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NaCl胁迫下棉花幼苗对不同铵硝配比的生理响应机制

作　者: 乔旭
导　师: 褚贵新；梁永超
学　校: 石河子大学
专　业: 作物栽培学与耕作学
关键词: 铰硝配比棉花滴灌盐分胁迫抗氧化酶活性
分类号: S562
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

【目的】氮素是作物牛民发育与产量形成中最贡要的元素。作物可吸收利用的氮素形态卞要有两种，即NH₄⁺-N和NO₃^--N}氮素形态不同对作物的牛民发育的影响亦不同。土壤次牛款碱化和水资源缺乏是威胁新疆棉花前期牛民牛育的卞要障碍因子。本试验通过在水培条件下，研究款分胁迫下不同铰硝配比对棉苗牛民发育的影响，以期从牛理水平上揭小不同氮素形态促进棉花早期牛民发育的原因，以及如何通过氮素营养调控减弱款分胁迫对棉花幼苗的抑制作用，为膜下滴灌条件下控制土壤中铰、硝供给比例，实现棉花高产高效低污的氮素养分资源竹理目标提供科学理论依据。【方法】本试验在控制条件下采用水培的方法，分别在l室和牛民室内研究了NaCl（0, 100, 200mM）胁迫下不同NH₄⁺/NO₃^- （0/100, 25/75, 50/50, 75/25, 100/0）对棉花苗期牛民发育的影响。用总氮水平为5.0 mM略加修改的Hoagland营养液，采用蚌石为介质的水培培养，在营养液中占加入总氮量3%的硝化抑制剂（Dicyandiamide, DCD）。供试棉花品种为新陆早13号（Gossypium hirsutm L. cv.Xinluzao 13）。当幼苗的两片子叶完全展开后开始采用1/4浓度营养液培养3天，然后换用1/2营养液培养3天，6天后用全营养液培养。温室吉娜全处理时间在第一片芯叶民出时进行，牛民室款分处理时间在幼苗2叶1芯时期进行，用每12h增加SOmM NaCl营养液培养幼苗，直到最终浓度为0,100和200 mM o所有的营养液每3天更换1次，每天用去离子水补充由于蒸发及蒸腾作用所损失的水分。在培养的过程中，用0.1 mM的NaOH或HCl调节营养液pH值至5.8--6.Oo【主要结果】1)在款分胁迫和非款分胁迫条件下，随着营养液中NH₄⁺-N比例的增加，棉花叶片鲜贡、茎秆鲜贡、叶片干贡、茎秆干贡、根系干贡、总干物质量、叶片数、植株高度、茎粗、叶而积、叶片展出速率、茎秆牛民速率、相对牛民速率和叶而积展出速率均呈增加的趋势;随NaCl浓度的增加棉花叶片鲜贡、茎秆鲜贡、叶片干贡、茎秆干贡、根系干贡、总干物质量、叶片数、植株高度、茎粗、叶而积、叶片展出速率、茎秆牛民速率、相对牛民速率和叶而积展出速率显著下降。2)在款分胁迫和非款分胁迫条件下，棉苗的总根民、根总表而积和根体积均表现为铰硝混合营养（NH₄⁺/NO₃^-为75/25）处理显著大于纯铰或纯硝营养处理，随着营养液中铰比例的增加，根的平均直径逐渐减小;随着款分浓度的增加棉苗的总根民、根总表而积、根体积和根系平均直径显著降低。3)在款分胁迫和非款分胁迫条件下，棉苗叶片、叶柄、茎秆、根系中的硝酸款含量均随着氮形态中铰态氮比例的增加显著或极显著降低，在纯铰营养处理下达到最小值;thni.分胁迫显著抑制了棉花幼苗对NO3 -N的吸收。4)在款分胁迫和非款分胁迫条件下，棉苗叶片中NR活性随着营养液中NH₄⁺-N比例的增加显著降低;棉花叶片和根系中的GS活性均表现为铰硝混合营养（NH₄⁺/NO₃^-为75/25）处理显著高于纯铰或纯硝营养处理。5)在款分胁迫和非款分胁迫条件下，相对于纯铰和纯硝营养处理，铰硝混合营养处理均能明显提高棉花早期的含氮量和氮素吸收量;thni.分胁迫显著沙<0.05)降低了棉苗的氮素吸收量。