（140313）连后定稿.indd

Size: px

Start display at page:

Download "（140313）连后定稿.indd"

琮京昝
4 years ago
Views:

1 中国蔬菜 CHINA VEGETABLES 研究论文盐碱胁迫对不同砧木黄瓜嫁接苗生长及根区土壤酶活性的影响赵源吴凤芝 * 东北农业大学园艺学院黑龙江哈尔滨摘要针对黑龙江等地的苏打盐碱土壤模拟其盐碱成分采用盆栽的方法以 2 种耐盐碱性强的砧木和 2 种耐盐碱性弱的砧木的黄瓜嫁接苗为试材自根苗为对照用盐浓度为 100 mmol L-1 ph 值 9.0 的盐碱液处理土壤研究盐碱胁迫对不同耐盐碱砧木嫁接黄瓜及自根苗生长状况及根区土壤酶活性的影响结果表明盐碱胁迫下耐盐碱性强的砧木嫁接黄瓜产量地上部鲜质量地下部鲜质量株高和叶绿素含量均显著高于耐盐碱性弱的砧木嫁接黄瓜和自根苗盐碱胁迫下定植后 30 d 耐盐碱性强的砧木嫁接黄瓜土壤脲酶和中性磷酸酶活性高于耐盐碱性弱的砧木嫁接黄瓜及自根苗定植后 40 d 耐盐碱性强的砧木嫁接黄瓜土壤过氧化氢酶和脱氢酶活性高于耐盐碱性弱的砧木嫁接黄瓜及自根苗定植后 50 d 耐盐碱性强的砧木嫁接黄瓜土壤脲酶过氧化氢酶中性磷酸酶和脱氢酶活性均高于耐盐碱性弱的砧木嫁接黄瓜及自根苗耐盐碱性强的砧木嫁接苗生长健壮受盐害程度低说明嫁接能显著提高黄瓜的耐盐碱性耐盐碱性强的砧木嫁接苗抗性增强与土壤酶活性提高密切相关关键词盐碱胁迫黄瓜嫁接砧木土壤酶产量近年来土壤盐碱化程度日益加重严重影响表明嫁接可以提高蔬菜的抗逆性与产量 Rivero 了蔬菜的产量与品质成为制约蔬菜产业发展的一 et al Santo & Goto 2004 房伟民等黄瓜是我个亟待解决的问题魏国强等陈振德等 2010 储昭胜等 2010 皇甫国重要的蔬菜作物容易受到盐胁迫的影响研究伟国等 2010 但是不同基因型砧木对盐碱的忍耐性有较大差异杨明峰等 2002 前人关于植赵源女硕士研究生专业方向设施园艺与蔬菜生理生态 zhaoyuan2014@sina.com * 通讯作者 Corresponding author : 吴凤芝女教授博士生导师专业方向设施园艺与蔬菜生理生态 fzwu2006@aliyun.com 收稿日期接受日期物耐盐碱机理的研究主要集中在植物生理生化代谢方面包括植物的保护酶系统细胞的渗透调节糖类物质代谢盐分离子的选择吸收等袁琳等 2005 韩志平等 2010 有研究表明同种植物 Abstract The paper analyzed the genetic diversity of 111 mustards Brassica juncea L. Czern. et Coss. materials using SRAP markers and recorded their morphological characteristics 21 primer combinations with high polymorphism were screened from 300 SRAP primer combinations 106 polymorphic bands among 150 bands were amplified by 21 SRAP primer combinations and the polymorphic rate was 70.67% The SRAP clustering results showed that the genetic similarity of 111 mustards ranged from 0.38 to 0.89 and 111 mustards were divided into 5 groups and several subgroups The agronomic traits including leaf blade traits and root stem leaf bolting development were investigated and analyzed The results showed that the genetic similarity of 111 mustards ranged from 0.39 to 1.00 and they could be divided into 4 groups and several subgroups These two results were nearly the same indicating that SRAP markers could be applied in studying the genetic diversity and relationships of mustard germplasm resources Key words Mustard Agronomic trait SRAP marker Genetic diversity 33

