第 2 期刘易等 : 生物质炭输入对盐胁迫下玉米植株生物学性状的影响 17 CKwere115.9%,151.2%,648% and117.5%,91.7%.241%.thebiomascarboninputswererelatedtothe corns MDAcontentdecreaseandt

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衿单
5 years ago
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1 第干旱地区农业研究卷第期ＶＮ年月ＡＲＡＡＭ文章编号生物质炭输入对盐胁迫下玉米植株生物学性状的影响刘易孟阿静黄建祁通冯耀祖唐光木葛春晖王新勇新疆农科院土壤肥料与农业节水研究所新疆乌鲁木齐摘要为明确生物质炭输入对盐胁迫下玉米生物学性状的影响以轻中重度盐渍化土壤为基础模拟不同程度的盐胁迫环境设置ＣＫ生物质炭输入水平进行室内玉米盆栽试验检测播前及苗后盆栽土壤的理化指标观测玉米种子萌发及其苗后的生物学性状结果显示生物质炭输入轻中度盐渍化土壤可显著降低土壤总盐但对Ｈ影响不显著生物质炭输入水平导致轻中重度盐渍化土壤Ｈ和总盐含量显著升高Ｈ较ＣＫ增加总盐含量较ＣＫ增加生物质炭输入可以显著提高盐胁迫下玉米种子的活力提高幅度与生物质炭输入量呈正相关轻中重度盐胁迫下生物质炭输入处理中玉米种子发芽率提高生物质炭输入处理中玉米茎粗和株高较ＣＫ处理分别增加和生物质炭输入水平对玉米干物质累积量的促进效应最强地上干物质累积量较ＣＫ分别增加地下干物质累积量较ＣＫ分别增加生物质炭输入与玉米叶片ＭＤＡ含量降低ＣＡＴＳＯＤ酶活性增强相关轻中重度盐胁迫下酶活性表现ＭＤＡ含量均在生物质炭输入水平降至最低ＳＯＤ酶活性均在水平达最高ＣＡＴ活性分别在输入水平达到最高因此生物质炭可作为盐渍化土壤改良剂关键词生物质炭灰漠土盐化土壤玉米中图分类号Ｓ文献标志码ＡＥｍｘＭＥＮＧＡＨＵＡＮＧＪＱＩＴＦＥＮＧＹＴＡＮＧＧＧＥＣＷＡＮＧＸＬＩＵＹｍＩＵＸＣＳＦＡＷＳＸＡｍＡＳｍＩＡＳｍｍｗｍｍＴｍｗｍｗｍｗｍＣｗｍｍｘｗｗｍｍｍＴｗｍＨｍＨＢｍｍｍｗｍＷｍｍｍｍｍｍｗｍｗ收稿日期修回日期基金项目国家自然科学基金项目生物质炭输入对新疆盐渍化土壤水盐运移的影响及生物学响应新疆农科院优秀青年科技人才基金项目生物质炭输入对新疆盐渍化土壤水盐运移的影响ｘｋ作者简介刘易男河北保定人助理研究员硕士研究方向为盐渍化土壤改良与修复Ｅｍｍ通信作者祁通男甘肃武威人助理研究员硕士学位研究方向为盐渍化土壤治理与防治Ｅｍｑｑｍ

2 第 2 期刘易等 : 生物质炭输入对盐胁迫下玉米植株生物学性状的影响 17 CKwere115.9%,151.2%,648% and117.5%,91.7%.241%.thebiomascarboninputswererelatedtothe corns MDAcontentdecreaseandtheincreasingofCATandSODinthesametime.Thebiomascarboncouldbeused asakindofsalinitysoilimprovementagent. Keywords:biomascarbon;saliferousgraydesertsoil;corn 新疆盐渍土总面积达到 hm 2[1], 31.1% 的耕地面积受到盐碱危害 [2] 盐渍化导致的环境问题成为限制农作物产量提升和品质改良的重要因素之一盐胁迫可以通过抑制光合作用, 打破植物营养平衡 ; 可以抑制植物离子吸收和转运, 改变植物细胞内渗透压破坏细胞膜的完整性和降低酶活性同时, 盐胁迫也可以通过改变土壤理化性质间接对植物生长产生影响且盐度越大, 作用时间越长越明显 [3-6] 盐碱地的改良利用, 特别是土壤盐分 - 植物生长 - 改良剂之间的关系研究一直是国内外活跃的研究领域研究成果也对提高农作物产量和改善盐碱地区生态环境起到了重要作用 [7] 生物质炭是一种新型技术产品, 能快速增加土壤有机炭含量改善土壤理化性质增加土壤持水性能 [8], 并长时间保持粒状结构, 改善土壤结构 [9-10] 研究表明生物质炭应用在酸性土壤中无论是单独施入还是和化肥厩肥混合施用, 土壤 ph 均会有不同程度的上升, 进而改善酸性土壤环境 [11-13] 而关于生物质炭应用于盐渍化土壤改良, 对植物的生长生理影响的研究较少本研究拟通过生物质炭输入新疆氯化物 - 硫酸盐盐化灰漠土壤, 以其为基质栽培玉米, 研究生物质炭输入对玉米生物学性状的影响, 为生物质炭应用于盐渍化耕地的改良利用提供理论依据 1 材料与方法 1.1 材料供试土壤供试土壤采自玛纳斯北五岔, 土壤类型为灰漠土, 取土深度 0~30cm, 经碾压粉碎风干过筛 (2mm), 测定土壤基本理化性质见表 1 重度盐渍化耕地土壤含盐量为 16.3g kg -1 ; 