6)在款分胁迫和非款分胁迫条件下，较高比例的铰营养（NH₄⁺/NO₃^-为75/25和100/0）均能提高棉苗的叶绿素含量、SPAD值、净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs） ,蒸腾速率（Tr）, PSⅡ实际光化学效率（BPSⅡ）、光化学碎火系数（qP）和电子传递速率（ETR）;盐分胁迫明显降低了棉苗的叶绿素含量、SPAD值、净光合速率（Pn）、气孔导度（GS）.蒸腾速率（Tr）, PSⅡ实际光化学效率（фPSⅡ）、光化学碎火系数（qP）和电子传递速率（ETR） o7)在非款分胁迫条件下，气孔因素是影响不同形态氮素营养对棉花光合作用的卞要限制因子;而款分胁迫条件下，非气孔因素则是影响不同形态氮素营养对棉花光合作用的卞要限制因子。8)在thno.分和非thni.分胁迫条件下，棉苗叶绿素含量与S PAD的相关性、净光合速率与叶绿素荧光参数相关性均呈显著或极显著的线性相关关系，通过荧光参数的测定我们可以预测棉苗的光合能力及氮素营养状况。9)在款分胁迫和非款分胁迫条件下，相对于纯铰或纯硝营养，通过增铰营养在一定程度上能降低棉花叶片和根系中的MDA含量，通过埃文斯蓝（Evans blue）染色法和根系活力的测定均证实铰硝混合营养（ NH₄⁺/No3-为75/25）在一定程度上能够减轻款分胁迫所导致的根系细胞膜脂过氧化作用，提高植物的抗逆境胁迫能力;随着款分浓度的增加棉苗叶片和根系中内一醛含量显著增大，而款分胁迫明显降低了根系的活力。10)在款分胁迫和非款分胁迫条件下，随着营养液中铰比例的增加，棉苗叶片和根系中的抗氧化酶（SOD, POX, CAT, APX和OR）活性均显著（p<0.05）增大，在NH₄⁺/NO₃^-为75/25或100/0下达到最大值，但其中根系中的POX活性则随着铰比例的增加明显降低;短期的款分胁迫（盐分处理Sday，10day）可明显提高棉花体内抗氧化酶活性，随着胁迫时间的延民其活性则又显著降低，但通过增铰营养（NH₄⁺/NO₃^-为75/25） AJ明显提高棉苗体内的抗氧化酶活性。【结论】相对于纯铰或纯硝营养，以铰、硝混合营养作为氮源可显著改善棉花幼苗的氮素吸收和氮素代谢酶活性，提高棉花植株的光合物质生产性能，促进棉花苗期的生民发育;在款分胁迫条件下，铰、硝混合营养可明显增强棉花体内保护酶系统和抗氧化剂系统的活性，降低MDA等有害物质的积累，减轻款分对棉花幼苗生民的抑制作用和伤害，促进棉花幼苗的生民。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-13
第一章前言  13-21
  1.1 研究背景与意义  13-14
  1.2 国内外研究现状及分析  14-20
    1.2.1 盐分胁迫和氮素形态对作物逆境生理的影响  14-15
    1.2.2 盐分胁迫和氮素形态对作物氮素营养生理的影响  15-17
    1.2.3 盐分胁迫和氮素形态对植物光合特性及荧光参数的影响  17-18
    1.2.4 盐分和不同钱、硝营养交互作用对植物体内矿质兀素的影响  18-20
  1.3 研究思路  20-21
第二章材料和方法  21-29
  2.1 试验设计与培养方法  21-23
    2.1.1 温室试验设计及培养方法  21-22
    2.1.2 生长室试验设计及培养方法  22
    2.1.3 标准营养液的配制  22-23
  2.2 样品的采集与处理  23-24
    2.2.1 取样时间  23
    2.2.2 取样方法  23-24
  2.3 测试指标及方法  24-28
    2.3.1 外部形态指标的测定方法  24
    2.3.2 氮素生理指标的测定方法  24-26