2 研究论文中国蔬菜 CHINA VEGETABLES 的不同品种根系分泌物组成不同, 这会导致根际微生物群落结构和土壤酶活性的变化, 从而影响土壤养分的形成积累以及植物的抗逆性等 ( 吴凤芝等,2010) 同种植物的不同品种根际土壤生态学指标的差异与植物耐盐碱性是否存在一定的关系鲜见报道黑龙江省西部盐碱地为中度盐碱地, 本试验模拟黑龙江等地的苏打盐碱地成分配制处理液, 在温室条件下以不同耐盐碱砧木品种的黄瓜嫁接苗为试材, 研究盐碱胁迫对不同耐盐碱黄瓜砧木嫁接苗生长和根区土壤酶活性的影响, 以期为缓解土壤盐渍化奠定理论基础, 为黄瓜在盐碱地的优质高产栽培提供理论依据 1 材料与方法 1.1 试验材料试验于 2013 年 5 ~ 8 月在东北农业大学园艺试验站塑料大棚和园艺学院蔬菜生理生态研究室进行供试砧木品种 : 采用东北农业大学园艺学院设施蔬菜生理生态研究室鉴定的耐盐碱性强的黄瓜嫁接砧木品种华砧 108(T1) 神力铁木砧(T2), 耐盐碱性弱的砧木品种辉太郎 (S1) 京欣砧 6 号 (S2) 接穗为黄瓜(Cucumis sativus) 品种津春 9 号, 由天津科润黄瓜研究所育成供试土壤为东北农业大学园艺站黑土, 基本理化性质 : 有机质含量 21.7 g kg -1, 全氮 0.125%, 碱解氮 54.6 mg kg -1, 速效磷 mg kg -1, 速效钾 mg kg -1,pH 值为 7.37,EC 值为 593 µs cm 试验设计黑龙江盐碱地主要盐分组成为 NaCl Na 2 SO 4 - Na 2 CO 3 NaHCO 3, 其中 HCO 3 含量占阴离子总量的一半左右, 且 (CO HCO - 3 )/( SO 2-4 +Cl - ) 的质量比在 1~2 之间, 平均 ph 值在 8.72 左右 ( 张杰,2010) 根据以上条件, 本试验用盐浓度为 100 mmol L -1,pH 值 9.0 的盐碱液进行盐碱胁迫处理, 处理液中各盐分摩尔比为 NaHCO 3 Na 2 SO 4 NaCl Na 2 CO 3 = 试验选用 4 个黄瓜嫁接砧木 T1 T2 S1 S2, 以津春 9 号黄瓜自根苗作对照 (CK), 共 5 个处理每个处理 12 盆,3 次重复, 随机排列, 并设有保护行嫁接采用插接 34 法, 以接穗长出真叶作为嫁接苗成活标准待接穗长至三叶一心时, 定植到规格为 180 mm 230 mm 的塑料盆中, 每盆装土 3 kg, 同时将磷酸二铵和硫酸钾两种化肥按质量比 1 1 混合施入, 每盆 8 g, 定植后 10 d 每盆浇入 1 L 盐碱液, 保证每盆土壤中盐水的量浸透土壤而不渗出, 使其总盐终浓度为 3.08 g kg -1, 其中 NaHCO g kg -1,Na 2 SO g kg -1,NaCl 0.48 g kg -1,Na 2 CO g kg -1 为防止渗盐, 桶底无排水孔之后进行常规管理 1.3 取样方法分别于定植后 d 时进行形态指标的测定及根区土壤样品收集, 每次每个处理随机取 3 株,3 次重复根区土壤样品过 20 目筛, 保存于 4 冰箱中, 用于土壤酶活性的测定 1.4 项目测定形态指标的测定 : 每个处理随机选取 6 株黄瓜测定单株产量,3 次重复, 取平均值 ; 株高用米尺测定 ; 鲜质量用分析天平测定 ; 叶绿素含量采用丙酮提取法测定土壤酶活性的测定参照严昶升 (1988) 的方法 : 土壤脲酶活性采用靛酚蓝比色法测定, 土壤中性磷酸酶活性采用磷酸苯二钠比色法测定, 土壤脱氢酶活性采用三苯基四氮唑氯化物 (TTC) 比色法测定, 土壤过氧化氢酶活性采用高锰酸钾滴定法测定 1.5 数据处理采用 Microsoft Excel(Office 2007) 计算原始数据平均值标准差采用 SAS 9.1 软件进行数据差异性分析相关性分析采用 spss 软件 2 结果与分析 2.1 盐碱胁迫对不同砧木黄瓜嫁接苗单株产量的影响图 1 所示, 盐碱胁迫下, 耐盐碱性强的砧木嫁接苗 T1 T2 的单株产量显著高于耐盐碱性弱的砧木嫁接苗 S1 S2,S1 S2 的产量显著高于黄瓜自根苗 (CK) 2.2 盐碱胁迫对不同砧木嫁接黄瓜植株生长及生理指标的影响如图 2 所示, 随着黄瓜的生长, 植株地上部鲜质量与地下部鲜质量整体呈现增加的趋势耐盐碱

