不同淋洗率下灌溉水盐分对辣椒生长和光合特性的影响

 2022-01-20 12:01

论文总字数:21266字

目 录

摘要………………………………………………………………………Ⅰ

Abstract…………………………………………………………………Ⅰ

1引言……………………………………………………………………1

1.1研究背景……………………………………………………………………………………1

1.2国内外研究进展……………………………………………………………………………1

1.2.1盐分胁迫对植物的影响………………………………………………………………1

1.2.2土壤盐分淋洗和积累机制的研究……………………………………………………2

1.3研究目的与意义……………………………………………………………………………3

2材料与方法……………………………………………………………3

2.1试验区概况…………………………………………………………………………………3

2.2试验材料……………………………………………………………………………………3

2.3试验设计……………………………………………………………………………………3

2.4测定项目与方法……………………………………………………………………………4

2.5数据处理……………………………………………………………………………………4

3结果与分析……………………………………………………………5

3.1不同淋洗率下灌溉水盐分对辣椒生长的影响……………………………………………5

3.1.1不同淋洗率下灌溉水盐分对辣椒茎粗的影响………………………………………5

3.1.2不同淋洗率下灌溉水盐分对辣椒株高的影响………………………………………5

3.1.3不同淋洗率下灌溉水盐分对辣椒生物量的影响……………………………………6

3.1.4不同淋洗率下灌溉水盐分对辣椒叶面积的影响……………………………………7

3.2不同淋洗率下灌溉水盐分对辣椒叶绿素和光合特性的影响……………………………8

3.2.1不同淋洗率下灌溉水盐分对叶片叶绿素含量的影响………………………………8

3.2.2不同淋洗率下灌溉水盐分对叶片光合参数的影响…………………………………9

4结论…………………………………………………………………11

4.1结论………………………………………………………………………………………11

4.2展望………………………………………………………………………………………12

参考文献…………………………………………………………………12

致谢………………………………………………………………………14

不同淋洗率下灌溉水盐分对辣椒生长和光合特性的影响

林昕

,China

Abstract: A pot experiment of hot pepper was conducted to assess the effect of leaching fraction and irrigation water salinity on plant height, biomass, leaf area, chlorophyll content and photosynthetic parameters. The study could provide scientific basis for production of hot pepper under saline irrigation.Two leaching fraction treatments(0.17 and 0.29)and five salinity treatments(0.9,1.6,2.7,4.7 and 7 dS/m) were used in experiment. The twenty pots were completely randomized block design. Results showed that salt stress of high concentration restrains the growth of plant. The biomass, leaf area, chlorophyll content,the net photosynthetic rate,the transpiration rate and stomatal conductance decreased as irrigation water salinity increased. The main reason causing the decrease of the photosynthetic rate is stomatal limitation.Results indicate that the increase of leaching fraction could assisting in alleviating the adverse impacts of salt stress on pepper.

Key words: Leaching fraction; salt stress; pepper; photosynthetic characteristics;

1引言

1.1研究背景

水资源短缺已成为了一个全球性的资源问题。中国多年平均水资源总量为27073.1 m3,居世界第六位,但由于人口基数大,人均水资源量仅为2200 m3,远低于世界人均水资源量,被列入13个最贫水国家[1]。预计到2030年,中国人口将达到16亿,届时我国人均水资源量仅有1760 m3,将有更多省的人均水资源量低于严重缺水线。在中国,每年地下微咸水资源约200亿m3,其中可开采量为130亿m3,且主要分布在易发生干旱的华北、西北以及沿海地带[2]。开发利用咸水资源,推广咸水灌溉将成为解决我国水资源缺乏的重要途径之一。

辣椒亦称牛角椒、菜椒或者椒茄,属一年或有限多年生草本植物,原产于中拉丁美洲热带地区,在中国主要分布在四川、贵州、湖南、云南、陕西等地,是受我国人民喜欢的蔬菜之一。目前,我国辣椒种植面积为133万hm2,仅次于白菜类蔬菜,经济总产值高达700亿元,居蔬菜之首位。与淡水灌溉相比,微咸水灌溉会使土壤含盐量上升,当土壤盐分超过作物耐盐度临界值会对作物的生长发育和产量品质产生不利影响,但通过降雨或淋洗可以排出土壤累积的盐分,因此探讨不同淋洗率下盐分胁迫对辣椒生长发育的问题是刻不容缓的。

