我國作為世界上稀土貯量最多的國家,稀土礦產資源極為豐富,稀土礦藏遍布全國,并且柑橘的主產區(qū):江西、廣西、湖北等地區(qū)稀土含量極顯著偏高。另外,自上世紀70年代,我國就開始將稀土作為肥料在農業(yè)生產上試用,施用稀土的農田面積每年可達460萬hm~2,并且林業(yè)、畜牧業(yè)、漁業(yè)等領域都有涉及稀土肥料。進入土壤后的外源稀土,有99.5%以上被土壤固相表面吸附,而極少量以離子態(tài)和可溶性的有機或無機絡合態(tài)分布在土壤溶液中。長期施用稀土肥必將導致稀土在土壤中的積累。稀土礦藏區(qū)在地理位置上與柑橘產區(qū)和重合,并且隨著稀土肥的普遍使用,柑橘果園土壤中的稀土含量逐漸增加,因此研究稀土礦區(qū)果園土壤和樹體的稀土分布情況及并分析果實品質,探索柑橘苗對稀土元素的響應并綜合評價柑橘砧木對稀土元素的耐受力具有重要的經濟意義。本研究以江西尋烏、信豐、龍南為采樣點,每個縣采5個礦區(qū)紐荷爾果園及5個礦區(qū)周邊紐荷爾果園,采取土壤、春梢葉片和果實,分析江西礦區(qū)果園土壤和樹體的稀土分布情況及稀土含量與果實品質的相關性。同時,以資陽香橙(C.junos Sieb.ex Tanaka)、枳(Poncirus trifoliate(L.)Raf.)、沙田柚(Citrus grandis var.shatinyu Hort)3種柑橘砧木為材料,進行稀土鑭(La)脅迫處理。鑭濃度設為0 mmol/L(CK)、0.125 mmol/L、0.25 mmol/L、0.5 mmol/L、1 mmol/L、1.5 mmol/L、2 mmol/L、4 mmol/L共8個濃度梯度。各處理分別標記為CK、0.125La、0.25La、0.5La、1La、1.5La、2La、4La。分別研究了各砧木在不同濃度的鑭脅迫條件下的毒害指數(shù)、生長指標、光合色素含量以及生理生化指標的變化等,并利用主成分分析法綜合評價了3種柑橘砧木對稀土鑭的耐性,另外分別測定了柑橘砧木地上部和地下部的鑭含量以及柑橘葉片中的鈣含量和鈣調蛋白(CAM)含量,主要研究結果如下。1、贛南稀土礦區(qū)果園土壤和樹體的稀土分布情況及果實品質分析1.1通過測定贛南尋烏、信豐、龍南29個稀土礦區(qū)果園及周邊果園的土壤樣品的稀土含量發(fā)現(xiàn),所有果園的土壤中都檢測到稀土元素,其中土壤中的平均總稀土含量:信豐尋烏龍南。3個地區(qū)稀土總含量在土壤和樹體中的分布規(guī)律均為土壤根系葉片果皮果肉,且信豐縣采樣果園的土壤、根系、葉片、果皮和果肉中的總稀土含量的平均值都高于龍南和尋烏的果園。信豐、龍南和尋烏三個地區(qū)的采樣果園土壤中輕稀土的含量較高,主要為鈰(Ce)、La、釹(Nd)等,重稀土含量較高的有釔(Y)和釓(Gd)。總體看來,土壤和根系的稀土含量總體分布特征為CeLaNdYGd其他,葉、果皮和果肉中稀土的分布總體規(guī)律為LaCeNdYGd其他。1.2通過分析3個地區(qū)紐荷爾的果實品質,并將土壤、葉片和果肉中的各稀土含量與果實品質作相關性分析發(fā)現(xiàn),土壤和葉片中的La含量與單果重呈顯著正相關(p0.05),與Vc含量呈顯著負相關(p0.05);相對于土壤和果肉中各稀土元素的含量,果實品質與葉片中各稀土元素含量的相關性更強。由于La在柑橘樹體中的遷移率最高,因此以La為研究對象,研究鑭對柑橘砧木生長發(fā)育的影響。2、鑭對柑橘砧木實生苗生長指標及生理生化的影響2.1在高濃度La(≥1.0 mmol/L)處理下,柑橘砧木苗表現(xiàn)出毒害癥狀,葉片黃化,失水萎蔫,嚴重者葉脈爆裂,最后枝條干枯,直至整株干死。3種砧木先后出現(xiàn)不同程度的受害癥狀。在試驗過程中,枳出現(xiàn)受害癥狀最早,平均毒害指數(shù)最高,而資陽香橙的受害癥狀出現(xiàn)最晚,平均毒害指數(shù)最低。因此,初步判斷,枳對La最敏感,沙田柚次之,資陽香橙的耐性最強。2.2從整體看,三種砧木的株高增長率在低濃度(0-0.5 mmol/L)La處理下與對照組無顯著差異,而在高濃度(?2 mmol/L)La處理下,3種砧木的株高增長率顯著低于對照組。通過比較不同濃度La處理下3種柑橘砧木的鮮重、干重、根冠比及含水量的變化發(fā)現(xiàn),隨著La濃度的增加,3種砧木的鮮重、干重和根冠比先增后減,資陽香橙和枳的含水量也呈先增后減趨勢,沙田柚的含水量呈下降趨勢。2.3研究發(fā)現(xiàn)在低濃度(?2 mmol/L)La處理下,3種柑橘砧木的葉綠素a、葉綠素b、葉綠素a+b和類胡蘿卜素的含量整體上與對照組相差不大,而在4La處理下,3種砧木的光合色素含量均顯著降低。2.4 La處理引起柑橘砧木葉片抗氧化酶活性、丙二醛(MDA)含量和可溶性蛋白含量變化規(guī)律不一致。在La處理下,資陽香橙的超氧化物歧化酶(SOD)活性與對照組間無顯著差異,而枳和沙田柚的SOD活性均低于對照組;三種砧木的過氧化物酶(POD)活性變化沒有明顯的規(guī)律性,資陽香橙的POD活性在對照組處理下最高,枳在0.125La處理下POD活性最高,而沙田柚在1La處理下POD活性最高。三種砧木過氧化氫酶(CAT)活性隨La濃度的增加先增后減。3種柑橘砧木的MDA含量在低濃度(2mmol/L)時與對照差異不大,但在高濃度4 mmol/L處理下明顯高于對照。3種砧木的可溶蛋白含量總體呈先增后減的趨勢。2.5為評價不同砧木的對La的耐性,以各項生理指標的耐系數(shù)為基礎,用主成分分析和隸屬函數(shù)分析法對3種砧木對La的耐性進行評價,結果顯示資陽香橙對稀土La的耐性最強,沙田柚次之,枳最弱。3、鑭在柑橘砧木器官中的分布及鑭對葉片鈣含量和CAM含量的影響3.1在不同濃度的La處理下,3種砧木地上部和地下部的La含量均隨濃度的增加而增加,并且地下部的含量顯著高于地上部。低濃度(?0.5 mmol/L)La處理下,地下部的La含量為枳沙田柚資陽香橙,地上部的La含量整體表現(xiàn)為沙田柚資陽香橙枳。在高濃度(?1.0 mmol/L)處理下,資陽香橙地下部的La含量隨濃度的增加而迅速增加,沙田柚增加緩慢,最終,在4La處理組地下部的La含量為資陽香橙枳沙田柚;地上部La含量為資陽香橙枳沙田柚。3.2在不同濃度的La處理下,3種柑橘砧木葉片的Ca含量隨La濃度的增加而降低。通過相關性分析發(fā)現(xiàn),葉片中的Ca含量與葉片中的La含量呈顯著對數(shù)負相關(p0.01)關系。3.3沙田柚在整個試驗過程中CAM含量最低,且隨著處理時間的延長,所有處理組的CAM含量均降低;對照組處理的資陽香橙的CAM含量隨時間的延長先增后減,而La處理組資陽香橙的CAM含量隨處理時間的延長而增加;枳在對照組的CAM含量隨處理時間的延長而增加,而La處理組的CAM含量先增后減。4、結論4.1信豐、龍南、尋烏3個地區(qū)稀土總含量在土壤和樹體中的分布規(guī)律均為土壤根系葉片果皮果肉,而土壤和根部的稀土含量總體分布特征為CeLaNdYGd其他,葉、果皮和果肉中稀土的分布總體規(guī)律為LaCeNdYGd其他。4.23種柑橘砧木苗對La的耐性強弱順序為資陽香橙沙田柚枳;但枳的遷移率遷移率最低。4.3鑭處理影響植物對鈣的吸收并干擾鈣信號系統(tǒng)。
【學位單位】：西南大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：S666
【部分圖文】：

