中国农业科学 ›› 2024, Vol. 57 ›› Issue (3): 570-583.doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2024.03.011
收稿日期:
2023-07-03
接受日期:
2023-11-10
出版日期:
2024-02-01
发布日期:
2024-02-05
通信作者:
联系方式:
裴书瑶,E-mail:1307290006@qq.com。
基金资助:
PEI ShuYao(), CAO HongXia(
), ZHANG ZeYu, ZHAO FangYang, LI ZhiJun
Received:
2023-07-03
Accepted:
2023-11-10
Published:
2024-02-01
Online:
2024-02-05
摘要:
【目的】微咸水灌溉是干旱地区增加灌溉水源,缓解农业用水短缺的重要手段之一。但不合理的灌溉水质会严重限制植物的生理活性和生长。开展不同盐类型的微咸水灌溉对番茄叶片生理变化影响的研究,有利于从生理水平揭示盐敏感型作物番茄对不同类型盐的耐受机理,对农业生产以及利用微咸水进行节水控盐具有重要意义。【方法】以番茄为研究对象进行微咸水灌溉盆栽试验,设置灌溉水的盐类型(NaCl(T1)和Na2SO4(T2))和盐度(0、1.5(S1)、3.0(S2)、4.5(S3)和6.0(S4) dS·m-1)两个因素,分析各生育期番茄植株受不同类型和程度胁迫后叶片气体交换参数、渗透与抗氧化生理调节、离子平衡等生理指标的变化规律,探讨NaCl、Na2SO4胁迫下番茄光合能力下降程度差异的产生原因。【结果】微咸水灌溉引起了番茄生育后期(成熟采摘期)和高盐度(S4)处理下叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)与CK相比的显著下降,番茄叶片脯氨酸(pro)、可溶性糖(SS)、丙二醛(MDA)含量和叶片Na+含量在盐胁迫和生育期推进中不断积累 (P<0.05),超氧化物歧化酶活性(SOD)在生育后期随盐度的增加呈先增加后减小的趋势。T1胁迫下Pn、Gs和Tr的最高下降幅度可达44.13%、64.53%和33.75%,而pro、SS、MDA、Na+的增幅可达CK的2.31、0.77、0.55和5.81倍。两种盐胁迫下SS、SOD和K+/Na+三项指标与Pn关联度发生了明显变化,其中,T1处理下SS与Pn回归直线斜率显著高于T2(P<0.05),T1处理下SOD与Pn回归直线斜率显著低于T2(P<0.05),K+/Na+与Pn回归曲线表现为T1曲线相对偏左。主成分分析结果表明,对于T1处理,SOD活性值更高,在Pn稳定中有重要作用,但生育后期受到抑制,仅能在一定程度上提升水分利用效率;对于T2处理,各生理指标受到胁迫较轻,其中SS积累与光合产物相关,能够促进生物量积累。【结论】盐胁迫导致叶片吸收过量Na+,引起番茄净光合速率、气孔导度和蒸腾速率的下降,丙二醛在叶片的积累;同时,叶片提高超氧化物歧化酶活性以及脯氨酸、可溶性糖含量来应对胁迫。相同灌水盐度下,NaCl胁迫下番茄叶片净光合速率、气孔导度受影响程度更大,可溶性糖维持了Na2SO4胁迫下净光合速率的稳定,超氧化物歧化酶在NaCl胁迫下能够保护光合系统;净光合速率相同时,NaCl处理需要保持更高的叶片K+/Na+水平。Na2SO4胁迫的番茄叶片受胁迫影响较小;而在盐度相同时,NaCl胁迫下番茄具有更高的水分利用效率。推荐主要含NaCl的微咸水灌溉盐度应小于3 dS·m-1,主要含Na2SO4的微咸水灌溉盐度不超过4.5 dS·m-1。
裴书瑶, 曹红霞, 张泽宇, 赵方洋, 李志军. 盆栽番茄对NaCl和Na2SO4微咸水灌溉的生理响应[J]. 中国农业科学, 2024, 57(3): 570-583.
PEI ShuYao, CAO HongXia, ZHANG ZeYu, ZHAO FangYang, LI ZhiJun. Physiological Response of Potted Tomatoes to NaCl and Na2SO4 Brackish Water Irrigation[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2024, 57(3): 570-583.
[1] |
王佺珍, 刘倩, 高娅妮, 柳旭. 植物对盐碱胁迫的响应机制研究进展. 生态学报, 2017, 37(16): 5565-5577.
|
|
|
[2] |
doi: 10.1016/j.agwat.2014.07.027 |
[3] |
doi: 10.1016/j.agwat.2016.05.028 |
[4] |
doi: 10.1111/ppl.v172.2 |
[5] |
安久海, 刘晓龙, 徐晨, 崔菁菁, 徐克章, 凌凤楼, 张治安, 武志海. 氮高效水稻品种的光合生理特性. 西北农林科技大学学报(自然科学版), 2014, 42(12): 29-38, 45.