中度盐渍化土壤含盐量为 10.2g kg -1 ; 轻度盐渍化土壤含盐量为 4.0g kg -1 ; 依据 Cl - 2- /SO 4 离子毫克当量比例在 0.2~1.0 之间为氯化物 - 硫酸盐盐渍化土壤的分类方法 [14], 该供试土壤盐渍化类型为氯化物 - 硫酸盐表 1 供试土壤基本理化性质 Table1 Basicpropertiesofthesoilinthepotexperiment 盐渍化程度 Saliferouslevel ph 总盐 Totalsalt CO 3 2- HCO 3 - Cl - SO 4 2- Ca 2+ Mg 2+ K + Na + 轻度 Lowlevel 中度 Mediumlevel 重度 Highlevel 生物质炭的制备生物质炭取自国家灰漠土土壤肥力与肥料效益检测基地 (N ,E ), 原材料为棉花秸秆, 温度是 500 ~700, 烧制时间 8 个小时, 测定生物质炭基本理化性质 : ph9.93,ec3.7ms cm -1, 有机碳 g kg -1, 全氮 26.71g kg -1, 全磷 11.85g kg -1, 全钾 22.54g kg -1, 碱解氮 5.83mg kg -1, 速效磷 mg kg -1, 速效钾 108.2mg kg -1,CEC12.65cmol(+) kg 试验设计供试土壤处理为轻中重 3 种程度盐渍化土壤 ( 理化性质见表 1), 土壤容重为 1.5g cm -3, 过 2mm 筛备用 ; 生物质炭输入量按照土壤质量的 0%(BC0, 空白对照 ) 1%(BC1) 2%(BC2) 4%(BC4) 8% (BC8), 与土壤混合均匀换算为田间施入量分别为 t hm 年 5 月 17 日装盆播种, 每个处理 3 次重复, 共 15 个处理供试作物为玉米, 品种为郑单 958, 播种 10 粒盆 -1,6 月 2 日定苗,3 株盆 -1 灌水定量: 每天 50 ~100ml 盆 -1 ( 土壤含水量达到田间持水量的 60% ~70%) 分别于苗期(6 月 3 日 ), 拔节期 (6 月 23 日 ) 测定玉米生物学性状,6 月 27 日测定叶片酶活性 1.3 观测指标测定及方法土壤 ph 值用电位法 ( 土水比 1 5 测定 ); 发芽率 =( 发芽种子数 / 供试种子数 ) 100; 发芽势 =( 第 t 天的种子发芽数 / 供试种子数 ) 100,t=7;

3 18 干旱地区农业研究第 36 卷发芽指数 = ( 在 t 天的发芽数 / 相应发芽日数 ); 玉米幼苗干物质测定 : 每个处理选取 3 株有代表性的植株, 用抖根法去除玉米根际土壤将玉米根茎叶分开, 在 105 杀青 15min,60 烘干, 分别称重 ; 生理指标测定 : 过氧化氢酶采用 KMnO 4 滴定法 [15] ; 过氧化物酶采用愈创木酚法 [15] ; 细胞膜脂的损伤程度用脂质过氧化产物丙二醛 (MDA) 生成量反映 [15] ; 超氧化物歧化酶 (SOD) 活性用 NBT 还原抑制法测定 [16] 1.4 数据统计数据采用 MicrosoftExcel2007 和 SPSS17.0 进行数据统计分析和显著性检验, 用最小显著性差异表示 (LSD 0.05 ) 2 结果与分析 2.1 生物质炭输入对盐渍化土壤 ph 和总盐的影响轻中度盐渍化土壤输入生物质炭, 与 BC0 处理相比,BC1 BC2 BC4 处理土壤 ph 降低 0.27% ~ 1.91%, 差异不显著 (P>0.05);BC8 处理土壤 ph 较 BC0 增加 2.93% ~5.49%, 差异显著 (P<0.05) 重度盐渍化土壤 ph 随生物质炭输入量增加而增大,BC8 处理最高, 较对照增加 8.16% 生物质炭输入盐渍化土壤对 ph 的影响如图 1 所示注 : 相同程度盐渍化土壤各处理间不同字母表示差异达 5% 显著水平, 下同 Note:DiferentsmalleterswithinthesameSaliferouslevelofsoilmean significantdiferencebetweentreatmentsat0.05level,thesamebelow. 