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以白菜为试验材料,研究了温室栽培条件下不同浓度Cl(0.1mol·L<-1>,0.15mol·L<-1>,0.2mol·L<-1>)对盆栽白菜幼苗的胁迫效应及外源硝酸钙、磷酸二氢钾、硅酸钠、赤霉素以及硼砂对氯胁迫白菜幼苗生长及生理特性的影响,探讨其氯害缓解机理,主要研究结果如下:
低氯(0.1mol·L<-1>Cl处理)条件下白菜植株生物量和叶片叶绿素含量与对照处理的差异不显著,中氯(0.15mol·L<-1>)、高氯(0.2mol·L<-1>)处理下植株生物量和叶绿素含量显著下降。随着氯浓度的升高,净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)逐渐降低,而胞间二氧化碳浓度(Ci)反而上升了,表明正是非气孔限制性因素导致了光合作用的降低。植物体内过量的氯会对细胞膜造成伤害,电解质渗漏率增大,膜脂过氧化作用加剧,导致保护酶系活性下降及MDA含量升高。高氯胁迫显著降低了根系活力,从而抑制了对N、P、K养分的吸收。Cl的吸收受蒸腾作用的影响,地上部叶片的氯含量和累积量都显著高于地下部的根系。随着氯浓度升高,叶片光合作用降低,可溶性糖含量下降,植株生长受到抑制。高氯处理植株失水严重,叶片含水量下降,而叶片的游离脯氨酸含量变化不明显,可能是高氯胁迫导致植株丧失渗透调节能力所致。
外源硝酸钙、磷酸二氢钾、硅酸钠、赤霉素以及硼砂都能够不同程度提高白菜幼苗的耐氯性。施入硝酸钙后,氯对白菜幼苗的胁迫不同程度的降低,低浓度处理效果不明显,以30mol·L<-1>浓度效果最好,使白菜的生物量、叶绿素含量、根系活力、SOD和POD活性显著增加,MDA含量和外渗电导率显著下降,说明适量的Ca<2+>有效缓解了氯胁迫所造成的氧化损伤,抑制了膜脂过氧化作用,NO<,3><->抑制Cl<->的吸收和向上运输,降低了Cl的胁迫效应,生物量显著增加。
外源磷酸二氢钾提高氯胁迫下抗氧化酶(SOD和POD)的活性,降低膜脂过氧化和膜透性。这是由于磷能直接诱导白菜体内保护酶活性的提高所致。增加磷素营养抑制Cl的吸收和转运,提高组织细胞膜的稳定性,增强其对氯胁迫的抵抗能力:另一专而生长量增加的生物稀释效应也相对降低了白菜体内Cl<->浓度,因而3浓度(20-60mmol·L<-1>)都表现出较好的氯胁迫缓解效果。
施入硅(2.5-10mmol·L<-1>)后,叶片外渗电导率和MDA含量显著降低,保护酶SOD和POD活性显著升高,以5 mmol·L<-1>缓解作用较好,说明适量Si能有效降低膜脂过氧化和膜透性,从而增强细胞膜对氯胁迫的抵抗能力,提高了白菜的耐氯性。
叶面喷施GA(10-30mg·L<-1>)以30mg·L<-1>处理效果最明显,促进了植株的生长,叶片SOD活性升高,但根系活力变化不大。GA可促进植株生长,降低体内Cl<->含量从而减轻氯毒害;外喷硼(1000 mg·L<-1>-3000 mg·L<-1>)以2000 mg·L<-1>处理效果最好,叶片外渗电导率显著降低,叶绿素含量、根系活力、SOD活性上升,但是POD变化不显著。B对氯毒害的缓解作用可能与促进N、P和K养分的吸收有关。因为B在细胞膜上可形成顺二元醇复合物,对细胞膜的稳定性起着保护作用,而且硼在形成和维持跨膜电势中起着积极作用。
在单一外源氯胁迫缓解物质研究的基础上筛选出的复合缓解剂处理2(硝酸钙+磷酸二氢钾[根施]+赤霉素[叶面喷施]),处理3(硝酸钙+磷酸二氢钾[根施]+硼砂[叶面喷施])显著提高了氯胁迫下白菜植株的生物量、叶绿素含量、可溶性糖含量和脯氨酸含量以及N、P、K养分累积量均显著升高,而叶片内Cl<->浓度则相对降低。表明复合缓解剂是通过赤霉素的激素调控与Ca、P协同稳定细胞膜结构而起缓解作用的。这就从理论上阐明了外源缓解物质不能减少Cl<->在植株体内的总累积量,但可显著提高植株耐氯性,降低Cl<->对植株的伤害,缓解氯胁迫的机理,为作物生产中进一步应用提供了理论基础。