干旱和盐胁迫下磁化水影响黄瓜生长的生理机制

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干旱和土壤次生盐渍化是威胁黄瓜生长和产量的主要因素。磁化水有着安全、操作简单、成本低以及对环境友好等优点,且在一些作物上表现出提高产量和品质的潜力,磁化水应用是否可提高黄瓜的抗旱性和抗盐性尚不清楚。因此本文采用砂培和土培盆栽试验,系统研究了干旱和盐胁迫逆境下磁化水对黄瓜生长和生理特性的影响,以探究磁化水在黄瓜上的应用效果和作用机制。主要结论如下:(1)砂培条件下,磁化水对黄瓜生长表现出一定的负效应。表现在磁化水抑制了黄瓜地上部和根的生长,降低了叶片光合色素含量,增加了叶气孔导度和蒸腾速率,降低了整株耗水量和水分利用效率,磁化水的这些效果在非干旱胁迫条件下作用更强。土壤干旱下磁化水增加了叶片K+含量,但对黄瓜幼苗生长、水分关系、光合气体交换和叶绿素荧光参数影响不大,砂培条件下磁化水改善黄瓜抗旱性的效果有限。(2)土培条件下,磁化水表现出显著的改善黄瓜生长的效果,磁化水处理黄瓜幼苗的株高、叶面积、总生物量和根冠比增加幅度达30.1%?91.7%;磁化水主要通过植株水分关系改善和养分含量吸收利用的增加来改善黄瓜的生长。土培条件下磁化与水质、土壤水分条件间存在显著交互作用,磁化自来水的效果优于磁化蒸馏水,磁化水在非干旱胁迫条件下改善黄瓜生长和生理特性的效果更明显。磁化水水质、土壤水分亏缺程度、磁化水应用时间长短、培养介质等的差异是造成砂培与土培试验中磁化水应用效果差异的重要原因。(3)磁化水相对提高了黄瓜的抗盐性。无论在非盐胁迫和盐胁迫下,磁化水均具有一定改善黄瓜幼苗生长或生理活动的作用。磁化水在盐胁迫下改善黄瓜生长和生理活动的作用大于非盐胁迫下,且随灌溉时间延长,磁化水的效应增加。盐胁迫下,磁化水处理改善黄瓜幼苗生长的主要生理机制在于:磁化水处理增加了黄瓜幼苗根系生长,改善了其水分关系;增加了叶绿素含量、光合速率和水分利用效率,从而提高了光合能力;通过保护酶活性增强降低了细胞膜受伤害程度;提高根、茎和叶中的钾含量,降低钠含量从而增加K+/Na+比,有助于细胞内离子稳态的维持。
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