图 1 生物质炭输入对盐渍化土壤 ph 的影响 Fig.1 EfectsofbiocharadditionsonsaliferoussoilpH 生物质炭输入条件下, 三种盐渍化程度土壤 BC1 BC2 BC4 处理总盐均低于 BC0 处理, 差异显著 (P<0.05); 但 BC8 处理总盐均高于其余处理, 较 CK 增加 31.76% 9.17% 11.13%, 差异显著 (P< 0.05), 见图 2 说明输入一定量生物质炭可降低土壤总盐 ; 但超量施入, 将提高土壤总盐含量图 2 生物质炭输入对盐渍化土壤总盐的影响 Fig.2 Efectsofbiocharadditionsonsaliferoussoiltotalsalt 2.2 生物质炭输入对玉米生长的影响生物质炭输入对玉米种子发芽率的影响由表 2 可知, 未输入生物质炭, 玉米种子发芽率与土壤盐胁迫程度呈负相关, 土壤盐分对种子萌发的抑制大小顺序依次为 : 重度盐胁迫 > 中度盐胁迫 > 轻度盐胁迫输入生物质炭条件下, 玉米种子发芽率高于空白对照 (BC0) 以三个盐胁迫水平为基础, 不同生物质炭输入量各处理的玉米种子发芽率 : BC8>BC4>BC2>BC1>BC0,BC8 处理发芽率较 BC0 增加 % % 73.72% 表明生物质炭对玉米种子萌发的促进作用随输入量增大而增强 ; 但与 4% 生物质炭输入量相比,8% 生物质炭输入量对中重度盐渍化土壤种子发芽率促进作用不显著 (P>0.05), 说明在中重度盐渍化土壤中, 生物质炭促进种子萌发的最佳输入量为 4% ~8% 玉米种子发芽势发芽指数均随土壤盐渍化程度增大而降低, 说明盐胁迫可导致玉米种子活力降低生物质炭输入能显著提高盐渍化土壤中种子发芽势和发芽指数, 且提高幅度与生物质炭输入量呈正相关在不同盐渍化程度的处理中增幅不同, 重度盐渍化处理玉米种子发芽势和发芽力的增幅最大生物质炭输入对玉米茎粗和株高的影响株高和茎粗是直接反映作物生长状况的重要指标由表 2 可看出, 未输入生物质炭, 玉米苗期茎粗随土壤盐渍化程度增加而降低, 重度盐渍化土壤 BC0 处理最低, 仅 4.58cm 玉米苗期株高表现: 中度盐渍化处理 > 轻度盐渍化处理 > 重度盐渍化处理, 中度盐胁迫促进了玉米幼苗株高生长, 株高达 37.28cm, 但与轻度盐渍化土壤 BC0 处理差异不显著 (P>

4 第 2 期刘易等 : 生物质炭输入对盐胁迫下玉米植株生物学性状的影响 ) 重度盐渍化土壤 BC0 处理株高仅 25.75cm, 受盐胁迫抑制最显著 (P<0.05) 表 2 生物质炭输入盐渍化土壤对玉米种子萌发和生长的影响 Table2 Theinfluenceofbiomascarboninputtosaliferoussoilduringcornseedgerminationandgrowth 盐渍化程度 Saliferous level 浓度 Concentration 发芽势 /% Germination energy 发芽指数 Germination index 发芽率 /% Germination 茎粗 Stem diameter 株高 Plant height BC ±2.31e 18.70±1.84d 36.67±4.71e 6.05±0.44b 35.61±3.03d 轻度 Lowlevel BC ±8.84b 39.19±3.65c 70.00±4.28d 8.03±0.60a 43.89±1.31c BC ±6.71c 42.02±2.84b 80.00±0.00c 8.09±0.54a 57.61±5.69a BC ±7.83b 47.69±4.26a 83.92±4.71b 8.05±0.86a 50.83±3.42b BC ±0.00a 50.76±3.91a 90.00±0.00a 8.05±0.48a 55.72±1.86a BC ±2.73d 16.78±0.77d 30.00±2.74d 5.66±0.63b 37.28±4.30c 中度 Medium level BC ±4.12c 37.10±1.61c 74.17±0.00c 6.31±0.94ab 40.00±4.75bc BC ±6.36b 40.38±4.05b 78.46±9.13b 6.52±1.20a 50.89±4.49a BC ±5.71a 42.54±1.33ab 80.98±5.41ab 5.66±0.76b 38.83±4.09c BC ±7.64a 43.12±3.11a 82.37±2.66a 6.50±0.93a 42.44±7.97b BC ±1.41d 9.40±0.84d 26.37±3.41d 4.58±0.48e 25.75±1.95b 重度 High level BC ±3.52c 16.23±1.42c 40.50±5.97c 4.95±0.39d 26.33±1.42b BC ±6.41bc 16.73±1.26c 42.67±2.24b 6.31±0.12b 40.39±3.10a BC ±3.83b 24.23±3.48b 44.33±2.38ab 6.63±0.46a 42.22±2.55a BC ±7.73a 36.63±2.73a 45.81±3.95a 5.91±0.34c 41.11±4.29a 注 : 同列不同小写字母表示处理间差异达 5% 显著水平 Note:Diferentsmalleterswithinacolumnmeansignificantdiferencebetweentreatmentsat0.05level. 