几种生物刺激素对樱桃萝卜和小麦生长及抗逆性的影响

来源 :山东农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zqy61032526
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生物刺激素已被发现多年,但因其规范施用要求高、剂量严格、作用浓度区间窄、作用机理不明确等问题导致大面积推广较难实现;除生物刺激素的应用问题外,在农业生产中还存在非生物胁迫,其中以高温和盐胁迫尤为普遍。高温胁迫损伤细胞膜,引起活性氧爆发导致膜脂过氧化反应和电解质外渗,影响植物生长发育。此外,盐胁迫作为非生物胁迫之一,不仅损害植物,还导致铁和磷等营养矿物质缺乏。因此针对目标作物筛选最佳生物刺激素、适宜浓度,明确其促生抗逆机制具有重要现实意义。本研究通过对宛氏拟青霉提取物、腐殖酸钠、芸苔素内酯、海藻酸粗提物、小肽螯合铁、褪黑素和甜菜碱等不同种类及浓度生物刺激素在樱桃萝卜和小麦上的试验,筛选出对樱桃萝卜促生的最适种类及浓度,并通过高温胁迫试验探讨生物刺激素作用于樱桃萝卜的抗逆机制;在小麦液培试验的基础上,将生物刺激素应用于盐化土壤小麦的田间试验研究中,以期为生物刺激素的实际应用提供理论和技术支撑。主要试验结果如下:(1)在供试生物刺激素中,与清水对照相比,2.50×10-3mg L-1的宛氏拟青霉提取物和200mg L-1的腐殖酸钠处理的萝卜块根产量分别显著提高64.2%和25.7%;2.50×10-3mg L-1的宛氏拟青霉提取物处理的块根干物质累积量和根冠比分别显著提高60.9%、87.1%;可溶性蛋白总量显著提高50.1%,过氧化物酶活性显著提高31.3%。本试验条件下,2.50×10-3mg L-1的宛氏拟青霉提取物可显著提高樱桃萝卜块根产量、干物质积累量、根冠比和品质,促生效果显著。(2)30℃持续高温胁迫条件下,与清水对照相比,小肽螯合铁浓度为21.0mg L-1处理显著提高樱桃萝卜整株生物量26.0%;生长素水平显著提高了144.2%、脯氨酸含量提高229.9%;此外,抗坏血酸过氧化物酶和谷胱甘肽还原酶活性分别显著提高21.7%和11.7%。因此,施用21.0mg L-1小肽螯合铁可显著提高樱桃萝卜内源激素和脯氨酸水平、抗氧化系统酶活性,从而显著缓解高温胁迫损伤,提高生物量。在35℃高温胁迫下,褪黑素和甜菜碱浓度分别为29.0mg L-1、17.58mg L-1时促生抗逆效果最好,与清水对照相比,生物量分别显著提高12.9%、44.7%,品质指标如可溶性蛋白含量分别显著提高18.7%、14.4%;此浓度下,显著提高了抗氧化酶活性,其中27天时,过氧化物酶活性分别显著提高45.5%、81.0%;此外,苗期的生长素含量分别显著提高28.5%和67.4%。因此,适宜浓度的褪黑素和甜菜碱在高温胁迫条件下具有较大的增产提质潜力。(3)盐胁迫下,与NaCl100处理相比,宛氏拟青霉提取物处理的液培小麦地上部鲜重显著提高9.8%,抗坏血酸过氧化物酶活性及抗坏血酸含量分别显著提高20.9%、40.9%,脯氨酸含量显著增加13.7%,且过氧化氢和丙二醛含量分别显著降低25.4%和17.6%。轻度盐化土壤的田间试验中,与尿素处理(U)相比,尿素添加宛氏拟青霉提取物处理(U+ZNC)的小麦产量显著提高27.8%,在小麦拔节期和灌浆期,叶面积指数分别显著提高13.3%和64.8%,此外,抗坏血酸过氧化物酶活性及抗坏血酸含量分别显著提高34.1%、40.4%,且过氧化氢含量分别显著降低19.6%和37.7%。本试验中,添加宛氏拟青霉提取物可提高小麦在盐胁迫下的耐受性。综上所述,本研究利用模式作物樱桃萝卜,筛选出了一种低成本的生物刺激素:宛氏拟青霉提取物,探明了小肽螯合铁、褪黑素、甜菜碱提高蔬菜模式作物樱桃萝卜高温耐受性的生理生化机制,实现了宛氏拟青霉提取物在盐化土壤小麦上的应用,为生物刺激素的推广应用提供了理论和数据支撑。
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