外源硅对NO3-胁迫下黄瓜幼苗生长及生理生化特性的影响

摘要

在设施生产中，由于自身的特殊环境及大量肥料施入，加之无雨水淋洗等原因，造成土壤次生盐渍化，不仅严重影响了作物生长，而且降低其产量和品质。黄瓜（Cucumis sativus L.）是我国设施栽培面积最大的蔬菜作物之一，由于其根系较浅，具有喜肥不耐肥的特点，容易发生盐害。土壤次生盐渍化已成为设施黄瓜生产的主要障碍之一，其主要胁迫阴离子为NO3-。硅被认为是高等植物生长的有益元素，最近研究表明，硅能缓解植物的非生物胁迫（铝、重金属和盐胁迫）和生物胁迫（病虫害）。世界范围内土壤盐渍化问题的日益严重，制约了农作物产量的提高，因此硅能否提高植物耐盐性已成为目前该领域的研究热点。所以探讨外源加硅对NO3-胁迫下黄瓜幼苗生长及生理生化特性的影响，对指导设施黄瓜可持续生产具有重要的理论和实践意义。
　　 本课题在已有研究基础上，采用水培方式，设定不同浓度外源Si（Na2SiO3）处理黄瓜幼苗，探讨NO3-胁迫下，外源加硅对黄瓜幼苗生长、抗氧化酶系统、光合特性、氮代谢相关酶活性及植株内Si含量等的影响，以期为减轻设施土壤次生盐渍化危害奠定理论基础及开辟新的途径。取得主要结果如下：
　　 1、140 mmol·L-1 NO3-胁迫下，外加0.5～2 mmol·L-1 Si处理7 d后，黄瓜幼苗生长势、光合能力、抗氧化酶活性、硝酸还原酶（NR）活性及可溶性蛋白含量等均有不同程度的升高；丙二醛（MDA）含量显著降低，但随Si浓度逐渐增加，Si对过量NO3-胁迫的缓解效果呈先升高后降低趋势。外加1 mmol·L-1 Si处理条件下，黄瓜幼苗生长势、光合能力、抗氧化酶活性、NR活性及可溶性蛋白含量比140 mmol·L-1 NO3-胁迫下均显著升高，MDA含量降低程度也达最显著水平。当Si浓度高达2 mmol·L-1时，幼苗生长势、光合能力、抗氧化酶活性、NR活性和可溶性蛋白含量逐渐下降，MDA含量开始上升，Si对NO3-胁迫的缓解效果减弱。综上表明，外加一定浓度的Si可通过提高黄瓜抗氧化酶活性、氮代谢水平及降低膜脂过氧化来缓解NO3-胁迫。其中1mmol·L-1 Si效果最佳。
　　 2、140 mmol·L-1 NO3-胁迫下，与对照相比，耐盐品种‘新泰密刺'和盐敏感品种‘神农春五'生长势均受到抑制，株高降低，叶面积减小，幼苗叶片净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）及胞间CO2浓度（Ci）均显著下降，说明NO3-胁迫对两黄瓜品种光合作用的抑制均为气孔限制，且对‘神农春五'的抑制程度大于‘新泰密刺'。外源添加1 mmol·L-1 Si，‘新泰密刺'和‘神农春五'两黄瓜品种幼苗生长势均显著升高，Si对‘神农春五'株高生长的促进作用大于‘新泰密刺'，而对叶片生长的促进作用规律性相反；对‘神农春五'光合能力提高的程度大于‘新泰密刺'。
　　 3、140 mmol·L-1NO3-胁迫下，随处理时间延长，两黄瓜品种幼苗抗氧化酶活性均不同程度降低，且盐敏感品种‘神农春五'抗氧化酶活性（除叶片中POD活性外）受抑制程度大于耐盐品种‘新泰密刺'。外源添加1 mmol·L-1 Si处理，其SOD、POD、CAT和APX活性均明显提高；且对‘神农春五'酶活性（除根系中SOD活性和叶片CAT活性外）提高的程度大于‘新泰密刺'。说明外源加Si加速氧化还原系统的运行速率，提高盐胁迫下黄瓜幼苗清除自由基的能力，降低细胞膜脂过氧化水平，增强膜结构和功能的稳定性。
　　 4、140 mmol·L-1NO3-胁迫处理下，随处理时间延长，黄瓜幼苗叶片和根系中NO3-和NH4+含量呈逐渐增加趋势，且‘神农春五'增加幅度大于‘新泰密刺'；Si含量呈降低趋势。外加Si后，能减少其幼苗对NO3-和NH4+的吸收，且加硅处理下，其Si含量比不加硅处理明显升高。NO3-胁迫处理4 d后，黄瓜幼苗除GS活性及根系中GDH活性变化不显著外，NR、GOGAT和叶片中GDH活性均显著降低；处理8 d后，黄瓜幼苗叶片和根系中各氮代谢相关酶活性均比对照显著降低，且盐敏感品种‘神农春五'降低幅度大于耐盐品种‘新泰密刺'（叶片中NR活性除外）。添加1 mmol·L-1Si能不同程度提高两黄瓜品种叶片和根系中NR、GS、GOGAT和GDH活性，且加硅对‘神农春五'中氮代谢酶的促进作用大于‘新泰密刺'（叶片中NR活性除外）。

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1引言

2材料与方法

3结果与分析

4 讨论

5结 论

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