3 中国蔬菜 CHINA VEGETABLES 研究论文图 1 盐碱胁迫对不同砧木黄瓜嫁接苗单株产量的影响图柱上不同小写字母表示差异显著 (α=0.05), 下图同性强的砧木嫁接苗 T1 T2 地上部鲜质量显著高于耐盐碱性弱的砧木嫁接苗 S1 S2,S1 S2 又显著高于自根苗 (CK) 在盐碱胁迫下, 随着黄瓜的生长, 叶绿素含量呈现小幅度下降的趋势,T1 T2 的叶绿素含量在定植后 30 d 时显著高于 S1 S2, 但在 40 d 和 50 d 时差异不显著自根苗 (CK) 的叶绿素含量显著低于 T1 T2, 但与 S1 S2 之间差异不显著 ( 图 2) T1 T2 的株高显著高于 S1 S2,S1 S2 的株高又显著高于自根苗 (CK)( 图 2) 2.3 盐碱胁迫对不同砧木嫁接黄瓜根区土壤酶活性的影响随着黄瓜的生长, 土壤过氧化氢酶活性总体呈现下降的趋势定植后 30 d, 各处理间无显著差异定植后 40 d,t2 的土壤过氧化氢酶活性显著高于 S1 及黄瓜自根苗定植后 50 d,t1 图 2 盐碱胁迫对不同砧木黄瓜嫁接苗生长及生理指标的影响的土壤过氧化氢酶活性显著高于 S1 及黄瓜自根苗 ( 图 3) 如图 3 所示, 随着黄瓜的生长, 在盐碱胁迫下, S1 S2 的脲酶活性呈先上升后下降的趋势, 定植后 30 d 时,T1 T2 脲酶活性均显著高于自根苗定植后 40 d 时,S1 S2 的脲酶活性显著高于黄瓜自根苗在定植后 50 d 时,T2 的脲酶活性显著高于 S1 S2 和黄瓜自根苗由图 3 可以看出, 随着黄瓜的生长,S1 S2 和自根苗的土壤脱氢酶活性呈现下降的趋势,T1 35

4 研究论文中国蔬菜 CHINA VEGETABLES 图 3 盐碱胁迫对不同砧木黄瓜嫁接苗根区土壤酶活性的影响 T2 的土壤脱氢酶活性呈现先上升后下降的趋势定植后 30 d,t1 T2 的土壤脱氢酶活性显著低于 S1 S2 及自根苗定植后 40 d 时,T2 的土壤脱氢酶活性显著高于 S1 S2 及自根苗定植后 50 d 时, T1 T2 的土壤脱氢酶活性均显著高于 S1 S2 及自根苗随着黄瓜的生长,S1 S2 和自根苗的中性磷酸酶活性呈现先上升后下降的趋势,T1 T2 的中性磷酸酶活性无明显变化定植后 30 d, 各处理间的中性磷酸酶活性无显著差异定植后 40 d,s2 的土壤中性磷酸酶活性显著高于 T2 定植后 50 d, T1 T2 的土壤中性磷酸酶活性均显著高于 S2 及自根苗 ( 图 3) 2.4 土壤酶活性与嫁接苗形态及生理指标之间的相关性分析由表 1 可以看出, 在定植后 30 d 时, 过氧化氢酶活性与地上部鲜质量地下部鲜质量叶绿素含量及株高均呈显著负相关, 相关系数分别为 ; 中性磷酸酶表 1 土壤酶活性与嫁接苗形态及生理指标之间的相关系数定植后地上部地下部叶绿素酶活性天数鲜质量鲜质量含量株高 30 d 过氧化氢酶 * * * * 脲酶脱氢酶中性磷酸酶 ** * ** 40 d 过氧化氢酶 * 脲酶脱氢酶中性磷酸酶 d 过氧化氢酶 * * 脲酶脱氢酶中性磷酸酶 * 注 :** 表示在 0.01 水平上显著相关,* 表示在 0.05 水平上显著相关活性与地上部鲜质量地下部鲜质量及株高均呈显著正相关, 相关系数分别为在定植后 40 d 时, 过氧化氢酶活性与地上部鲜质量呈显著正相关, 相关系数为在定植后 50 36