1.2国内外研究进展

1.2.1盐分胁迫对植物的影响

土壤中盐分含量超标可直接危害到植物的生长发育,越来越多的研究表明土壤盐分含量在0~0.8%范围内,植物出苗率、渗透势、根长以及鲜重发生变化[3]。盐害的胁迫程度、持续时间[4, 5]以及不同的植物品种[6]对光合色素、酶、类囊体膜蛋白及膜脂等光合作用器官的组分的影响程度也不一样。

1.2.1.1盐分胁迫对作物种子萌发及幼苗生长的影响

种子萌发是立苗的基础。大量研究表明,盐分胁迫对种子萌发的影响主要分为3个方面:增效、负效和完全阻抑。低浓度盐分胁迫促进种子的萌发,随着盐浓度的增大,种子的发芽率、发芽指数、活力指数均有明显的降低趋势,盐浓度过高则会抑制种子萌发[7]

我国自上世纪九十年代以来,国内各地陆续报道了盐分胁迫影响各种作物种子萌发及幼苗生长的问题。王莉等研究发现盐胁迫对玉米幼苗的生长有抑制作用,随盐浓度的加大幼苗根苗长和根苗重量均下降[8]。李云海等发现甜高粱对NaCl的耐性明显高于棉花和小麦等,在80 mmol/L NaCl时,种子发芽率仅下降8%~9%,在160 mmol/L NaCl时,下降20%~25%[9]。乔海龙等研究发现,在NaCl浓度为40mmol/L时,大麦的相对发芽率分别达到99.7%和100.0%,这说明低浓度盐分对部分大麦种子的萌发有促进作用。而在高浓度NaCl胁迫下,各品种的种子发芽率、发芽势、发芽指数均下降了70%以上,说明高浓度的盐分胁迫明显抑制了种子萌发[10]

关于盐分胁迫影响植物种子萌发的机理,学者们进行了深入细致的研究。Rubio-Casal A E et al认为,盐分胁迫时,外界溶液渗透势过高是种子萌发延迟的主要限制因素,而不是离子毒害所致[11]。而安琳琳认为高浓度盐胁迫造成种子发芽率显著降低,主要是由于盐浓度的升高加剧了离子的毒害作用,导致细胞渗透调节紊乱[12]。郭建华等认为,高浓度盐胁迫将抑制酶的活性,种子体内的淀粉和蛋白会分解,没有足量的葡萄糖和氨基酸会导致种子萌发率下降,甚至不萌发[13]

尽管前人已经在盐分胁迫对作物种子萌发和幼苗生长的影响方面进行了很多研究,但迄今为止,对于盐分胁迫影响种子萌发和幼苗生长的作用机理还没有形成统一的认识,难以建立完整的因果学说。

1.2.1.2盐分胁迫对作物生长发育的影响

在大多数情况下,盐分胁迫对植物造成最明显的影响就是抑制生长和组织伤害。蔬菜在遭受盐分胁迫时表现为植株矮小、叶面积减小、代谢受抑制、植物各部位干重下降、产量降低,严重者甚至会出现盐斑、叶片萎蔫、植株枯萎,甚至死亡。赵秋月[14]研究表明随着Na2CO3浓度的增加,番茄各品种的株高、茎粗、生物量、根系活力受到了明显的抑制。马云瑞认为土壤盐分对春小麦生长发育的影响表现为出苗推迟、出苗率下降、分萦减少,破坏根系对养分吸收,影响叶片发育,从而导致植株矮小,营养生长期缩短,生殖生长提前,产量大幅度下降[15]

学者们对盐分胁迫对植物生长的影响机理的解释各不相同。王红春[16]在前人研究的基础上,提出当盐离子作用于植物时,在水分胁迫和离子胁迫的共同影响下,膜的结构会发生改变,细胞代谢失调,最终导致组织和细胞死亡。Termmat[17]认为新叶生长速率减慢与根际渗透压有关,盐分胁迫下植株体内碳水化合物枯竭会导致植株死亡。两者分别从细胞角度和整体角度说明了植物在盐逆境中的表现,解释了植物死亡的原因。

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