發(fā)布時間：2018-03-07 21:26

  本文選題：鹽分　切入點：氮　出處：《揚州大學(xué)》2017年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：土壤鹽分脅迫顯著影響植物生長和生理代謝,已成為全世界最為關(guān)注的環(huán)境逆境之一。鹽分脅迫不僅影響小麥的生長發(fā)育,如發(fā)芽、幼苗生長和生育時期,還會影響產(chǎn)量及其構(gòu)成。土壤鹽分脅迫主要以三種方式影響作物生育過程:(i)滲透脅迫,降低水分可用性;(ii)離子脅迫;和(iii)細胞離子平衡改變。小麥的種植面積比任何其他經(jīng)濟作物更廣,是人類最為重要的口糧之一。小麥作為一種廣泛適應(yīng)性的作物,具有一定的鹽分耐受性,但鹽分脅迫仍然廣泛影響著全世界小麥生長和生產(chǎn)。中國江蘇和蘇丹中北部的部分地區(qū)均有一定的面積鄰近濱海地區(qū),生產(chǎn)過程中有時候會發(fā)生鹽分脅迫,對小麥生產(chǎn)產(chǎn)生一定的影響,導(dǎo)致產(chǎn)量下降、品質(zhì)降低和資源利用效率下降。目前有關(guān)同區(qū)域小麥品種耐鹽性表現(xiàn)、機理等研究相對較多,本試驗擬通過研究選育于不同區(qū)域(中國江蘇和蘇丹)的小麥品種耐鹽性的差異及其機理,探討氮肥對鹽分脅迫的緩解效應(yīng),可為不同區(qū)域小麥耐鹽提供依據(jù)。本研究于2014-2016年度在中國揚州大學(xué)農(nóng)學(xué)院作物遺傳生理重點實驗室盆栽試驗場(32.39°N,119.41°E)進行,共設(shè)計三個試驗,研究鹽分脅迫對中國江蘇和蘇丹的不同小麥品種生長發(fā)育的影響及氮肥的緩解效應(yīng)。試驗1研究鹽分脅迫對中國和蘇丹廣泛種植的六種小麥品種萌發(fā)與出苗的影響。采用二因素隨機試驗設(shè)計,以品種為主區(qū),選擇來源于蘇丹的小麥品種3個(Argine、Buahin、Elnilein)和來源于中國江蘇的小麥品種3個(徐麥30、揚10-13、揚11-10),以鹽分濃度為副區(qū),設(shè)計6個鹽分濃度梯度(0、50、100、150、200和250 mM),測量小麥的吸水率、發(fā)芽率、幼苗高度、根長、干重和耐鹽脅迫指數(shù)。重復(fù)三次。結(jié)果表明,不同小麥品種的吸水率、發(fā)芽率、幼苗高度、根長、干重和耐鹽脅迫指數(shù)在不同鹽分含量水平間存在顯著差異,除處理16 h后含水率和耐鹽脅迫指數(shù),上述指標在品種與鹽分含量間均存在顯著的互作效應(yīng)。在所有鹽分含量處理水平上,來自兩個不同區(qū)域的6個小麥品種均表現(xiàn)出相似的耐鹽性,但品種的耐鹽性存在著不同程度的差異,且體現(xiàn)在不同指標上,其中Argine發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)最高,揚11-10干重減少量最高,Elnilein耐鹽脅迫指數(shù)最高,這為不同品種作為耐鹽種質(zhì)資源利用提供了依據(jù)。試驗2研究施氮量對鹽脅迫下中國和蘇丹小麥品種出苗和幼苗特征的影響。采用三因素隨機試驗設(shè)計,以品種為主區(qū),以蘇丹(Argine和Elnilein)和中國(徐麥30和揚10-13)4個小麥品種為材料,以鹽分濃度為副區(qū),設(shè)計6個鹽分濃度梯度(0、50、100、150、200 和 250 mM),以施氮量為裂區(qū),設(shè) 0kgN/ha、8 6kgN/ha(1.32g/pot)和210 kg N/ha(3.2 g/pot)三水平。將不同品種小麥種子播種于6個鹽分含量水分和3個施氮量水平的盆缽中,測定出苗率和幼苗生長相關(guān)指標。結(jié)果表明,鹽分含量和施氮量顯著影響小麥出苗率、根長度、干重、耐鹽指數(shù)和幼苗活力,且存在著一定的互作效應(yīng)。在所有鹽分含量處理水平下,4個品種出苗與幼苗生長過程中表現(xiàn)出相似的耐鹽性,但不同品種的耐鹽性程度不同,施氮量顯著影響鹽脅迫下的幼苗生長指標變化,其中蘇丹品種Elnilein具有最高的出苗率、苗高、根長、干重、耐鹽脅迫指數(shù)和幼苗活力,因此可推薦用于鹽漬土壤種植。試驗3于2014-2016年小麥生長季,采用三因素隨機試驗設(shè)計,以品種為主區(qū),選擇來源于蘇丹的小麥品種Elnilein和來源于中國江蘇的小麥品種徐麥30,以鹽分濃度為副區(qū),設(shè)計3個鹽分濃度梯度(0、1、2和3gNaCl/kg土壤),施氮量為裂區(qū),設(shè)0kg N/ha(0N)、8 6 kg N/ha(1.32 g/pot,1N)和 210 kg N/ha(3.2 g/pot,2N)三水平,盆栽處理,通過測定開花期小麥葉片相關(guān)形態(tài)與生理指標、植株養(yǎng)分含量變化等,研究鹽分脅迫與施氮量對小麥生長與產(chǎn)量的影響及相關(guān)生理機制。