5 中国蔬菜 CHINA VEGETABLES 研究论文 d 时, 过氧化氢酶活性与地下部鲜质量及株高呈显著正相关, 相关系数分别为 ; 中性磷酸酶活性与地上部鲜质量呈显著正相关, 相关系数为结论与讨论黑龙江西部土壤盐渍化比较严重, 本试验根据其盐分含量及组成, 对耐盐碱性不同的砧木嫁接黄瓜及自根苗进行盐碱胁迫处理在盐碱胁迫下, 黄瓜的单株产量地上部鲜质量地下部鲜质量株高和叶绿素含量总体趋势为 : 自根苗 < 耐盐碱性弱的砧木嫁接苗 < 耐盐碱性强的砧木嫁接苗研究表明, 土壤中盐分的增加不仅对土壤自身的理化性状产生不良效应 (Weretilnyk et al.,2001), 而且抑制了植物的根系生长及发育, 从而影响植物的正常生长本试验中嫁接苗生长指标要显著高于自根苗, 由此可以看出, 嫁接可以很好地提高黄瓜的耐盐碱能力, 此结论与前人研究结果 ( 孙艳等,2002; 黄远,2010) 一致土壤中所进行的一切生化过程都受控于土壤酶活性, 土壤酶活性增强意味着土壤生物活性提高, 从而增强植物的抗性 (Yao et al.,2006) 据报道, 土壤酶活性受土壤盐分和外源物质影响显著 (Gianfreda & Ruggiero,2006) 本试验选择了 4 种与土壤质量评价密切相关的酶进行研究脲酶是土壤中最活跃的水解酶之一, 在土壤氮素循环中起着重要作用 ( 关荫松,1987) 土壤磷酸酶活性高低直接影响着土壤中有机磷的分解转化及其生物有效性本试验在盐碱胁迫条件下, 耐盐碱性强的砧木嫁接苗脲酶与中性磷酸酶活性随着植物生长, 变化不明显, 但是耐盐碱性弱的嫁接苗则是呈先上升后下降的趋势, 可能由于耐盐碱性弱的嫁接苗和自根苗随着盐碱胁迫时间的增加, 根系发育受到影响, 根系分泌物产生变化, 对微生物的数量和活性产生了抑制作用, 从而导致在处理后期酶活性下降也有研究表明, 随着生长环境盐胁迫的加剧, 土壤微生物呈现降低的趋势, 并且土壤酶活性受到抑制 ( 周玲玲等,2010;Ibekwe et al.,2010) 过氧化氢酶作为土壤中的氧化还原酶类, 其活性可以表征土壤腐殖质化强度和有机质转化速度 ( 曾宪军等, 2005) 脱氢酶主要来源于微生物和作物的生命活动, 其含量高低反映了微生物总活性 ( 