生物质炭输入促进了玉米茎粗和株高生长轻度中度盐渍化土壤输入 2% 生物质炭处理对茎粗株高的生长促进效应均达到最大, 较 BC0 处理茎粗分别增加 32.73% 和 15.19%, 株高分别增加 61.78% 和 36.50%, 差异显著 (P<0.05); 但不同生物质炭输入水平下茎粗差异不显著 (P>0.05) 重度盐渍化土壤 BC4 处理茎粗株高均最高, 较 BC0 处理分别增加 44.76% 63.96%, 差异显著 (P< 0.05) 生物质炭输入对玉米干物质积累量的影响干物质累积量是衡量作物生长发育的重要指标由图 3 图 4 可知玉米地上部干重和地下部干重均随土壤盐渍化程度增强而降低与 BC0 相比, 输入生物质炭后玉米的地上地下干物质质量均显著增大, 差异显著 (P<0.05) 轻度盐渍化处理玉米地上地下干物质累积量与生物质炭输入量呈正相关, BC8 处理最大, 各处理间差异显著 (P<0.05); 中度盐渍化处理地上地下干物质累积量均随生物质炭输入量的增加呈现先升后降的趋势,BC2 处理最高, 较 BC0 增幅分别为 151.2% 91.7%, 差异显著 (P< 0.05) 重度盐渍化土壤处理玉米地上地下干物质量在 BC8 处理中最高, 较 BC0 处理高 648% 241%, 差异显著 (P<0.05) 图 3 生物质炭输入盐渍化土壤对玉米地上干物质累积量的影响 Fig.3 EfectsofbiochariuputstoSaliferoussoilduring cornovergrounddrymateraccumulation 2.3 生物质炭输入对玉米幼苗叶片酶活性的影响生物质炭输入对玉米幼苗叶片超氧化物歧化酶活性的影响超氧化物歧化酶 (SOD) 是植物细胞中普遍存在的一种含金属离子的抗氧化酶, 是植物抗氧化剂系统中主要组分之一由图 5 可知, 未添加生物质炭条件下, 土壤盐分抑制植株叶片 SOD 酶活性, 重度盐渍化土壤处理玉米叶片 SOD 酶活性最低, 仅为 10.17U g -1 min -1, 较轻度 BC0 处理降低 19.35%, 差异显著 (P<0.05), 表明 SOD 酶活性

5 20 干旱地区农业研究第 36 卷受到外界胁迫而降低, 对逆境的抵抗力降低明盐渍化土壤在一定程度上诱导了玉米体内活性氧自由基的累积, 脂质过氧化加剧, 使 MDA 含量显著增加输入生物质炭后, 玉米幼苗叶片 MDA 含量随生物质炭输入量增加而降低, 轻中重度盐渍化土壤 BC8 处理均降至最低, 分别为 U g -1 min -1, 表明输入生物质炭有效缓解了脂质过氧化,MDA 含量显著降低图 4 生物质炭输入盐渍化土壤对玉米地下干物质累积量的影响 Fig.4 EfectsofbiochariuputstoSaliferoussoilduring cornundergrounddrymateraccumulation 图 6 生物质炭输入盐渍化土壤对玉米幼苗叶片 MDA 活性的影响 Fig.6 Efectsofbiocharadditionsonsaliferous soiltocornmdaactivity 图 5 生物质炭输入盐渍化土壤对玉米幼苗叶片 SOD 活性的影响 Fig.5 Efectsofbiocharadditionsonsaliferous soiltocornsodactivity 生物质炭输入显著促进玉米叶片 SOD 酶活性, 随生物质炭输入量增加呈现先增高后降低趋势轻中重度盐渍化土壤 BC2 处理叶片 SOD 酶活性均最高, 分别达 U g -1 min -1, 分别较轻中重 BC0 处理增加 37.43% 55.41% 70.22%, 差异显著 (P<0.05); 随生物质炭输入量继续增大, 叶片 SOD 酶活性降低, 但均高于对照表明生物质炭输入能显著缓解盐渍化土壤对植株的胁迫生物质炭输入对玉米幼苗叶片丙二醛含量的影响丙二醛是膜脂过氧化的产物, 它的含量可反映膜损伤程度的大小由图 6 可知, 空白对照中玉米叶片 MDA 含量随盐胁迫程度增加而升高, 重度盐渍化土壤 BC0 处理达 10.29U g -1 min -1, 较轻度 BC0 处理增高 64.91%, 差异较显著 (P<0.05) 表生物质炭输入对玉米幼苗叶片过氧化氢酶活性的影响由图 7 可以看出, 添加生物质炭前, 玉米幼苗叶片 CAT 酶活性随土壤盐渍化程度增加而降低, 重度盐渍化土壤 BC0 处理 CAT 酶活性 U g -1 min -1, 较轻度盐渍化土壤 BC0 处理降低 47.51% 图 7 生物质炭输入盐渍化土壤对玉米幼苗叶片 CAT 活性的影响 Fig.7 Efectsofbiocharadditionsonsaliferous soiltocorncatactivity 生物质炭输入轻中程度盐渍化土壤, 玉米叶片 CAT 活性随生物质炭输入量增加呈现先升高再降低的趋势其中轻度盐渍化土壤 BC2 处理最高, 达

