北方高寒地區(qū)設(shè)施黃瓜越冬生產(chǎn)的瓶頸之一就是低地溫。較低的根區(qū)溫度直接影響著根系的生理功能,以及地上部植株正常的生理活動。然而,針對設(shè)施內(nèi)地溫的重要性并沒有引起人們足夠的重視,有關(guān)根區(qū)低溫對土壤環(huán)境、碳氮代謝等系統(tǒng)性研究尚不完善。此外,對黃瓜栽培中常用的兩種砧木嫁接苗也缺少有關(guān)根區(qū)低溫脅迫方面的研究。因此,本文以黑籽南瓜嫁接苗、白籽南瓜嫁接苗和‘津優(yōu)35號’自根苗為試材,設(shè)定不同的根區(qū)溫度(適溫(18-20℃)、亞適溫(13-15℃)、低溫(8-10℃)),系統(tǒng)的探究了根區(qū)低溫對黃瓜幼苗土壤環(huán)境、生長發(fā)育、抗氧化系統(tǒng)和滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量、碳代謝和氮代謝的影響,以及不同砧木嫁接苗對根區(qū)低溫脅迫的響應(yīng)機理,旨在為設(shè)施黃瓜栽培過程中,提高地溫和砧木選擇提供技術(shù)指導(dǎo)與支持。研究結(jié)果如下:(1)亞適溫和低溫逆境下,土壤中有機質(zhì)含量和EC值降低,而全氮、堿解氮、速效磷、速效鉀含量和PH值升高,同時還抑制了土壤脲酶、磷酸酶、蔗糖酶和過氧化氫酶活性,土壤中細(xì)菌、真菌和放線菌數(shù)量也隨著根區(qū)溫度的降低而減少。相同溫度處理下,“黑籽”土壤的有機質(zhì)含量、EC值均高于“白籽”和“自根”,全氮、堿解氮、速效磷和速效鉀含量均低于“白籽”和“自根”,同時“黑籽”土壤酶活性和土壤微生物數(shù)量也高于“白籽”和“自根”。以上研究表明,根區(qū)低溫改變了黃瓜幼苗的土壤環(huán)境,其中“黑籽”土壤環(huán)境變化小,土壤酶活性高,土壤微生物數(shù)量多。(2)亞適溫和低溫逆境下,黃瓜幼苗根系的生長和吸收功能都受到嚴(yán)重抑制,具體表現(xiàn)為抑制了根系長度、根系表面積、根體積、根尖數(shù)和根分叉數(shù)。此外,利用同位素示蹤技術(shù)研究發(fā)現(xiàn),較低的根區(qū)溫度還抑制了黃瓜幼苗對氮素的吸收利用率,黃瓜的莖和葉片對~(15)N的吸收征調(diào)能力降低,根系對~(15)N的吸收征調(diào)能力升高。尤其當(dāng)根區(qū)低溫為8℃~10℃時,~(15)N利用率依次表現(xiàn)為“黑籽”“白籽”“自根”,“黑籽”根系形態(tài)指標(biāo)均高于“白籽”和“自根”,“自根”的最低。(3)亞適溫和低溫逆境下,黃瓜根系內(nèi)SOD、POD活性降低,活性氧積累,膜質(zhì)過氧化作用加劇,丙二醛含量升高,質(zhì)膜完整結(jié)構(gòu)遭破壞,電解質(zhì)滲透率增加,同時,還顯著增加了可溶性蛋白和脯氨酸等滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的含量,有利于提高植株抗冷性。“黑籽”根系中的SOD和POD活性以及可溶性蛋白和脯氨酸含量均高于“白籽”和“自根”,MDA含量和電解質(zhì)滲透率低于“白籽”和“自根”,因此“黑籽”抗低溫脅迫能力強于“白籽”和“自根”。(4)亞適溫和低溫逆境下,黃瓜地上部的生長和生物量的積累以及黃瓜葉片的光合能力均受到不同程度的抑制,具體表現(xiàn)根區(qū)低溫抑制了植株的株高、莖粗和葉面積,地上部干重、全株干重,而促使地下部干重和根冠比升高。