外源蔗糖對(duì)NO—3脅迫下葉用萵苣礦質(zhì)元素含量與積累量的影響

常麗麗+陳日遠(yuǎn)+劉厚誠(chéng)+宋世威+蘇蔚+孫光聞

摘要： 以耐抽薹意大利葉用萵苣（Lactuca sativa L.“yidali”）為試驗(yàn)材料，采用水培方法，以常規(guī)營(yíng)養(yǎng)液（7.5 mmol/L NO-3）、葉面噴施清水作為對(duì)照（CK），在75 mmol/L NO-3脅迫下，通過葉面噴施0 mmol/L（T1）、3 mmol/L（T2）的蔗糖，研究外源蔗糖對(duì)NO-3脅迫下葉用萵苣生長(zhǎng)及礦質(zhì)元素含量與積累量的影響。結(jié)果表明：與CK相比，NO-3脅迫處理顯著抑制了葉用萵苣生長(zhǎng)，降低了P、Mg、Fe的含量，但增加了K、Ca的含量；外源噴施蔗糖有效緩解了NO-3脅迫對(duì)葉用萵苣的抑制作用，其中植株地上部分鮮質(zhì)量提高了20.94%，同時(shí)顯著提高了植株中P、Mg、Fe的含量，降低了植株中Ca含量。NO-3脅迫下，P、K、Ca、Mg、Fe的積累量均顯著降低，外源蔗糖可以提高植株中P、K、Ca、Mg、Fe的積累量。外源蔗糖通過影響植株對(duì)礦質(zhì)元素的吸收緩解NO-3脅迫對(duì)葉用萵苣的傷害。

關(guān)鍵詞： 蔗糖；NO-3脅迫；葉用萵苣；礦質(zhì)元素

中圖分類號(hào)： S636.201 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A 文章編號(hào)：1002-1302（2016）03-0185-03

近年來，我國(guó)設(shè)施土壤次生鹽漬化日益嚴(yán)重，已成為制約設(shè)施蔬菜生產(chǎn)的重要因素。研究表明，溫室土壤的鹽分組成主要陰離子是NO-3，陽離子是Ca2+、K+[1]。鹽脅迫對(duì)作物造成的危害主要有離子毒害、滲透脅迫、營(yíng)養(yǎng)失衡等[2]。這些危害均與作物對(duì)鹽分離子的吸收積累有直接或間接關(guān)系[3]。作物的耐鹽性與其吸收、運(yùn)輸、積累鹽分離子的能力關(guān)系密切[4]。蔗糖、己糖通過多種信號(hào)途徑調(diào)節(jié)大量基因的表達(dá)，為植物適應(yīng)環(huán)境條件的變化提供相應(yīng)機(jī)制，并控制重要的生理和發(fā)育進(jìn)程[5]。近年來，關(guān)于外源物質(zhì)對(duì)鹽脅迫下植株礦質(zhì)元素吸收的研究已有許多報(bào)道，如外源γ-氨基丁酸通過影響植株對(duì)礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)的吸收可緩解NaCl脅迫對(duì)黃瓜幼苗的傷害[6]。外源LaCl3影響硝酸鹽脅迫下黃瓜對(duì)礦質(zhì)元素的吸收及其在亞細(xì)胞中的分布，減少了黃瓜對(duì)Ca、K的吸收[7]。關(guān)于蔗糖對(duì)植株礦質(zhì)元素吸收的影響報(bào)道較少。本試驗(yàn)研究噴施外源蔗糖對(duì)NO-3脅迫下葉用萵苣礦質(zhì)元素吸收的影響，探索外源蔗糖增強(qiáng)作物耐鹽性的作用機(jī)制，旨在為減輕NO-3脅迫對(duì)作物的毒害作用提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2014年2—4月在華南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院試驗(yàn)基地溫室內(nèi)進(jìn)行。供試品種為耐抽薹意大利葉用萵苣。2014年2月26日播種，用海綿塊進(jìn)行育苗，當(dāng)幼苗長(zhǎng)到2葉1心期時(shí)，選取生長(zhǎng)一致的健壯幼苗移至盛36 L營(yíng)養(yǎng)液的泡沫箱中，每箱18株。營(yíng)養(yǎng)液大量元素采用1/2霍格蘭配方，微量元素為通用配方。試驗(yàn)共設(shè)3個(gè)處理（表1）。定植緩苗5 d后開始NO-3脅迫處理。脅迫初期，為防止鹽毒害，每天往含有 7.5 mmol/L NO-3的營(yíng)養(yǎng)液中加入16.875 mmol/L NO-3，共加4 d，使脅迫處理的總NO-3濃度達(dá)75 mmol/L，營(yíng)養(yǎng)液pH值保持在6.0左右。取樣時(shí)間為第3次噴糖后的第9天即采收期。

1.2 方法

用天平稱量葉用萵苣地上部鮮質(zhì)量；地上部放入烘箱中，105 ℃殺青15 min，80 ℃下烘至恒質(zhì)量，用萬分之一分析天平稱取干質(zhì)量；采用硫酸-雙氧水消煮-釩鉬黃比色法[8] 測(cè)定全磷含量；采用硫酸-雙氧水消煮-火焰原子吸收分光光度法[8] 測(cè)定全鉀含量；采用干灰化-稀鹽酸溶解-火焰原子吸收分光光度法[9] 測(cè)定鈣、鎂、鐵含量。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 17.0軟件分析數(shù)據(jù)，采用Excel 2003軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 外源蔗糖對(duì)NO-3脅迫下葉用萵苣生長(zhǎng)的影響