|
|
|
[6] |
doi: 10.1023/A:1006919009266 |
[7] |
张浩, 郭丽丽, 叶嘉, 张雷, 王清涛, 李菲, 张茜茜, 曹旭, 徐明, 郝立华, 郑云普. 樱桃番茄叶片气孔特征和气体交换过程对NaCl胁迫的响应. 农业工程学报, 2018, 34(5): 107-113.
|
|
|
[8] |
王旭明, 赵夏夏, 周鸿凯, 陈景阳, 莫俊杰, 谢平, 叶昌辉. NaCl胁迫对不同耐盐性水稻某些生理特性和光合特性的影响. 热带作物学报, 2019, 40(5): 882-890.
|
|
|
[9] |
朱成立, 强超, 黄明逸, 翟亚明, 吕雯. 咸淡水交替灌溉对滨海垦区夏玉米生理生长的影响. 农业机械学报, 2018, 49(12): 253-261.
|
|
|
[10] |
辛承松, 董合忠, 孔祥强, 罗振. 棉花不同类型品种苗期耐盐性差异研究. 中国农学通报, 2011, 27(5): 180-185.
|
doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.2010-3015 |
|
[11] |
杨颖, 王月林, 闫晶秋子, 李钢铁. 盐胁迫对刺榆种子萌发及幼苗生理特征的影响. 中国农业科技导报, 2020, 22(4): 53-60.
doi: 10.13304/j.nykjdb.2019.0108 |
|
|
[12] |
马嘉莹. 咸水灌溉对南疆设施番茄土壤水盐运移及产量品质的影响[D]. 新疆: 塔里木大学, 2022.
|
|
|
[13] |
doi: 10.1007/s11104-010-0616-7 |
[14] |
doi: 10.1007/s00299-013-1528-9 |
[15] |
doi: 10.1016/j.envexpbot.2014.04.009 |
[16] |
杨升, 刘正祥, 张华新, 杨秀艳, 刘涛, 姚宗国. 3个树种苗期耐盐性综合评价及指标筛选. 林业科学, 2013, 49(1): 91-98.
|
|
|
[17] |
周鹏, 张敏. 盐胁迫对灌木柳体内离子分布的影响. 中南林业科技大学学报, 2017, 37(1): 7-11, 26.
|
|
|
[18] |
doi: 10.1016/S0304-4238(98)00192-7 |
[19] |
doi: 10.3390/agronomy11030571 |
[20] |
李进, 龚绪龙, 刘彦, 张岩, 苟富刚, 刘源. 浅层地下水水化学特征与土体盐分相关性研究. 水资源与水工程学报, 2021, 32(1): 89-96.
|
|
|
[21] |
刘正祥, 张华新, 杨秀艳, 朱建峰, 邓丞. 植物对氯化钠和硫酸钠胁迫生理响应研究进展. 世界林业研究, 2015, 28(4): 17-23.
|
|
|
[22] |
doi: 10.1007/s11738-011-0861-2 |
[23] |
doi: 10.4081/ija.2019.1326 |
[24] |
doi: 10.1055/s-2006-924106 |
[25] |
|
[26] |
doi: 10.1016/j.plaphy.2019.05.027 |
[27] |
doi: 10.1023/B:GROW.0000007515.72795.c5 |
[28] |
doi: 10.1016/j.cpb.2022.100237 |
[29] |
doi: 10.1007/s11756-022-01060-4 |
[30] |
买合木提∙卡热. 扁桃砧木抗盐性研究[D]. 乌鲁木齐: 新疆农业大学, 2005.
|
|
|
[31] |
张德罡. 盐胁迫对五个早熟禾草坪草品种苗期细胞膜伤害性的研究. 甘肃农业大学学报, 1998, 33(1): 38-41.
|
|
|
[32] |
doi: 10.1080/01904167.2019.1584222 |
[33] |
杨文杰, 王振华, 任作利, 蒋宇新, 贾哲诚, 陈潇洁. 微咸水膜下滴灌对土壤水盐分布及加工番茄产量的影响. 干旱地区农业研究, 2019, 37(6): 117-123, 131.
|
|
|
[34] |
doi: 10.1371/journal.pone.0165985 |
[35] |
doi: 10.1016/j.agwat.2021.107347 |
[36] |
doi: 10.1016/j.envexpbot.2005.02.001 |
[37] |
doi: 10.1016/j.sajb.2015.12.006 |
[38] |
doi: 10.1016/j.scienta.2023.111883 |
[39] |
doi: 10.1016/j.scitotenv.2021.150364 |
[40] |
|
[41] |
doi: 10.1111/ppl.2010.138.issue-4 |
[42] |
doi: 10.1007/s00726-008-0061-6 pmid: 18379856 |
[43] |
张远兰, 胡鑫, 郁万文, 国靖, 蔡金峰, 曹福亮, 汪贵斌. Na2SO4和Na2CO3胁迫对苦楝幼苗渗透调节特性和离子分配的影响. 中南林业科技大学学报, 2021, 41(4): 76-85.
|
|
|
[44] |
doi: 10.1016/j.plaphy.2010.08.016 pmid: 20870416 |
[45] |
苏丹, 李红丽, 董智, 张晓晓, 贾淑友. 盐胁迫对白榆无性系抗氧化酶活性及丙二醛的影响. 中国水土保持科学, 2016, 14(2): 9-16.
