桑树抗盐性研究及其在盐碱地中的应用

论文摘要

本文在查阅大量文献的基础上,对盐碱地综合治理、植物抗盐性和抗盐机理等方面的国内外研究进展进行综述,并以黄河流域及西北地区常用的桑树砧木—实生桑为研究材料,采用盆栽加盐和大田试验等方式,进行桑树幼苗抗盐性试验,通过对桑树幼苗成活率、光合作用、叶绿素荧光及其他一些指标的测量,系统分析了实生桑的耐盐能力及其幼苗在盐胁迫环境下的生理生化变化过程,并分析其抗盐机理。主要结论如下:（1）实生桑不同阶段的耐盐能力表现为1年生幼苗>种子。种子对盐分的敏感性极强,NaCl浓度为0.1% （g / g﹒干土重）,其种子成苗率为9.67%;而NaCl浓度为0.2%,则难以成苗,故在盐碱地的综合治理中难以采用直播的方式进行推广。通过综合评价分析,1年生幼苗NaCl浓度适宜值为0.13%,临界值为0.30%,极限值为0.52%。（2）盐胁迫对桑树幼苗生长发育具有明显的抑制作用,且不同器官对盐胁迫的敏感程度表现为根>茎>叶。实验期间,当NaCl浓度为0.5～0.7%时,桑树幼苗的根系生长下降81.33-92.35%,新梢生长下降70.94-84.62%,叶片生长下降56.18-75.97%。盐胁迫能够显著降低桑树幼苗根冠比,当根冠比低于0.067～0.071时,植株受害极其严重,80%以上的植物枯死。（3）盐胁迫下, 0.1%NaCl处理浓度对桑树幼苗叶片的净光合速率（Pn）具有一定的促进作用;而0.3%、0.5%和0.7%则对Pn具有明显的抑制作用,且造成桑树幼苗Pn降低的效应主要是由非气孔因素控制的。在一定范围内,PAR和CO2浓度的增大可提高Pn。此外,随着NaCl处理浓度增大,Gs、Tr、WUE、Ls下降,而Ci上升。盐胁迫对桑树幼苗叶片的叶绿素荧光参数具有显著影响。试验期间,随NaCl处理浓度增大,Fo呈下降的趋势,但处理之间Fo变化差异不明显;而Fv/Fm、Fv/Fo、Fm和ΦPSⅡ下降,NPQ则先升后降。分析表明,盐胁迫对桑树幼苗光合作用的影响是多方面的,一方面是通过阻碍光合电子传递、降低光化学效率和光能转化效率来抑制植物的光合作用;另一方面则通过破坏细胞膜系统的结构和功能,降低光合酶的活性,引发光合机构的异常。而叶片中Na +和Cl -离子在抑制桑树幼苗的光合作用起主要作用,且Cl -离子的效应大于Na +离子。（4）盐胁迫对桑树幼苗的危害包括离子毒害、营养失衡、产生渗透胁迫和破坏细胞膜结构和功能的完整性,主要表现出植物体内Na+、Cl-的大量累积;植物器官中Ca2+、K+、Mg2+含量下降;K+/ Na+、Ca2+/ Na+、Mg2+/ Na+值急剧减小;器官含水量下降、叶片萎焉;质膜透性增加、MDA含量增大。（5）桑树幼苗对盐胁迫的适应机理可能包括以下四个方面,即离子的区域化作用、离子稳态重建、渗透调节作用和抗氧化保护体系的调节作用,主要表现为:①在器官层次上,桑树幼苗具有明显的Na+区域化作用,且离子的区域化作用具有明显的阈值效应,实生桑1年生幼苗Na+在器官层次上的区域化作用极限值在0.3%～0.5%之间。②试验初期,盐分对根系Ca2+、K+、Mg2+离子的吸收具有一定的促进作用,各个器官Ca2+、K+、Mg2+离子含量的增加,在一定程度上缓解Na+离子毒害,维持一定的K+/ Na+、Ca2+/ Na+、Mg2+/ Na+值,保证代谢的正常进行和植物生存。③Na+和Cl-是桑树幼苗适应盐胁迫主要渗透调节物质,高盐浓度（0.5-0.7%）下,其占实测渗透势的32.53%～66.96%。渗透调节过程中脯氨酸也发挥了重要作用,此外,可能存在其他有机小分子物质来平衡细胞质与液泡之间的渗透。④SOD、CAT和POD活性先升后降,表明了抗氧化酶系统在一定程度上能减轻或缓解盐胁迫对桑树幼苗的迫害。（6）桑树种植后,盐碱地土壤容重下降、土壤砂粒和粘粒含量降低、粉粒含量升高增加,土壤含盐量明显降低,土壤pH值略微减小,这些现象充分说明了土壤理化性质有所改善,保水保墒能力增强。同时,土壤N、P、K,有机质和腐殖质含量、土壤微生物数量和土壤酶活性都呈增大趋势,可见,桑树在盐碱地土壤改良中具有一定的作用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.1.1 研究背景