圖 1 對照組（CK）與高濃度處理組（4La）的 3 種柑橘砧木的葉片比較Fig.1 Symptoms of 3 citrus rootstocks leaves under control (CK) and 4La.

圖 1 對照組（CK）與高濃度處理組（4La）的 3 種柑橘砧木的葉片比ig.1 Symptoms of 3 citrus rootstocks leaves under control (CK) and 4圖 2 對照組（CK）與高濃度處理組（4La）的 3 種柑橘砧木的根系比

圖 3 不同濃度 La 處理對柑橘砧木苗株高增量比率的影響注：相同品種間的不同字母表示差異顯著（p<0.05）。Fig. 3 Effects of La on tree height increment ratio of different rootstocksNote：Different letters within the same variety indicate significant difference at P < 0.05.在實驗結束后，分別比較了不同處理下 3 種砧木品種的植株鮮重、干重、根冠比和含水量。由表 9 可知，隨著 La 濃度的增加，資陽香橙、枳、沙田柚的單株鮮重先增后減，均在 0.5La 處理組單株鮮重最大，分別為 2.21 g、1.37 g、2.51 g，在4La 處理下單株鮮重最小，分別為 0.39 g、0.25 g、0.44 g。三種砧木單株干重的變化趨勢與單株鮮重一致。不同濃度 La 處理下的根冠比均大于對照組，但無顯著差異；除 4La 處理組外，枳的根冠比也都大于對照組，可能是由于在高濃度處理下枳的生長受到了嚴重的抑制；La 處理下的沙田柚根冠比也都大于對照組，并且當 La濃度大于 0.5 mmo/L 時，差異顯著。當 La 濃度大于 1.5 mmol/L 時，資陽香橙和枳的含水量顯著低于對照組；而沙田柚在濃度高于 1 mmol/L 時，含水量就明顯低于對照組。
【參考文獻】

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本文編號：2846876