关荫松, 1987) 本试验在定植后 d, 耐盐碱性强的砧木嫁接苗 T2 的土壤脱氢酶活性显著高于耐盐碱性弱的砧木嫁接苗 S1 S2 及自根苗 ; 定植后 50 d, 黄瓜自根苗的土壤过氧化氢酶脱氢酶和中性磷酸酶活性都显著低于耐盐碱强的嫁接苗 T1 T2, 说明自根苗土壤中有机质转化速度和微生物总活性较低, 土壤过氧化氢酶与脱氢酶活性变化与前人的研究结果 ( 刘业霞等,2012) 一致从相关性分析可以看出, 随着黄瓜的生长, 在定植后 50 d 时, 中性磷酸酶活性与地上部鲜质量呈显著正相关, 过氧化氢酶活性与地下部鲜质量及株高呈显著正相关, 说明中性磷酸酶与过氧化氢酶活性与植株生长是密切相关的, 它们的变化对土壤肥力产生影响, 进而影响植株的生长综上所述, 从生长指标可以看出耐盐碱性强的砧木嫁接苗受盐害抑制程度最轻, 品种耐盐碱优势表现明显通过相关性分析可知, 砧木嫁接苗生长状况与土壤酶活性, 尤其是过氧化氢酶和中性磷酸酶活性密切相关, 所以耐盐碱性强的嫁接苗可能是由于生长良好, 根系分泌物增多, 微生物繁殖加速, 群落结构发生变化, 促进了酶的活性, 从而表现出较强的耐盐碱性与黄瓜自根苗相比, 嫁接苗生长指标及根区土壤酶活性均高于自根苗, 证明嫁接能很好地提高黄瓜的耐盐碱性, 为黄瓜在盐碱地的优质高产提供了理论依据参考文献陈振德, 王佩圣, 周英不同砧木对黄瓜产量品质及枯萎病抗性的影响. 中国蔬菜,(10): 储昭胜, 陈海丽, 吴震, 刘明池双砧木嫁接对温室黄瓜生长产量和品质的影响. 中国蔬菜,(8): 房伟民, 郭维明, 陈俊愉嫁接提高菊花耐高温与抗氧化能力的研究. 园艺学报,36(9): 关荫松土壤酶及其研究法. 北京 : 农业出版社. 韩志平, 郭世荣, 尤秀娜, 孙锦, 段九菊盐胁迫对西瓜幼苗活性氧代谢和渗透调节物质含量的影响. 西北植物学报, 30(11): 皇甫伟国, 王毓洪, 应泉盛, 王迎儿, 黄芸萍, 张华峰秋季黄瓜耐热嫁接砧木材料筛选试验. 中国瓜菜,(5): 黄远耐盐砧木嫁接提高黄瓜耐盐性的效果及机理研究博士论文. 武汉 : 华中农业大学. 刘业霞, 付玲, 艾希珍, 张宁, 王洪涛, 姬德刚嫁接辣椒根系特征及根际土壤酶活性与青枯病抗性的关系. 西北植物 37