由圖1可知，與CK相比，T1處理下葉用萵苣地上部鮮質(zhì)量、干質(zhì)量均降低，地上部鮮質(zhì)量顯著降低了36.56%，地上部干質(zhì)量降低了8.24%，說明NO-3脅迫可顯著抑制葉用萵苣的生長(zhǎng)，降低了葉用萵苣地上部干質(zhì)量、鮮質(zhì)量。與T1相比，T2處理葉用萵苣地上部鮮質(zhì)量、干質(zhì)量均增加，地上部鮮質(zhì)量顯著增加了20.94%，地上部干質(zhì)量增加了16.69%，說明外源蔗糖可顯著緩解NO-3脅迫對(duì)葉用萵苣生長(zhǎng)的抑制。

2.2 外源蔗糖對(duì)NO-3脅迫下葉用萵苣中礦質(zhì)元素含量的影響

由表2可知，與CK相比，T1處理葉用萵苣中P、Mg含量顯著降低，分別降低了21.98%、42.18%；與T1相比，T2處理葉用萵苣P、Mg含量顯著增加了2.38%、2.52%。葉用萵苣中Ca含量變化規(guī)律為T1>CK>T2，與T1相比，T2處理顯著降低了植株中Ca含量。葉用萵苣中K含量的變化規(guī)律為T2>T1>CK，與CK相比，T1顯著增加了2.95%；與T1相比，T2處理下葉用萵苣中K含量顯著增加。與CK相比，T1、T2處理下葉用萵苣中Fe含量顯著降低，分別降低了11.07%、17.74%；與T1相比，T2處理顯著降低了葉用萵苣中Fe含量。

2.3 外源蔗糖對(duì)NO-3脅迫下葉用萵苣中礦質(zhì)元素積累量的影響

由表3可知，與CK相比，T1處理下葉用萵苣中P、K、Ca、Mg、Fe的積累量顯著降低，分別降低了28.45%、5.52%、6.60%、47.28%、18.42%；與T1相比，T2處理下葉用萵苣中P、K、Ca、Mg、Fe的積累量顯著增加，分別增加了19.51%、20.33%、11.40%、20.89%、7.53%。

3 結(jié)論與討論

生物量是植物對(duì)鹽脅迫響應(yīng)的綜合體現(xiàn)。鹽脅迫條件下，植株碳同化減少，滲透調(diào)節(jié)和維持生長(zhǎng)耗能增加，植株生長(zhǎng)受到抑制[10]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，硝酸鹽脅迫下，葉用萵苣的生長(zhǎng)受到顯著抑制，外源蔗糖能緩解硝酸鹽脅迫對(duì)葉用萵苣生長(zhǎng)的抑制作用。鹽脅迫打破了植株體內(nèi)離子平衡，因此保持植物體及細(xì)胞內(nèi)的離子平衡對(duì)植物正常生長(zhǎng)發(fā)育至關(guān)重要[11]。鹽逆境下，植物體內(nèi)的離子含量發(fā)生改變，原有的離子平衡關(guān)系被破壞，對(duì)植物的生理作用產(chǎn)生不利影響[12]。硝酸鹽脅迫下，黃瓜葉片中Ca、K含量增加，F(xiàn)e、Mg含量降低[7]。在逆境條件下，大量Ca2+進(jìn)入植物細(xì)胞質(zhì)中，會(huì)破壞細(xì)胞正常代謝[13-14]。細(xì)胞中鈣含量增加，會(huì)與細(xì)胞質(zhì)中磷酸根發(fā)生沉淀反應(yīng)，擾亂以無機(jī)磷為基礎(chǔ)的能量代謝系統(tǒng)[15]。本研究結(jié)果表明，硝酸鹽脅迫下，植株體內(nèi)Ca含量顯著增加，磷含量顯著降低。外源蔗糖降低了葉用萵苣中Ca2+含量，提高了植株中P的含量，維持了植株的離子平衡。K+能調(diào)節(jié)氣孔關(guān)閉，當(dāng)植株體內(nèi)積累大量K+時(shí)，提高細(xì)胞的滲透勢(shì)，從而提高植株的耐鹽性[16]。外源蔗糖提高了葉用萵苣中K+的含量，提高了植株的滲透勢(shì)，增強(qiáng)了植株的耐鹽性。但由于離子間的拮抗，Ca2+可有效地與Mg2+競(jìng)爭(zhēng)，抑制了對(duì)Mg2+的吸收，降低了植株中Mg2+的含量[17]。Mg不僅是葉綠素、酶等重要組成成分，Mg2+對(duì)植物液泡離子通道及葉綠體RNA的穩(wěn)定性都有重要的調(diào)控作用[18]。Fe在植物內(nèi)參與氮素代謝、有機(jī)酸代謝、碳水化合物代謝及原生質(zhì)形狀等許多生理過程[19]。Fe還參與活性氧代謝，缺鐵直接影響活性氧在體內(nèi)積累，促進(jìn)植株衰老[20]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，硝酸鹽脅迫顯著降低了植株中Mg、Fe的含量，外源蔗糖可以顯著提高植株中Mg的含量，進(jìn)而促進(jìn)鹽脅迫下植株的光合作用，維持了正常代謝，從而緩解鹽脅迫對(duì)植株的傷害，但外源蔗糖不能提高植株中Fe的含量。綜上所述，硝酸鹽脅迫顯著抑制了葉用萵苣的生長(zhǎng)，影響礦質(zhì)元素在植株中的含量，并降低元素的積累量，破壞了葉用萵苣礦質(zhì)元素離子之間的平衡；外源蔗糖可緩解硝酸鹽脅迫對(duì)葉用萵苣生長(zhǎng)的抑制作用，并提高了各礦質(zhì)元素的積累量，說明外源蔗糖可通過影響礦質(zhì)元素的吸收積累，維持離子之間的平衡，減輕硝酸鹽脅迫對(duì)葉用萵苣的毒害作用。

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