





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] | 王玉萍, 符质, 孙佳莹, 穆晓萌, 刘慧淋, 郭进云, 宋文菁, 侯雷平, 赵海亮. 苗期施用褪黑素对番茄短期低温胁迫的缓解作用与应用效果评价[J]. 中国农业科学, 2026, 59(7): 1523-1535. |
| [2] | 吴媛媛, 吕书文, 张子君, 王涛, 张逸鸣, 卜令超, 邹庆道, 姜晶. 番茄果实果脐大小性状主基因+多基因遗传分析[J]. 中国农业科学, 2026, 59(5): 1060-1069. |
| [3] | 付涵, 于杨, 艾妞, 张思晴, 于连伟, 孙书豪, 赵金章, 韩晓玉, 施艳, 杨雪. 光合作用系统Ⅱ相关蛋白NbPsbQ1通过促进光合效率抑制病毒侵染[J]. 中国农业科学, 2026, 59(1): 90-100. |
| [4] | 张敏, 李鑫, 张勇, 钟德萍, 鲁晓晓, 何淑敏, 陈冬红, 李烨, 李荣霞, 黄泽军, 王孝宣, 国艳梅, 杜永臣, 刘洪海, 李君明, 刘磊. 加工番茄高可溶性固形物含量位点的遗传与互作效应分析[J]. 中国农业科学, 2025, 58(9): 1816-1829. |
| [5] | 张亚封, 董伟进, 李启云, 路杨, 张正坤, 隋丽. 球孢白僵菌与钾元素互作对番茄果实品质的影响[J]. 中国农业科学, 2025, 58(6): 1131-1144. |
| [6] | 张涵, 张玉琪, 黎景来, 徐虹, 李维环, 李涛. LED补光对日光温室基质栽培草莓生产及叶片生理特性的影响[J]. 中国农业科学, 2025, 58(5): 975-990. |
| [7] | 王少骅, 沈年桥, 储天然, 吴永汉, 李康宁, 石延霞, 谢学文, 李磊, 范腾飞, 李宝聚, 柴阿丽. 浙江苍南番茄-水稻轮作对连作土壤理化性质和微生物群落的影响[J]. 中国农业科学, 2025, 58(4): 692-703. |
| [8] | 苏晓梅, 杨宗辉, 刘淑梅, 张宗杰, 吕宏君, 侯丽霞. 番茄品种KASP标记鉴定技术体系的构建与应用[J]. 中国农业科学, 2025, 58(22): 4746-4756. |
| [9] | 郭孟泽, 张磊, 孙平平, 江彪, 闫晋强, 李正男. ToLCNDV广东冬瓜分离物的分子特征及其遗传演化规律[J]. 中国农业科学, 2025, 58(19): 3890-3904. |
| [10] | 马佳, 彭杰丽, 王旭, 贾楠, 李孟凯, 胡栋. 链霉菌TOR3209对低温胁迫下番茄植株叶绿素合成和多胺含量的影响[J]. 中国农业科学, 2025, 58(15): 3064-3080. |
| [11] | 李晓雁, 杜娅丹, 胡笑涛, 卢怡宁, 谷晓博. 加气滴灌下施氮对番茄水力特性和光合能力的影响[J]. 中国农业科学, 2025, 58(11): 2225-2238. |
| [12] | 徐秋韵, 周伟迪, 韩成龙, 谷艳杰. 不同磷肥施用量对高寒地区覆膜蚕豆光合特性、产量和水分利用效率的影响[J]. 中国农业科学, 2025, 58(10): 1917-1933. |
| [13] | 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. |
| [14] | 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. |
| [15] | 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. |
|
||