同時根區(qū)低溫使得黃瓜葉片SPAD值降低,凈光和速率、蒸騰速率、胞間co_2濃度、氣孔導(dǎo)度均隨根區(qū)溫度的降低而降低�！昂谧选盨PAD值和各光合參數(shù)高于“白籽”和“自根”,同時“黑籽”的生物量的積累以及地上部各形態(tài)指標(biāo)也高于“白籽”和“自根”,“自根”的SPAD值、光合參數(shù)、地上部形態(tài)指標(biāo)以及干物重含量最低,根冠比最高。(5)亞適溫和低溫逆境下,測定黃瓜幼苗葉片中碳代謝關(guān)鍵酶活性及其產(chǎn)物含量。結(jié)果表明;隨著根區(qū)溫度降低,黃瓜葉片光合作用所需的Rubisco酶、蔗糖磷酸合成酶(SPS)、蔗糖合成酶(SS)活性降低,淀粉、蔗糖及果糖的含量減少;“黑籽”葉片中Rubisco酶、蔗糖磷酸合成酶(SPS)、蔗糖合成酶(SS)活性以及淀粉、蔗糖和果糖含量高于“白籽”和“自根”,由此可見,根區(qū)低溫抑制了黃瓜幼苗碳代謝所需酶的活性,造成有機物合成減少。其中“黑籽”抗逆性較強、碳代謝所需酶活性較高,因此葉片中碳代謝產(chǎn)物含量高。(6)亞適溫和低溫逆境下,測定黃瓜幼苗葉片和根系中氮代謝關(guān)鍵酶活性和主要含氮物質(zhì)含量。結(jié)果表明,根區(qū)低溫抑制了黃瓜幼苗葉片和根系中銨態(tài)氮和硝態(tài)氮含量,以及氮素同化過程中的關(guān)鍵酶硝酸還原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸合成酶(GOGAT)活性�！昂谧选比~片和根系中氮素同化過程中關(guān)鍵酶活性以及銨態(tài)氮和硝態(tài)氮含量均高于“白籽”和“自根”。證明根區(qū)低溫抑制了黃瓜幼苗氮的同化及轉(zhuǎn)化氮的吸收,為碳代謝提供酶和蛋白質(zhì)等減少,進(jìn)而影響了黃瓜的生長,其中“黑籽”氮代謝水平最高,這有利于株體的形態(tài)建成以及其他代謝活動的進(jìn)行。
【學(xué)位單位】：內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：S642.2
【部分圖文】：

1-扁箱體 2- 定植孔 3-地?zé)峋� 4-冷凝管 5-溫控器 1 探頭 6-溫控器 1水泵 8-冰柜 9-溫控器 2 探頭 10-溫控器 2 11-時控器 12-總電源圖 1 地溫控制裝置立體圖Fig.1 Soil temperature control device stereogram目與方法于處理20天后進(jìn)行，采用抖根法隨機收集不同處理黃瓜根20目篩。將篩好的土樣，一部分進(jìn)行土壤理化性質(zhì)的測定，土壤酶的測定，另一部分裝入聚乙烯袋置于-80℃冰箱中保性的分析。土壤養(yǎng)分測定方法理化性狀參照文獻(xiàn)相關(guān)方法測定[98]。土壤酶活性測定方法

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2 孫兆法;李梅;翟曉靈;黃粵;王文嬌;;根區(qū)加溫對一品紅生長發(fā)育和盆花品質(zhì)的影響[J];西北農(nóng)業(yè)學(xué)報;2006年06期

3 佟輝;謝遇春;袁梅;;局部根區(qū)灌溉的植物生理效應(yīng)[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2013年07期

4 武q

本文編號：2808086