6 第 2 期刘易等 : 生物质炭输入对盐胁迫下玉米植株生物学性状的影响 U g -1 min -1 随后逐渐降低,BC8 处理降至 50.37U g -1 min -1 ; 中度盐渍化土壤 BC1 处理 CAT 活性最高, 达 70.52U g -1 min -1, 较 BC0 高 59.73%; 重度盐渍化土壤中玉米叶片 CAT 活性随生物质炭输入量增加显著增高,BC8 处理 CAT 活性最高, 达 54.22U g -1 min -1, 较 BC0 高 86.73% 生物质炭输入对玉米幼苗叶片过氧化物酶活性的影响过氧化物酶 (POD) 是植物内源自由基消除剂, 逆境中植物过氧化物酶活性增强或保持较高水平, 可使植物减轻由自由基造成的伤害图 8 可以表明, 空白对照中玉米幼苗叶片 POD 酶活性随土壤盐胁迫程度增加而降低, 重度盐渍化土壤 BC0 处理 POD 活性较轻度 BC0 处理降低 37.37%, 差异显著 (P<0.05) 说明盐分胁迫致使玉米幼苗叶片内自由基降低, 生长受到抑制图 8 生物质炭输入盐渍化土壤对玉米幼苗叶片 POD 活性的影响 Fig.8 Efectsofbiocharadditionsonsaliferous soiltocornpodactivity 生物质炭输入不同水平的盐渍化土壤, 玉米叶片 POD 活性均呈现先增高后降低的趋势轻度盐渍化土壤输入生物质炭各处理均低于 BC0 处理, 差异显著 (P<0.05); 中度盐渍化土壤中 BC4 处理最高, 为 391.1U g -1 min -1 ; 重度盐渍化土壤输入生物质炭各处理均高于 BC0 处理, 差异显著 (P< 0.05),BC2 处理最高, 达 479.4U g -1 min -1 3 讨论本试验三种程度盐渍化土壤输入生物质炭后, 生物质炭输入量小于 8% 有效降低了土壤总盐含量, 但对土壤 ph 没有显著影响 8% 生物质炭输入量均显著提高了土壤 ph 和总盐含量推测一定量生物质炭输入增加了土壤总孔隙度和大孔隙, 增强盐渍化土壤中盐分离子的淋洗作用, 改善了土壤物理性质, 进而降低了土壤总盐 ; 而大量生物质炭输入导致生物质炭自身所含有的盐基离子在水土交融作用下释放, 提高了土壤总盐含量盐渍化危害对农业生产造成的危害主要是影响种子萌发作物吸收水分作物对养分的利用及离子毒害, 并导致土壤结构不良, 物理性状差, 供肥力弱 [17] [18] 刘世杰等研究表明生物炭能够促进玉米苗期生长, 株高和茎粗分别比对照增加 4.31~13.13 cm 和 0.04~0.18cm Chidumayo [19] 研究表明施用生物炭可提高紫荆树发芽率 30%, 生物量提高 [20] 13%;Masahide 等发现生物炭与肥料混合施用能 [21] 增加玉米和花生的产量张瑞等在生物质炭对滩涂盐碱影响研究表明生物竹炭显著提高土壤有效磷和速效钾含量, 促进小白菜生长 ; 本试验中盐分胁迫对玉米种子萌发株高茎粗干物质累积量等生长均有抑制作用生物质炭输入提高了玉米种子发芽率发芽势和发芽指数, 并促进了玉米茎粗株高生长, 以及地上地下干物质累积量增加, 重度盐渍化土壤处理地上地下干物质量在 8% 生物质输入量条件下提高了 648% 241% 以上结果与前人研究结果相符推测促进效应源于生物炭能增强作物对氮磷钾的吸收, 减少铵和钙等养分离子的淋失 ; 也可能与生物炭增加土壤有效养分, 提高土壤阳离子交换量, 减少交换性有害离子含量, 促进作物生长 [22] 有关如张雯等采用盆栽种植试验方法, 研究生物质炭不同施入量对盐土中基础养分含量 ph 值阳离子交换量水溶性盐等变化, 结果表明生物炭施入显著提高盐土中有机碳含量, 阳离子交换量大幅 [23] 增加, 改良效果较好 ; 岳燕研究表明向盐渍化表层土壤加入生物质炭, 显著促进盐分淋洗, 加快盐渍 [24] 化土壤脱盐进程 ; 唐光木研究显示棉杆炭能够提高灰漠土电导率 CEC 有机碳和全氮含量, 并随增加量的增加而增加但也有研究表明施入生物炭会 [25] 造成作物减产如 Kishinmoto 等研究显示生物质炭施入量过大对大豆玉米等对 ph 敏感的作物减产明显 ;GlaserB [26] 发现生物炭施用量在 0.5t hm -2, 作物产量降低生物质炭对作物学效应正负不一与土质类型栽培技术措施气候环境生物质炭制备原料施用量等复杂因素有关盐胁迫使植物产生活性氧, 启动膜脂过氧化作用, 破坏细胞膜细胞, 对植物造成伤害 POD CAT SOD 是植物体内的保护酶系统, 它们相互协调, 共同作用清除膜脂过氧化作用产生的 MDA, 从而保护膜系统不受破坏 [27-31] 本研究玉米幼苗在盐胁迫下, 随胁迫程度的增加,MDA 含量相应增加, 高盐渍化程度 MDA 含量增至最高说明盐胁迫条件下, 玉