    2.3.3 逆境生理指标的测定方法  26-28
  2.4 数据处理  28-29
第三章 NaCl胁迫下不同钱硝配比对棉苗生长发育和外部形态特征的影响  29-44
  3.1 结果与分析  30-41
    3.1.1 不同处理对棉花幼苗生物量的影响  30-32
    3.1.2 不同处理对棉花幼苗生物量积累动态影响  32-33
    3.1.3 不同处理对棉花苗期株高、茎粗和叶片数的影响  33-35
    3.1.4 不同处理对棉花幼苗叶面积、比叶重、根冠比的影响  35-36
    3.1.5 不同处理对棉花幼苗生长速率的影响  36-38
    3.1.6 不同处理对棉花幼苗根系参数的影响及动态变化  38-41
  3.2 讨论与小结  41-44
    3.2.1 讨论  41-43
    3.2.2 小结  43-44
第四章 NaCl胁迫下不同钱硝配比对棉苗氮素营养生理特性的影响  44-54
  4.1 结果与分析  45-51
    4.1.1 NaCl胁迫下不同钱硝配比对棉株硝态氮含量的影响  45-46
    4.1.2 NaCl胁迫下不同钱硝配比对棉株NR活性的影响  46-47
    4.1.3 NaCl胁迫下不同钱硝配比对棉株GS活性的影响  47-49
    4.1.4 NaCl胁迫下不同钱硝配比对植株氮素吸收的影响  49
    4.1.5 NaCl胁迫下不同钱硝配比下植株氮素含量与积累吸收量的动态变化  49-51
  4.2 讨论与小结  51-54
    4.2.1 讨论  51-53
    4.2.2 小结  53-54
第五章 NaCl胁迫下不同钱硝配比对棉苗光合特性及叶绿素荧光参数影响  54-65
  5.1 结果与分析  55-63
    5.1.1 NaCl胁迫下不同钱硝配比对棉花幼苗叶绿素含量和SPAD值的影响  55-56
    5.1.2 棉花幼苗叶绿素含量和SPAD值的相关性研究  56-57
    5.1.3 NaCl胁迫和不同钱硝配比对棉花幼苗蒸散量的影响及动态变化研究  57-58
    5.1.4 NaCl胁迫下不同钱硝配比对棉花幼苗光合特性的影响  58-59
    5.1.5 NaCl胁迫下不同钱硝配比对棉花幼苗叶绿素荧光参数的影响  59-61
    5.1.6 棉花幼苗净光合速率和叶绿素荧光参数的相关性研究  61-63
  5.2 讨论与小结  63-65
    5.2.1 讨论  63-64
    5.2.2 小结  64-65
第六章 NaCl胁迫下不同钱硝配比对棉苗逆境生理的影响  65-78
  6.1 结果与分析  65-75
    6.1.1 NaCl胁迫和不同钱硝配比对比叶重和质膜透性的影响  65-66
    6.1.2 NaCl胁迫和不同钱硝配比对根系损伤程度和根系活力的影响  66-68
    6.1.3 NaCl胁迫和不同钱硝配比对MDA和Pro含量的影响  68-69
    6.1.4 NaCl胁迫和不同钱硝配比对可溶性蛋白质含量的影响  69-70
    6.1.5 NaCl胁迫和不同钱硝配比对保护酶POX, SOD, APX, GR, CA7，活性的影响  70-75
  6.2 讨论与小结  75-78
    6.2.1 讨论  75-77
    6.2.2 小结  77-78
第七章主要结论与研究展望  78-81
  7.1 主要结论  78-80
  7.2 研究展望  80-81
附图  81-82
参考文献  82-90
致谢  90-91
作者简历  91-92
附件  92

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