• 1.1.2 研究目的和意义
• 1.1.3 项目来源与经费支持
• 1.2 国内外研究现状与发展趋势
• 1.2.1 盐碱地综合治理研究进展
• 1.2.2 植物抗盐性研究进展
• 1.3 研究目标和主要研究内容
• 1.3.1 研究目标
• 1.3.2 主要研究内容
• 1.4 研究技术路线
• 第二章 研究材料与方法
• 2.1 试验地概况
• 2.2 试验材料
• 2.3 试验处理方法
• 2.3.1 试验设计
• 2.3.2 试验处理
• 2.3.3 指标内容及其测定方法
• 第三章 不同阶段的桑树耐盐能力研究
• 3.1 实生桑种子萌发成苗期耐盐能力分析
• 3.1.1 盐胁迫对种子出苗率的影响
• 3.1.2 盐胁迫对当年生幼苗存活率的影响
• 3.2 实生桑1 年生幼苗耐盐能力
• 3.2.1 盐胁迫下桑树幼苗盐害症状和盐害指数变化
• 3.2.2 盐胁迫对1 年生苗存活率的影响
• 3.2.3 盐胁迫实生桑1 年生幼苗生长发育的影响
• 3.2.4 实生桑1 年生幼苗耐盐性综合评价
• 3.3 小结
• 第四章 盐胁迫对桑树幼苗光合作用及叶绿素荧光特性的影响
• 4.1 盐胁迫对叶片叶绿素含量的影响
• 4.2 盐胁迫对桑树幼苗光合生理特性的影响
• 4.2.1 盐胁迫下净光合速率（Pn）等光合生理指标的变化
• 4.2.2 盐胁迫下净光合速率（Pn）的光响应
• 2 响应'>4.2.3 盐胁迫下净光合速率的CO₂响应
• 4.3 盐胁迫对叶片叶绿素荧光动力学参数的影响
• 4.3.1 Fo、Fm、Fv/Fm、Fv/Fo
• 4.3.2 对ΦPSⅡ、NPQ 的影响
• 4.4 盐胁迫下影响Pn 的主要因子
• 4.4.1 影响Pn 的主要生理生态因子
• 4.4.2 影响Pn 的主要叶绿素荧光参数
• 4.5 小结
• 第五章 桑树幼苗对盐胁迫的适应机理研究
• 5.1 对离子胁迫的适应
• +含量变化'>5.1.1 盐胁迫下不同器官Na⁺含量变化
• +、Ca²⁺、Mg²⁺离子的变化'>5.1.2 盐胁迫下不同器官K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺离子的变化
• +/ Na+、Ca²⁺/ Na⁺、Mg²⁺/ Na⁺ 的变化'>5.1.3 盐胁迫下不同器官K⁺/ Na+、Ca²⁺/ Na⁺、Mg²⁺/ Na⁺的变化
• 5.2 对渗透胁迫的适应
• 5.2.1 盐胁迫下叶片和细根有机渗透调节物质含量的变化
• 5.2.2 盐胁迫下叶片和细根的渗透势的变化
• 5.2.3 盐胁迫下无机和有机渗透调节物质的效应
• 5.3 对过氧化胁迫的适应
• 5.3.1 盐胁迫下叶片和细根质膜透性和MDA 含量的变化
• 5.3.2 SOD、CAT、POD 等抗氧化酶活性的变化
• 5.3.3 质膜透性、MDA 与抗氧化酶活性的关系
• 5.4 盐离子的效应
• 5.5 小结
• 第六章 桑树在盐碱地中的应用
• 6.1 盐碱地土壤理化性质的变化
• 6.1.1 土壤结构变化
• 6.1.2 土壤pH值和全盐含量的变化
• 6.2 盐碱地土壤营养的变化
• 6.2.1 土壤腐殖质、有机质含量的变化
• 6.2.2 土壤N、P、K元素含量的变化
• 6.3 盐碱地土壤酶活性的变化
• 6.4 盐碱地土壤微生物含量的变化
• 6.5 小结
• 第七章 结论与讨论
• 7.1 结论
• 7.2 讨论
• 参考文献
• 附录
• 在读期间的学术研究
• 致谢