6 研究论文中国蔬菜 CHINA VEGETABLES 学报,32(5): 孙艳, 黄炜, 田霄鸿, 吴瑛, 丁勤, 周存田黄瓜嫁接苗生长状况光合特性及养分吸收特性的研究. 植物营养与肥料学报,8( 2): ,209. 魏国强, 朱祝军, 方学智, 李娟, 程俊.2004.NaCl 胁迫对不同品种黄瓜幼苗生长叶绿素荧光特性和活性氧代谢的影响. 中国农业科学,37(11): 吴凤芝, 包静, 刘淑芹盐胁迫对黄瓜根际土壤细菌群落结构和生长发育的影响. 园艺学报,37(5): 严昶升土壤肥力研究方法. 北京 : 农业出版社. 杨明峰, 韩宁, 陈敏, 王宝山植物盐胁迫响应基因表达的器官组织特异性. 植物生理学通讯,38(4): 袁琳, 克热木伊力, 张利权.2005.NaCl 胁迫对阿月浑子实生苗活性氧代谢与细胞膜稳定性的影响. 植物生态学报,29(6): 曾宪军, 刘登魁, 朱世民不同浓度阿特拉津对三种肥力条件土壤过氧化氢酶的影响. 湖南农业科学,(6): 张杰大庆地区土壤理化性质及盐碱化特征评价博士论文. 哈尔滨 : 东北林业大学. 周玲玲, 孟亚利, 王友华, 路海玲, 张国伟, 张雷, 周治国盐胁迫对棉田土壤微生物数量与酶活性的影响. 水土保持学报,24(2): Gianfreda L,Ruggiero P.2006.Enzyme activities in soil.berlin: Springer: Ibekwe A M,Poss J A,Grattan S R.2010.Bacterial diversity in cucumber(cucumis sativus)rhizosphere in response to salinity, soil ph,and boron.soil Biology & Biochemistry,42: Rivero R M,Ruiz J M,Romero L.2003.Role of grafting in horticultural plants under stress conditions.food,agriculture & Environment,1(1): Santo H S,Goto R.2004.Sweet pepper grafting to control phytophthora blight under protected cultivation.horticultura Brasileira,22(1): Weretilnyk E A,Alexander K J,Drebenstedt M,Snider J D,Summers P S,Moffatt B A.2001.Maintaining methylation activities during salt stress.the involvement of adenosine kinase.plant Physiol, 125(2): Yao X H,Min H,Lu Z H,Yuan H P.2006.Influence of acetamiprid on soil enzymatic activities and respiration.european Journal of Soil Biology,42(2): Effects of Saline Stress on Growth and Rhizoplane Soil Enzyme Activities of Cucumber Seedling Grafted on Different Rootstocks ZHAO Yuan,WU Feng-zhi * (College of Horticulture,Northeast Agricultural University,Harbin ,Heilongjiang,China) Abstract:Based on the saline content and composition of the soda saline soil in Heilongjiang and other Provinces,this experiment simulated its saline composition,adopted pot culture,grafted cucumber (Cucumis sativus)seedlings onto 2 salt-tolerant rootstocks,and 2 salt-sensitive rootstocks as experimental materials. Ownroot seedlings were taken as the contrast. Saline solution(100 mmol L -1,pH 9.0)was used to treat the soil. We studied the effects of salt stress on growth and soil enzyme activities of cucumber seedlings grafted on these different rootstocks. The results indicated that the yield per plant,the ground fresh weight,the root fresh weight,the plant height and the chlorophyll content of cucumber seedlings grafted on 2 salt-tolerant rootstocks were significantly higher than that of the 2 salt-sensitive rootstocks and own-root cucumber. The soil urease,neutral phosphatase activities after transplanted 30 d and the catalase,dehydrogenase activities after transplanted 40 d of cucumber seedlings grafted on salt-tolerant rootstocks were higher than that of salt-sensitive rootstocks and own-root plants. These 4 kinds of soil enzyme activities of cucumber seedlings grafted on salt-tolerant rootstocks after transplanted 50 d were all higher than that of salt-sensitive rootstocks and own-root cucumber. Under soil salinization condition,cucumber seedlings grafted on salt-tolerant rootstocks grew robustly and suffered low degree of salt injury. That account for that graft can significantly improve cucumber salt resistance;the resistance enhancement of cucumber seedlings grafted on salt-tolerant rootstocks is closely related to the increase of soil enzyme activity. Key words:saline stress;cucumber graft;rootstock;soil enzyme;yield 38

吴根良等不同前作对设施草莓土壤环境动态变化和经济效益的影响 4 土传病害也因此日趋严重严重影响草莓的产量和品质轮作尤其是水旱轮作是克服连作障 5 6 233 棚揭开大棚膜其他大棚不揭膜都按常规进行水肥农药的管理 8 月初前作结束后用产品名碍的有效技术措施之一其中有关水稻草 7

吴根良等不同前作对设施草莓土壤环境动态变化和经济效益的影响 4 土传病害也因此日趋严重严重影响草莓的产量和品质轮作尤其是水旱轮作是克服连作障 5 6 233 棚揭开大棚膜其他大棚不揭膜都按常规进行水肥农药的管理 8 月初前作结束后用产品名碍的有效技术措施之一其中有关水稻草 7 24( 2) : 232 237 浙江农业学报 Acta Agriculturae Zhejiangensis 2012 http: / / www zjnyxb cn 2012 24( 2) : 吴根良忻雅童建新等不同前作对设施草莓土壤环境动态变化和经济效益的影响 J 浙江农业学报 232 237 不同前作对设施草莓土壤环境动态变化和经济效益的影响 1 吴根良忻 ( 1 1 * 雅童建新1

（140313） 连后定稿.indd

（140313）连后定稿.indd