(HY25)和花育20(HY20)两个品种Na+排斥率均在85%左右,Km较小,属于高亲和吸收系统,Na+的吸收速率较低,排斥率高,对花生生长危害弱;高盐条件下,HY25的Na+吸收速率低于HY20,同时Na+排斥率高于HY20,低的Na+吸收速率和高的Na+排斥率是HY25耐盐性强于HY20的原因之一。2.种子际试验得出:盐胁迫和种子均会影响种子际土壤微生物群落的种类和相对丰富度。在属水平上,盐胁迫降低了土壤中Adhaeribacter、Azohydromonas、Bdellovibrio(蛭弧菌)、Flavisolibacter、Gemmatirosa、Microvirga、Noviherbaspirllum、Peredibacter、Ramlibacter、Rubellimicrobium等微生物菌落的相对丰富度,其中Azohydromonas菌落具有固氮作用。盐胁迫增加了土壤中Bacillus(芽孢杆菌)、Pseudarthrobacter、Saccharothris、Sporocytophaga(生孢噬纤维菌)等微生物菌落的相对丰富度。种子增加了种子际土壤Azohydromonas、Bacillus(芽孢杆菌)、Massilia(马西利亚菌)、Microvirga、Noviberbaspirillum、Pseudarhrobacter、Rubellimicrobium的相对丰富度,降低了种子际土壤Adhaeribacter、Flavisolibacter、Gemmatirosa、Peredibacter、Sacharothrix等微生物群落的相对丰富度。非盐胁迫下和盐胁迫下,种子均增加了种子际Adhaeribacter的相对丰富度。种子和盐胁迫互作增加了种子际Adhaeribacter的相对丰富度。种子和盐胁迫互作降低了种子际Azohydromonas、Sacharothrix、Microvirga、Noviberbaspirillum、Rubellimicrobium等微生物菌落的相对丰富度。盐胁迫降低了土壤脲酶、过氧化氢酶和蔗糖酶的活性,种子增加了种子际土壤脲酶、过氧化氢酶和蔗糖酶活性。3.土柱试验得出:盐胁迫抑制了花生的生长发育,花生通过调节自身代谢和改变根系构型来适应盐胁迫。盐胁迫增加了叶片的NPQ,降低了叶片的Pn、SPAD、qP、Fv/Fm、ΦPSII、单株叶面积。盐胁迫降低了根系的干重、总根长和根表面积,同品种S1和S2处理的根系均集中分布在0-40 cm土壤层中。4.盐胁迫增加了叶片可溶性蛋白、游离氨基酸、脯氨酸、可溶性糖的含量,O2-含量增加,SOD、CAT活性下降,MDA含量增加,SS、SPS、NR、GS、GDH活性降低。盐胁迫增加了苗期根中氮、磷含量,降低了茎和叶中氮、磷的含量,降低了根茎叶中钾、钙、铁、铜、锌含量;收获期时,盐胁迫降低了叶和果仁中氮、锌含量,增加了果仁和果皮中钾、钙、铁含量。5.盐胁迫下,花生通过改变不同器官的光合同化物的分配比例以适应胁迫,营养生长阶段,茎干物质的分配比例增加,叶片干物质的分配比例减少;在生殖生长的早期阶段,荚果干物质的分配比例增加。盐胁迫下,花生果柄维管束中木质泊壁细胞大量出现和籽仁中脂体、蛋白体发生不规则变化可能是盐胁迫导致荚果饱满度下降的原因。荚果干重和籽粒干重的Vmax下降,但荚体积变小,以保持盐胁迫下的种子饱满度。盐胁迫降低了百仁重、百果重、出米率,降低花生籽仁中蛋白质、脂肪含量,增加了可溶性糖含量,降低了O/L值。6.HY25和HY20耐盐性因盐胁迫浓度的不同而表现出差异。与CK比较,0.15%盐胁迫下,HY25和HY20部分生理指标存在差异,而在0.3%盐胁迫下无差异。盐胁迫下,与CK相较,品种间的生理生化指标和根系构型的差异可能是HY25耐盐性高于HY20的原因。
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