【摘要】：景天三七(Sedum aizoon L.),別名養(yǎng)心菜,景天科景天屬多年生草本植物,是一種具有綠色保健等經(jīng)濟價值的野生蔬菜。結合我國超過40%耕地土壤酸化的實際情況,本試驗通過模擬土壤酸化探究景天三七抵抗土壤酸脅迫的機理,通過試驗得出了以下結論:(1)土壤酸化對土壤氮磷鉀的含量具有顯著影響,在土壤pH6.6-7.4范圍內(nèi),氮磷鉀含量較為均衡,隨著土壤pH降低(5.5、4.6、3.4),與CK(pH6.6)相比速效氮降低62.9%、84%、88%;速效磷降低18.4%、49.7%、65.1%;速效鉀增加16%、18.8%、32.6%,表現(xiàn)為氮、磷含量降低,鉀含量升高,土壤氮磷鉀含量失衡;在土壤pH低于4.6以后,土壤中的活性鋁溶出量由CK的0.53mg/kg急劇增加至22.92mg/kg,在土壤酸脅迫的過程中開始伴隨著鋁毒害作用。(2)景天三七在土壤酸脅迫中表現(xiàn)出了較強的抗逆性,可以在土壤pH4.6-7.4范圍內(nèi)生長,在CK土壤中長勢最為良好,隨著土壤pH降低,地上部干鮮重增加逐漸受到抑制,根系的生長則表現(xiàn)為輕度脅迫(pH5.5)促進,中度(pH4.6)和重度脅迫(pH3.4)抑制的趨勢;在土壤pH低于4.6以后,重度土壤酸脅迫會對根系的生長造成嚴重損傷并導致其死亡。(3)葉片的超顯微結構顯示,在CK土壤中生長的植株,葉綠體呈橢圓狀,沿細胞膜均勻分布,結構功能正常。土壤pH低于4.6后,葉綠體不再沿細胞膜均勻分布,在細胞質中以聚堆的形式出現(xiàn),部分葉綠體呈現(xiàn)出不規(guī)則球形,基粒片層產(chǎn)生明顯間隙,部分內(nèi)囊體膜模糊不清,嗜鋨顆粒明顯增大,同時產(chǎn)生了大量體積較大的淀粉粒。(4)根系的超顯微結構變化與葉片相一致,在土壤pH5.5-7.4范圍內(nèi)根系細胞的質體和線粒體結構完好,呈圓形或橢圓形,核膜結構完整清晰可見。土壤pH低于4.6以后,土壤酸脅迫會對根系細胞內(nèi)的線粒體、細胞核膜、質體造成嚴重的損傷,導致其出現(xiàn)損傷、腫脹、變形、潰敗等現(xiàn)象,造成根系的死亡。(5)在土壤pH4.6-7.4范圍內(nèi),可溶性糖、可溶性蛋白、游離脯氨酸在景天三七受到土壤酸脅迫時,會在植株體內(nèi)大量積累,維持細胞內(nèi)外滲透勢平衡,保證細胞功能的正常進行。土壤pH低于4.6以后,根系MDA含量顯著高于CK 59.7%,三種滲透調(diào)節(jié)物質含量顯著降低,膜質過氧化程度超過滲透調(diào)節(jié)極限,對根系細胞造成嚴重損傷。葉片雖然在重度脅迫后期可溶性糖和游離脯氨酸含量比CK顯著降低43.4%、32.5%,但可溶性蛋白的含量卻顯著高于CK 154.6%,在一定程度上緩解了葉片受到的脅迫傷害。(6)SOD、CAT、APX、GR等抗氧化酶,在清除土壤酸脅迫下植株體內(nèi)產(chǎn)生的ROS上發(fā)揮了積極作用。在土壤pH4.6-7.4的范圍內(nèi)可以很好的調(diào)節(jié)ROS的產(chǎn)生與清除,緩解植株受到的脅迫危害。土壤pH低于4.6以后,隨著膜質過氧化加劇,相關酶的活性出現(xiàn)劇烈變化,無法及時清除大量產(chǎn)生的ROS,植株的生長隨即受到嚴重影響。(7)在土壤pH4.6-7.4的范圍內(nèi),隨著脅迫時間的延長,景天三七總葉綠素、葉綠素a、葉綠素b含量呈增加趨勢,輕度和中度土壤酸脅迫會對葉綠素的積累產(chǎn)生一定抑制效果,但對光合無顯著影響。土壤pH低于4.6以后,Fo、Fv/Fm、Fm、qP、Φ_(PSⅡ)顯著降低,NPQ顯著升高,PSⅡ反應中心遭到破壞或可逆失活,光能轉化效率降低,光合電子傳遞活性受到抑制,產(chǎn)生大量過剩光能,導致葉綠素降解,Pn、Gs、Tr、Ci嚴重下降,Ls顯著升高,植株的光合能力遭到破壞。
【圖文】：

圖 1 土壤酸脅迫對景天三七葉片超微結構的影響a：葉綠體；b：淀粉粒；c：嗜鋨顆粒；d：基粒片層；e：線粒體；f:葉綠體g：細胞間隙Fig.1 Effects of soil acidification on the ultrastructure of Sedum aa：chloroplast；b：starch granule；c：osmiophilic particles；d：grana lamella；e：mitochonto the cell membrane；g：intercellular4.4 土壤酸脅迫對景天三七根系形態(tài)結構及活力的影4.4.1 對景天三七根系細胞超微結構的影響由圖 2 可以看出，在不同土壤酸脅迫 28d 時，中性土（pH7迫（pH5.5）下的根系細胞線粒體結構完好，呈圓形或者橢圓形；在下，根系細胞線粒體出現(xiàn)輕微損傷，有一定程度的變形，在重度根系細胞中的線粒體出現(xiàn)嚴重損傷，嵴突膨脹并有一定的變形，潰。圖2中CK根系細胞核膜結構完整清晰可見，在中度脅迫下根核膜結構松散，出現(xiàn)了一定程度的損傷。從土壤 pH 5.5-7. 4 范圍

根系細胞線粒體出現(xiàn)輕微損傷，有一定程度的變形，在重度脅迫（pH3.4）下，根系細胞中的線粒體出現(xiàn)嚴重損傷，嵴突膨脹并有一定的變形，線粒體膜出現(xiàn)部分破潰。圖2中CK根系細胞核膜結構完整清晰可見，在中度脅迫下根系細胞核腫脹變形，核膜結構松散，，出現(xiàn)了一定程度的損傷。從土壤 pH 5.5-7. 4 范圍內(nèi)，根系細胞內(nèi)的質體呈圓形或橢圓形表現(xiàn)完好，在中度脅迫下，根系細胞內(nèi)的質體出現(xiàn)一定程度的變形，內(nèi)部結構發(fā)生一定的程度的潰敗，而在重度脅迫下，在電鏡中觀察到根系細胞內(nèi)產(chǎn)生大量的質體，內(nèi)部出現(xiàn)嚴重的潰敗現(xiàn)象。
【學位授予單位】：四川農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：S647

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本文編號：2627208