Na2CO3胁迫下甜菜幼苗的响应及其根际环境的变化

摘要

甜菜是我国北方主要的经济作物之一，具有较强的耐盐碱能力，因此，研究Na2CO3胁迫下甜菜幼苗的生理响应及根系周围环境的变化，对进一步挖掘甜菜对盐碱土壤的适应性具有重要意义。本研究选用KWS0143和Beta464为试验材料，进行盆栽试验，设4个处理，分别是碳酸钠占土壤质量百分比0％、0.4％、0.8％和1.2％（该条件下测得土壤pH值分别为7.15、8.74、9.13、9.74，土壤电导率分别为173、285、439、607μs/cm），研究碳酸钠胁迫对甜菜幼苗的鲜重、干重、根系活力、根系生长，根系和叶片的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性、丙二醛(MDA)含量，土壤脲酶活性、碱性磷酸酶活性、过氧化氢酶活性、土壤细菌菌落数、真菌菌落数和放线菌菌落数的影响。并在此基础上，通过Na2CO3占土壤质量百分比0.4％、0.5％、0.6％、0.7％和0.8％几个梯度处理，进一步对甜菜受Na2CO3胁迫的起始阈值进行界定。研究主要结果如下:
　　(1)随着Na2CO3处理浓度的增加，甜菜幼苗出苗率下降，同时植株的干重、鲜重、根系活力和根系生长（长度、体积、面积）呈先增加后降低的趋势;0.4％ Na2CO3处理下甜菜幼苗干重、鲜重、根系活力和根系生长（长度、体积、面积）显著高于对照(P＜0.05)，0.8％和1.2％ Na2CO3处理下甜菜幼苗干重、鲜重、根系活力和根系生长（长度、体积、面积）显著低于对照(P＜0.05);而且1.2％ Na2CO3处理下KWS0143耐盐碱能力强于Beta464。
　　(2)随着Na2CO3处理浓度的增加，叶片和根系中的SOD和POD活性变化趋势相一致，总体呈先升高后下降的趋势，在0.4％Na2CO3处理下酶活性最高;MDA含量则呈递增的趋势，1.2％ Na2CO3处理下含量最多。同一浓度下，SOD和POD活性随着处理时间的延长呈先上升后下降的趋势，且2对真叶展开后的第3周活性最高，而MDA含量则呈现急剧增加后缓慢上升的趋势。而且1.2％ Na2CO3处理下KWS0143耐盐碱能力强于Beta464。
　　(3)甜菜幼苗根际土壤脲酶、过氧化氢酶和碱性磷酸酶的活性在不同浓度处理下表现出相似的变化规律，0.4％处理下酶的活性较对照有所增加但不显著;0.8％和1.2％处理下则显著降低了酶的活性(P＜0.05)，同时KWS0143的土壤酶的活性均高于Beta464。与对照相比，0.4％处理下土壤微生物群落没有显著的变化;在0.8％和1.2％浓度处理下显著减少了根际土壤细菌、真菌、放线菌群落数量(P＜0.05)，并且KWS0143根际微生物群落数量较Beta464高。相关分析表明，两品种的根系活力、土壤酶和土壤微生物之间呈显著正相关(P＜0.01)，通径分析表明KWS0143干重决定系数的大小顺序为:真菌＞脲酶＞细菌＞过氧化氢酶＞放线菌＞碱性磷酸酶，Beta464干重的决定系数大小顺序为:真菌＞放线菌＞碱性磷酸酶＞过氧化氢酶＞脲酶＞细菌。
　　(4)本实验条件下，当Na2CO3浓度大于0.6％浓度时，甜菜幼苗的干鲜重开始明显下降，说明0.6％ Na2CO3处理浓度是甜菜幼苗受胁迫的起始浓度。

目录

声明

摘要

1 前言

1．1 研究目的与意义

1．2 文献综述

1．2．1 盐碱土概述

1．2．2 盐碱胁迫对作物的危害

1．2．3 土壤根际微环境的概述

1．2．4 土壤酶的研究

1．2．5 土壤微生物群落的研究

1．2．6 甜菜耐盐胁迫研究进展

2 材料与方法

2．1 试验材料

2．2 试验设计

2．2．1 盆栽试验

2．2．2 Na2CO3胁迫阈值筛选试验

2．3 测定方法

2．3．1 植株干、鲜重测定方法和出苗率的测定

2．3．2 土壤pH值和土壤电导率的测定

2．3．3 甜菜根系生长的测定

2．3．4 甜菜根系活力的测定

2．3．5 甜菜超氧化物歧化酶的测定

2．3．6 甜菜过氧化物酶的测定

2．3．7 甜菜丙二醛的测定

2．3．8 土壤酶的测定

2．3．9 土壤微生物群落及数量测定

2．4 主要仪器

2．5 数据分析工具

3 结果与分析

3．1 不同Na2CO3浓度对甜菜幼苗出苗率的影响

3．2 不同Na2CO3浓度对甜菜幼苗生长的影响

3．2．1 对甜菜幼苗整株鲜重的影响

3．2．2 对甜菜幼苗整株干重的影响

3．2．3 对甜菜幼苗根系长度的影响

3．2．4 对甜菜幼苗根系表面积的影响

3．2．5 对甜菜幼苗根系体积的影响

3．3 不同Na2CO3浓度对甜菜幼苗保护酶的影响

3．3．1 对SOD活性的影响

3．3．2 对POD活性的影响

3．3．3 对MDA含量的影响

3．3．4 甜菜幼苗的干重与叶片保护酶的相关性分析

3．4 对根系活力的影响

3．5 Na2CO3胁迫下根系活力、根系保护酶及根系生长的相关性分析

3．6 不同Na2CO3浓度对甜菜根际土壤酶活性的影响

3．6．1 对土壤脲酶活性的影响

3．6．2 对土壤碱性磷酸酶活性的影响

3．6．3 对土壤过氧化氢酶活性的影响

3．7 不同Na2CO3浓度对甜菜根际土壤微生物群落的影响

3．7．1 对土壤细菌群落的影响

3．7．2 对土壤真菌群落的影响

3．7．3 对土壤放线菌群落的影响

3．8 Na2CO3胁迫下甜菜幼苗的干重、根系活力、土壤酶活性、土壤微生物群落数的相关性分析

3．9 Na2CO3胁迫下甜菜幼苗根系活力与土壤酶和土壤微生物的通径分析

3．10 甜菜幼苗受Na2CO3胁迫起始阀值的界定

3．10．1 不同Na2CO3浓度下甜菜幼苗出苗的变化

3．10．2 不同Na2CO3浓度下甜菜幼苗鲜重的变化

3．10．3 不同Na2CO3浓度下甜菜幼苗干重的变化

4 讨论

4．1 甜菜幼苗生长与Na2CO3胁迫的关系

4．2 甜菜幼苗叶片及根系保护酶和MDA与Na2CO3胁迫的关系

4．3 甜菜幼苗根系活力与Na2CO3胁迫的关系

4．4 甜菜幼苗根际土壤酶、土壤微生物与Na2C03胁迫的关系

4．5 Na2CO3胁迫起始阈值的研究

5 结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文