|
|
|
[46] |
doi: 10.1590/1678-4685-gmb-2016-0106 |
[47] |
doi: 10.1016/j.jplph.2018.08.014 |
[48] |
doi: 10.1016/j.aquabot.2008.05.005 |
[49] |
doi: 10.1016/j.plaphy.2018.11.021 |
[50] |
doi: 10.1093/jxb/erq438 pmid: 21239376 |
[51] |
doi: 10.1016/j.envexpbot.2004.07.004 |
[52] |
doi: 10.1016/j.scienta.2019.108764 |
[53] |
doi: 10.1016/j.chemosphere.2021.132678 |
[54] |
龚一丹. 水盐协同调控对番茄增产提质的影响[D]. 昆明: 昆明理工大学, 2021.
|
|
[1] | 杨洋, 贾梦晗, 陈灿, 张一含, 仝宇欣. 不同绿蓝光比例对罗勒生长及其能源利用效率的影响[J]. 中国农业科学, 2024, 57(6): 1167-1179. |
[2] | 孙昭安, 张译文, 江丽华, 李昭君, 郭鑫, 曹慧, 孟凡乔. 番茄嫁接和施氮对氮肥去向和氮平衡的影响[J]. 中国农业科学, 2024, 57(4): 755-764. |
[3] | 张桂芬, 万坤, 潘梦妮, 王龙, 黄聪, 王玉生, 张毅波, 冼晓青, 杨念婉, 桂富荣, 刘万学, 万方浩. 番茄潜叶蛾种群定殖与种群重建及延续能力研究[J]. 中国农业科学, 2024, 57(3): 514-524. |
[4] | 马佳, 彭杰丽, 贾楠, 王旭, 王占武, 胡栋. 低温胁迫下链霉菌TOR3209对番茄叶绿素荧光特性和叶黄素循环的影响[J]. 中国农业科学, 2024, 57(22): 4522-4540. |
[5] | 李杰, 梁郅林, 孙燕, 檀根甲, 怀宝玉. SlSnRK1.2调控番茄抗灰霉病功能分析[J]. 中国农业科学, 2024, 57(21): 4238-4247. |
[6] | 辛朗, 宋嘉雯, 付媛媛, 唐茂淞, 敬凌琨, 王兴鹏. 咸淡水轮灌对设施番茄光合特性及叶片超微结构的影响[J]. 中国农业科学, 2024, 57(19): 3784-3798. |
[7] | 李连燚, 王世纪, 姜桂英, 李洋, 杨锦, 朱宣霖, 朱长伟, 王仁卓, 刘芳, 介晓磊, 刘世亮. 轮耕促进豫北潮土区小麦根系生长和产量增加[J]. 中国农业科学, 2024, 57(18): 3626-3641. |
[8] | 李玉姗, 肖菁, 马越, 田超, 赵连佳, 王帆, 宋羽, 蒋程瑶. 169份番茄种质资源表型性状遗传多样性分析及综合评价[J]. 中国农业科学, 2024, 57(18): 3671-3683. |
[9] | 游敏, 陈劲松, 陈俨俨, 杨平, 张春晖, 黄峰. 添加不同比例番茄对炖制牛肉食用品质和氧化效应的影响[J]. 中国农业科学, 2024, 57(15): 3071-3082. |
[10] | 王愿, 都梦丹, 李正刚, 佘小漫, 于琳, 蓝国兵, 丁善文, 何自福, 汤亚飞. 广东省番茄白尖曲叶病病原鉴定及其致病性分析[J]. 中国农业科学, 2024, 57(12): 2350-2363. |
[11] | 贺江, 丁颖, 娄向弟, 姬东玲, 张向向, 王永慧, 张伟杨, 王志琴, 王伟露, 杨建昌. 水稻分蘖期干物质积累对大气CO2浓度升高和氮素营养的综合响应差异及其生理机制[J]. 中国农业科学, 2023, 56(6): 1045-1060. |
[12] | 刘明慧, 田虹雨, 刘之广, 巩彪. 减磷条件下含褪黑素的尿素缓释功能肥对番茄生长、产量、品质和磷素利用效率的影响[J]. 中国农业科学, 2023, 56(3): 519-528. |
[13] | 杨莎, 刘珂珂, 刘颖, 郭峰, 王建国, 高华鑫, 孟静静, 张佳蕾, 万书波. 基于转录组分析花生单粒精播与多粒穴播植株荚果产量差异的分子机制[J]. 中国农业科学, 2023, 56(22): 4386-4402. |
[14] | 殷子贺, 杨成成, 赵钰慧, 赵丽, 吕秀荣, 杨振超, 武永军. 开花期番茄circRNA的测序分析及功能分析[J]. 中国农业科学, 2023, 56(21): 4288-4303. |
[15] | 滕云飞, 尚斌, 陶秀萍. 猪粪沼液对设施基质栽培番茄的营养效应[J]. 中国农业科学, 2023, 56(19): 3869-3878. |
|