本文關(guān)鍵詞：生物炭緩解鋁脅迫對山定子幼苗傷害的生理機(jī)制

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【摘要】：土壤酸化指土壤接受了交換性H+和A13+,爭奪土壤中交換性陽離子的吸附位點(diǎn),使土壤中堿性鹽基離子淋失,導(dǎo)致土壤pH降低的過程。生物碳因其具有表面疏松多孔的特點(diǎn),因而可有效吸附土壤中重金屬。本研究旨在探究生物炭緩解鋁離子脅迫對山定子幼苗根際土壤理化性狀與植株生理指標(biāo)的影響,對明確生物炭在土壤酸化果園生產(chǎn)中的應(yīng)用價(jià)值與潛力。本研究以1年生盆栽山定子幼苗為試材,通過向盆栽土壤中添加外源鋁離子與廢棄蘋果枝條制成的生物炭,模擬果園酸化土壤對山定子根際土壤理化性質(zhì)和植株生理傷害機(jī)制及生物碳的緩解作用。研究結(jié)果如下：土壤中鋁脅迫導(dǎo)致山定子幼苗根際土壤pH下降,土壤有效養(yǎng)分降低和土壤重金屬含量的升高,向盆栽土壤中添加生物炭可以有效緩解鋁脅迫對土壤理化性質(zhì)的影響。鋁脅迫處理后第1 d,處理T(以4 g·kg-1的土壤比重添加AlCl3·6H2O2)的土壤pH值降低至5.8,而添加生物炭的處里B(以4 g.kg-1的土壤比重添加AlCl3·6H2O2+5%的生物炭)土壤pH降低至6.9；第5 d時(shí),處理T和處理B的根際土壤堿解氮含量分別比對照CK(既不添加外源鋁,也不添加生物炭)降低了35.7%和19.2%,有效鉀的含量分別是對照的0.90倍和2.40倍。處里B土壤中有效態(tài)氮、磷、鉀含量均顯著高于單純的鋁脅迫處理。土壤中K+、Ca2+、Na+和Mg2+等交換性陽離子含量隨鋁脅迫處理時(shí)間的延長呈下降趨勢,添加生物炭的處理,可有效緩解鋁脅迫對根際土壤交換性陽離子含量的影響。兩處理土壤中Fe3、Mn2+和Cu2+等重金屬離子的含量在鋁脅迫處理后明顯升高,處理后第1 d,處理T土壤中交換性錳離子和鐵離子的含量分別是對照的368.56倍和1.64倍,而處理B的含量分別是照的153.33倍和1.02倍。鋁脅迫會造成山定子根系線粒體功能破壞、根系活性氧防御系統(tǒng)失衡與根活力的下降。通過向盆栽土壤中添加生物炭可以有效緩解鋁脅迫對山定子根系的傷害。鋁脅迫條件下,山定子根系細(xì)胞丙二醛含量升高,膜脂過氧化程度加劇,膜透性升高,在處理后第9 d,處理T與對照相比,根系線粒體膜通透性增加156.6%,膜電位降低58.1%,MDA含量升高70.0%；處里B與對照相比,系線粒體膜透性增加60.9%,膜電位降低46.8%,MDA含量升高28.7%。導(dǎo)致山定子根系細(xì)胞膜脂過氧化的原因是O2-和H2O2等ROS的大量積累。鋁脅迫下處理T和處理B的O2產(chǎn)生速率分別是對照CK的2.15倍和2.05倍,H2O2分別是對照的5.8倍與5.0倍,O2和H2O2等ROS的累計(jì)主要是由于鋁脅迫破壞了山定子根系細(xì)胞保護(hù)酶與抗氧化物質(zhì)的協(xié)調(diào)性,SOD活性在處理前期迅速升高后降低,CAT在鋁脅迫下呈波段性升高降低,POD的活性在整個(gè)處理中不斷升高,添加生物炭后抗氧化酶系統(tǒng)的活性明顯高于單純鋁脅迫處理。在整個(gè)鋁脅迫處理過程中,處理T與理B的根系活力呈下降趨勢,且在同期處理中均有CKBT。處理T和處理B葉片的葉綠素?zé)晒庹T導(dǎo)動力學(xué)(O-J-I-P)曲線在鋁脅迫處理后第1d時(shí),就出現(xiàn)較為明顯的變化,0 ms與2000 ms經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化,出現(xiàn)較為明顯的J點(diǎn),說明鋁脅迫破壞了葉片PSⅡ的受體側(cè),電子從QA到QB受阻。經(jīng)JIP-test熒光數(shù)據(jù)分析表明,兩處里的熒光參數(shù)Fv/Fm、PIabs、ψEo和RC/CSo與對照相比均降低,Vj與Wk在整個(gè)處理過程中均升高。鋁脅迫條件下,破壞了山定子葉片光合機(jī)構(gòu)。添加生物炭的處理,明顯緩解植株葉片的光合系統(tǒng)損傷程度。盆栽試驗(yàn)條件下,鋁脅迫對山定子幼苗根際土壤理化性質(zhì)影響顯著,植株的各項(xiàng)生理指標(biāo)產(chǎn)生抑制作用,通過向盆栽土壤添加生物炭,可以有效緩解鋁脅迫對山定子幼苗根際土壤環(huán)境與植株生理指標(biāo)的影響。
【學(xué)位授予單位】：沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：S156.2;S661.9

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