7 2 干旱地区农业研究第 36 卷米幼苗的膜脂过氧化作用明显增大, 作物细胞受损伤程度明显加大细胞膜内外的物质无法达到动态平衡输入生物质炭后 MDA 含量均逐渐降低, 且降低幅度与生物质炭输入量呈正比说明生物质炭能有效缓解盐胁迫对幼苗细胞损伤程度在植物体生长过程中, 为抵制膜脂过氧化对细胞膜造成伤害, 在体内会形成一套抵御体系 CAT POD SOD 等组成的细胞酶防御系统, 起着消除细胞内活性氧和维持活性氧的动态平衡等重要作用本试验玉米叶片 CAT POD SOD 等抗氧化酶活性与盐胁迫水平呈负相关输入生物质炭后玉米幼苗叶片 CAT SOD 酶活性均高于不添加处理, 但在不同盐渍化水平的处理中, 玉米 CAT SOD 酶活性增加幅度与生物质炭输入量之间无规律 ; 输入生物质炭增强重度盐胁迫条件下幼苗叶片 POD 酶活性, 但轻度盐胁迫条件下输入生物质炭会引起 POD 酶活性降低, 轻度盐胁迫条件下输入生物质炭 POD 酶活性仅 BC4 处理高于对照, 这可能与轻中度胁迫水平低于 POD 的自我调节阈值有关 4 结论不同生物质炭输入量对盐渍化土壤 ph 和总盐的影响有差异 1% 2% 4% 生物质炭输入轻中度盐渍化土壤,pH 和总盐降低 ; 重度盐渍化土壤 ph 总盐随生物质炭输入量增加呈增大趋势输入 8% 生物质炭, 轻中重度盐渍化土壤 ph 和总盐含量均达到最高 ; 盐胁迫严重抑制玉米种子萌发幼苗生长, 以及干物质累积, 且抑制效果随盐渍化程度增高而增大输入生物质炭可以显著提高玉米种子发芽率发芽势发芽指数, 提高幅度与生物质炭输入量呈正相关 ; 轻度中度重度盐渍化土壤分别输入 2% 2% 4% 生物质炭量对玉米茎粗株高的生长促进作用最强 ; 轻度中度重度盐渍化土壤分别输入 8% 2% 8% 生物质炭量对玉米地上地下干物质累积量的促进作用最大通过以上生物学性状, 表明生物质炭对盐胁迫下作物生长有促进作用随胁迫程度的增加, 玉米的 MDA 含量均增加, CAT SOD POD 酶活性降低, 膜脂过氧化对细胞膜造成伤害生物质炭输入影响了盐胁迫下玉米幼苗叶片的生理指标 :MDA 含量降低,CAT SOD 酶活性增强, 表明生物质炭输入对盐渍化土壤中生长的玉米体内保护酶系统的启动有促进作用参考文献 : [1] 文振旺. 新疆土壤地理 [M]. 北京 : 科学出版社,1965. [2] 新疆维吾尔自治区农业厅. 新疆土壤 [M]. 北京 : 科学出版社, 1996: [3] Lucm,QiuNW,LUQT.Doessaltstresleadtoincreasedsuscepti bilityofphotosystem Itophotoinhibitionandchangesinphotosynthetic pigmentcompositioninhalophytesuaedasalsagrownoutdoors[j]. PlantSci,2002,163: [4] WalkerRR,BlackmoreDH,SunQ.Carbondioxideasimilationand foliarionconcentrationinleavesoflemon(citruslimonl.)treesiri gatedwithnaclorna 2 SO 4 [J].AustJPlantPhysiol,1993,20: [5] MunnsR.Physiologicalproceseslimitingplantgrowthinsalinesoils: somedogmasandhypotheses[j].plantcelenviron,1993,16: [6] SultanaN,IkedaT,ItohR.EfectofNaClsalinityonphotosynthesis anddrymateraccumulationindevelopingricegrains[j].environexp Bot,1999,42: [7] 王志春, 梁正伟. 植物耐盐研究概况与展望 [J]. 生态环境, 2003,12(1): [8] LehmannJ.Ahandfulofcarbon.Nature,2007,447(10): [9] AtkinsonCJ,FitzgeraldJD,HIPPSNA.Potentialmeehanismsforae hievingagriculturalbenefitsformbiocharapplieationtotemperatesol: areview[j].plantandsol,2010,337:1 18. [10] GlaserB,HaumaierL,Guggenbergerqetal.Blaekearbonin50115:The useofbenzenearboxylicaeidsasspeeificmarkers[j].organiegeoe hemistry,1998,29: [11] LehmannJ,SilvaJrJP,SteinerC,etal.Nutrientavailabilityand leachinginanarchaeologicalanthrosolandaferalsolofthecentrala mazonbasin:fertilizer,manureandcharcoalamendments[j].plant Soil,2003,249: [12] SteinerC,TeixeiraW G,LehmannJ,etal.Longtermefectsofma nure,charcoalandmineralfertilizationoncropproductionandfertility onahighlyweatheredcentralamazonianuplandsoil[j].plantsoil, 2007,291: [13] TopoliantzS,PongeJF,BalofS.Maniocpeelandcharcoal:apo tentialorganicamendmentforsustainablesoilfertilityinthetropics [J].BiolFert.Soils,2005,41: [14] 王遵亲. 中国盐渍土 [M]. 北京 : 科学出版社,1993. [15] 李合生, 孙群, 赵世杰, 等. 植物生理生化实验原理和技术 [M]. 北京 : 高等教育出版社,2000. [16] 张宪政. 作物生理研究法 [M]. 北京 : 农业出版社,1992: [17] 新疆灌区土壤盐渍化及改良治理模式 [J]. 新疆科学技术出版社,2008: [18] 刘世杰, 窦森. 黑碳对玉米生长和土壤养分吸收与淋失的影响 [J]. 水土保持学报,2009,23(1): [19] ChidumayoEN.Efectsofwoodcarbonizationonsoilandinitialde velopmentsofseedlingsinmiombowoodland[j].zambia.foreste cologymanagement,1994,70: [20] MasahideY,YasuyukiO,IrhasFW,etal.Efectsoftheapplica tionofcharedbarkofacaciamanguumontheyieldofmaize,cowpea andpeanut,andsoilchemicalpropertiesinsouthsumatra,indones [J].SoilScienceandPlantNutrition,2006,52: [21] 张瑞, 杨昊, 张芙蓉, 等. 生物竹炭改良崇明滩涂盐渍化土壤的试验研究 [J]. 农业环境科学学报,2014,33(12): ( 下转第 249 页 )

8 第 2 期张静等 : 汾河中下游土地生态系统固碳释氧动态测 249 积广, 农业生产发达水热条件好生态型用地面积广的区域固碳释氧量和 NPP 物质量就高, 水热条件差, 建设用地面积增加快的区域固碳释氧量和 NPP 物质量就低, 在一定程度上景观的退化和破碎化, 也会影响到区域单位面积固碳释氧量的变化, 表明流域固碳释氧经济价值的空间分布特征与土地覆被利用类型水热条件以及人类活动密切相关, 未来势必加强中游地区的生态环境治理和保护工作通过以上分析, 得到如下结论 : 1) 年汾河中下游流域土地生态系统 NPP 物质量时空分布差异大年间 NPP 物质总量共增加了 18.3%, 各土地利用类型的 NPP 物质量均有所增加流域内耕地面积占优势, NPP 物质总量也高, 耕地的单位面积 NPP 物质量有所上升, 基本分布在汾河下游的临汾盆地和运城盆地主要在于该区域地势低平气候温和热量较为充足土壤肥沃, 以耕地为主, 农业较为发达, 是山西省主要的粮棉产区 2) 从固碳释氧物质量来看, 释放 O 2 物质量随着固定 CO 2 物质量的增加而增加, 但释放 O 2 物质量增长率始终小于固定 CO 2 物质量的增长率其中耕地林地和草地固定 CO 2 的物质量在 10 年间分别增加了 10.2% 16.61% 和 36.88%;2010 年林地单位面积固碳释氧物质量的降低, 可能在于林地景观的退化和破碎化, 造成固碳释氧能力的下降 3) 从固碳释氧价值量来看, 由 2000 年的元增加到元, 净增元, 增长率为 18.16% 县域统计中, 汾河下游县区单位面积 NPP 价值量和单位面积固碳释氧价值量高, 而汾河中游城市化发展速度快的县区价值量低参考文献 : [1] 任志远, 李晶. 秦巴山区植被固定 CO 2 释放 O 2 生态价值测评 [J]. 