結(jié)果表明,施氮能夠改善鹽脅迫對2個小麥品種的不利影響,包括開花期的葉綠素含量(SPAD值)、光合速率、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率、粗蛋白含量、超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化物酶(POD)、過氧化氫酶(CAT)以及植株生長和養(yǎng)分吸收(N、P和K)。土壤高鹽含量會顯著降低植株高度、莖直徑、葉面積(LA)和干重(Dwt)。施氮量顯著影響小麥兩季生長中測定的指標;相比1N和0N處理,2N處理更能改善大多數(shù)測定指標;植株N、P和K含量隨鹽分水平提高而降低,但施氮可以減輕鹽脅迫對營養(yǎng)素吸收的負面影響。高鹽分含量顯著降低了葉綠素含量(SPAD值)、光合速率、氣孔導(dǎo)度和粗蛋白含量,但增加了抗氧化相關(guān)酶活性。施用氮肥可顯著提高葉綠素含量、光合速率、氣孔導(dǎo)度和粗蛋白含量等生理指標,但降低了 CAT活性。結(jié)果還表明,不同程度鹽脅迫均顯著減低了籽粒產(chǎn)量,主要由于穗長、穗數(shù)、每穗粒數(shù)和粒重的減少,且隨著鹽分濃度增大,減產(chǎn)幅度增大,但施用氮肥可改善植株生長狀況,降低產(chǎn)量下降幅度,如在高鹽分處理水平下,2N處理相比ON處理產(chǎn)量在兩年度分別增加了 54.7%和47.99%。生產(chǎn)中可以通過適量施用氮肥可有效緩解鹽脅迫對小麥出苗、幼苗生長、植物生長、光合效率、抗氧化防御系統(tǒng)、產(chǎn)量及其組成的不利影響�？梢娺m當(dāng)施用氮肥可成為不同地域鹽分脅迫下促進小麥種子發(fā)芽、出苗、幼苗生長和產(chǎn)量提高的有效方法之一。綜合來看,(1)因試驗品種均是選育于濱海地區(qū),雖然供試的來自中國江蘇和蘇丹的小麥品種品種遺傳背景、耐鹽性存在顯著差異,但在小麥種子萌發(fā)與出苗、生長發(fā)育過程中相關(guān)耐鹽脅迫的影響指標和生理特性上表現(xiàn)出相對一致的特征,反映出作物耐鹽性研究的相關(guān)成果可在世界較廣范圍中參考應(yīng)用。(2)來自中國江蘇和蘇丹的小麥品種在鹽脅迫的響應(yīng)上都存在耐鹽性強與弱的品種類型,且在一些耐鹽性表現(xiàn)型指標上存在差異,如種子萌發(fā)過程中蘇丹的小麥品種Argine發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)最高,Elnilein耐鹽脅迫指數(shù)最高,而中國江蘇的小麥品種揚11-10干重減少量最高,因而不同地域小麥品種的耐鹽性鑒別評價指標可能會存在不一致性,尚需要選擇一個相對一致的能反映品種耐鹽性的綜合指標,便于統(tǒng)一比較,需要今后進一步強化研究。(3)氮肥對鹽脅迫下中國江蘇和蘇丹的小麥品種的產(chǎn)量均有一定的緩解效應(yīng),但緩解程度存在差異,如蘇丹的小麥品種Elnilein在86kg/ha條件下產(chǎn)量水平較高,再增加施氮量,增產(chǎn)幅度降低;而中國江蘇小麥品種徐麥30在86kg/ha條件下產(chǎn)量水平較CK高,但施氮量增至210kg/ha,增產(chǎn)幅度仍較大,說明不同地域小麥品種在逆境條件下的應(yīng)對措施強度存在著一定的差異,需要因地分別對待,在小麥栽培過程中需要有針對性地應(yīng)對鹽分脅迫進行合理調(diào)控。(4)中國和蘇丹的小麥品種各耐鹽脅迫的性狀影響程度不協(xié)同性,及表現(xiàn)的鑒別參數(shù)不一致性,如隨鹽分脅迫程度增加,幼苗根數(shù)增長幅度變小,干物質(zhì)重量下降幅度變大;開花期葉片蛋白質(zhì)含量下降幅度增大,SOD、CAT含量增長幅度變大;開花期植株含氮量下降幅度較大,而含磷量和含鉀量下降幅度較小;且存在著顯著的品種基因型差異,因而在不同區(qū)域小麥生產(chǎn)中,可以將世界各地耐鹽好的品種或種質(zhì)作為資源進行有效應(yīng)用。本試驗的結(jié)果可為今后小麥耐鹽育種過程中高效選擇耐性強的品種或種質(zhì)資源提供參考。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：揚州大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：S512.1
，

本文編號：1581020