南方铁铝土纲红色系列土壤区是我国农业生产的重要基地。但近年来土壤酸化现象加剧,严重影响了南方农业的发展。酸性土壤产生的缺硼和铝毒害作用,已成为农作物生产的主要限制因子。一些研究表明施硼能够缓解铝毒,但其机理依然未有明确解释,特别是不同pH环境下对硼缓解铝毒的效果是否相同,缓解铝毒的硼的最佳施用水平也未知。因此,本文以豌豆(中豌六号)为实验材料,研究不同pH环境下硼缓解铝毒的效果及其可能机理,并探讨不同硼浓度对豌豆不同铝浓度毒害的缓解效果。研究结果如下:1.不同pH条件下施硼缓解铝毒的作用。低pH、铝毒显著抑制根伸长。铝胁迫下,低pH主要影响分生区、过渡区、伸长区的铝含量,并且pH越高,根尖各区积累的活性铝和胼胝质越多。而施硼主要降低过渡区铝含量,减少活性铝和胼胝质的积累,促进根伸长。在低pH下,硼缓解铝毒效果最大。表明硼缓解铝毒的作用与根际pH的变化有关。2.pH缓冲条件下施硼缓解铝毒的作用。加入MES缓冲液之后,低pH、铝毒对根伸长的抑制作用增强。铝胁迫下,低pH主要影响分生区、过渡区、伸长区的铝含量,pH4.5时分生区、过渡区、伸长区的铝含量显著高于其他pH,根尖各区活性铝和胼胝质的积累也较其他pH多。而施硼降低各个pH下过渡区的总铝、活性铝和胼胝质积累,因而促进了各个pH下根的伸长。并且在pH4.8时硼缓解铝毒效果最大,与非缓冲条件下的结果不同。揭示了施硼缓解铝毒的作用与硼对根际pH的调控有关。3.施硼缓解铝毒的机理。未受铝胁迫时,IAA处理显著降低根表pH,抑制根伸长,加硼条件下IAA更显著地促进根表酸化和抑制根伸长;加铝后缺硼和加硼条件下IAA的抑制作用一致。未受铝胁迫时,RALF显著促进根表碱性化,并且在硼的作用下显著促进根伸长。铝胁迫下,仅在缺硼条件下RALF促进根系的伸长。表明施硼缓解铝毒的机理主要是通过提高过渡区根表pH,减少过渡区活性铝和胼胝质的积累,促进根伸长。4.缓解酸性土铝毒的最佳施硼浓度研究。缺硼条件下,施硼能够显著提高豌豆的根相对伸长率,并且硼浓度为25μmol/L时豌豆根系生长最佳。铝胁迫条件下豌豆根相对伸长率受到明显的抑制作用,根尖的活性铝和胼胝质的含量显著增多。此时需要施加50μmol/L的硼酸才能有效地缓解铝毒对豌豆根相对伸长率的抑制作用,减少豌豆根尖过渡区活性铝和胼胝质的积累。因此得出植物受到铝胁迫时最佳的施硼浓度为50μmol/L。研究表明,低酸和铝毒均抑制植物生长,由于硼可以调控根际pH,因此在越酸的条件下,施硼缓解铝毒的作用越强,表明施硼是缓解南方酸性土壤铝毒的一项有效措施;进一步的研究表明,在南方酸性土中,植物受到铝胁迫时,硼肥的施用量至少要在常规施硼量的二倍以上,才能有效缓解铝毒。因此本研究提供了一种施用较高量的硼肥解除或降低酸性土壤铝毒的方法,对促进我国南方酸性土壤农业的可持续发展以及从源头上解决食品安全问题有着重要意义。