地理研究,2004,23(6): [2] CostanzaR,d ArgeR,R.S.deGrootR,etal.Thevalueofthe world secosystemservicesandnaturalcapital[j].nature,1997,387 (1):3 15. [3] RenZhiyuan,ZhangYanfang,LiJing,etal.Thevalueofvegetation ecosystemservice:acaseofqinling DabaMountains[J].Journalof GeographicalSciences,2003,13(2): [4] 刘宪锋, 任志远, 林志慧. 青藏高原生态系统固碳释氧价值动态测评 [J]. 地理研究,2013,32(4): [5] 傅伯杰, 张立伟. 土地利用变化与生态系统服务 : 概念方法与进展 [J]. 地理科学进展,2014,33(4): [6] 李晶, 任志远. 基于 GIS 的陕北黄土高原土地生态系统固碳释氧价值评价 [J]. 中国农业科学,2011,44(14): [7] 欧阳志云, 王效科, 苗鸿. 中国陆地生态系统服务功能及其生态经济价值的初步研究 [J]. 生态学报,1999,19(5): [8] 万昊, 刘卫国. 六盘山 2 种森林植被固碳释氧计量研究 [J]. 水土保持学报,2014,28(6): [9] 鲁春霞, 谢高地, 肖玉, 等. 青藏高原生态系统服务功能的价值评估 [J]. 生态学报,2004,24(12): [10] 任志远, 李晶. 陕南秦巴山区植被生态功能的价值测评 [J]. 地理学报,2003,58(4): [11] 赵同谦, 欧阳志云, 郑华, 等. 中国森林生态系统服务功能及其价值评价 [J]. 自然资源学报,2004,19(4): [12] DailyGC.Nature sservices:societaldependenceonnaturalecosys tems[j].corporateenvironmentalstrategy,1997,6(2): [13] 张镱锂, 祁威, 周才平, 等. 青藏高原高寒草地净初级生产力 (NPP) 时空分异 [J]. 地理学报,2013,68(9): [14] 朱志辉. 自然植被净第一性生产力估计模式 [J]. 科学通报, 1993,38(15): [15] 周广胜, 张新时. 全球气候变化的中国自然植被的净第一性生产力研究 [J]. 植物生态学报,1996,20(1): [16] 孙睿, 朱启疆. 中国陆地植被净第一性生产力及季节变化研究 [J]. 地理学报,2000,55(1): [17] 朱文泉, 潘耀忠, 张锦水. 中国陆地植被净初级生产力遥感估算 [J]. 植物生态学报,2007,31(3): 櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂 ( 上接第 22 页 ) [22] 张雯, 耿增超, 陈心想, 等. 生物炭对盐土改良效应研究 [J]. 干旱地区农业研究,2013,31(3): [23] 岳燕, 郭维娜, 林启美, 等. 加入不同量生物质炭盐渍化土壤盐分淋洗的差异与特征 [J]. 土壤学报,2014,51(4): [24] 唐光木, 姚红宇, 蒲胜海, 等. 棉杆炭对灰漠土性质的影响 [J]. 新疆农业科学,2015,52(9): [25] KishinmotoS,SugiuraG.Chareoalasasoilconditioner[J].Int AchieveFuture,1985,5: [26] GlaserB,LehmannJ,ZechW.Amelioratingphysicalandchemical propertiesofhighlyweatheredsoilsinthetropicswithcharcoal-are view[j].bioligyfertilityofsoils,2002,35: [27] 舒卫国, 陈受宜. 植物在渗透胁迫下基因表达及信号传递 [J]. 生物工程进展,2000,20(3):3 6. [28] 马焕成, 王沙生. 胡杨膜系统的盐稳定性及盐胁迫下的代谢调节 [J]. 西南林学院学报,1998,18(1): [29] 陈贻竹, 帕特森. 低温对植物叶片中超氧物歧化酶过氧化氧酶和过氧化物酶水平的影响 [J]. 植物生理学报,1988,14(4): [30] 颐红雅. 植物基因与分子操作 [M]. 北京 : 北京大学出版社, [31] 罗广华, 王爱国, 邵从本, 等. 超氧物歧化酶在植物细胞内的分布 [J]. 植物生理学报,1985,(2):53 60.

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兽医临床诊断学实验指导兽医临床诊断学实验指导河北科技师范学院动物科学系临床兽医学实验室 2009 年 2 月目录学生实验守则... 3 实习一动物的接近保定和基本检查法...4 实习二临床基本检查法及一般检查...10 实习三循环系统的临床检查...15 实习四