本文關(guān)鍵詞： 大蒜 鈣 生理特性 產(chǎn)量與品質(zhì) 緩解 鎘脅迫　出處：《山東農(nóng)業(yè)大學(xué)》2015年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：鈣不僅是植物的必需元素,而且是植物新陳代謝和生長發(fā)育的主要調(diào)控者,在植物適應(yīng)外界脅迫環(huán)境中發(fā)揮著重要作用。鎘是植物的非必需元素,是土壤中最常見的的重金屬污染物之一,對植物的生長發(fā)育產(chǎn)生嚴(yán)重的毒害作用。鈣離子和鎘離子具有相似的離子半徑和化學(xué)性質(zhì),二者可競爭植物根系上的吸收位點,施鈣可減少植物對鎘的吸收。本試驗在溫室水培條件下,以‘金蒜3號’大蒜(Allium sativum L.)品種為試材,主要探討了兩個問題:一是鈣與大蒜的關(guān)系,二是鈣對鎘脅迫大蒜的影響。1.在溫室水培條件下,營養(yǎng)液設(shè)定6個鈣濃度(0、1.0、2.0、3.0、4.0和5.0 mmol·L-1Ca2+),研究了不同鈣水平對大蒜生長、光合特性、酶活性、營養(yǎng)吸收及產(chǎn)量與品質(zhì)的影響,科學(xué)合理地確定適合大蒜生長發(fā)育的鈣水平,為大蒜的合理施肥及提高大蒜的產(chǎn)量和品質(zhì)提供一定的參考。試驗結(jié)果如下:1)鈣濃度在0~3.0 mmol·L-1范圍內(nèi)時,大蒜植株的生長指標(biāo)(株高、假莖粗、假莖長及葉寬)隨鈣水平的升高而升高,它們又在高鈣范圍(3.0~5.0 mmol·L-1)隨鈣水平的升高而降低,最終在3.0 mmol·L-1鈣水平處達到最大值,比不施鈣處理分別提高了7.7%~37.8%、19.7%~38.9%、28.6%~48.4%及25.3%~53.1%。2)大蒜葉片中的色素(葉綠素和類胡蘿卜素)含量隨鈣水平的升高呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨勢,在3.0 mmol·L-1鈣水平處達到峰值,比不施鈣處理分別增加了29.3%~47.8%和62.0%~84.3%。另外,大蒜葉片的凈光合速率(Pn)、蒸騰速率(Tr)、氣孔導(dǎo)度(Gs)隨鈣水平的變化趨勢與色素含量一致,同樣在3.0 mmol·L-1鈣水平處達到最大值,而胞間CO2濃度隨鈣水平的提高持續(xù)減小。3)大蒜假莖和葉片中大蒜素、可溶性糖、維生素C、游離氨基酸、可溶性蛋白含量隨鈣水平的提高先升高后降低,在3.0 mmol·L-1鈣水平處最大,比不施鈣處理分別提高了33.5%~50.3%、64.2%~84.7%、37.7%~92.7%、22.4%~53.5%、44.4%~69.4%和45.8%~66.1%、69.3%~113.1%、49.1%~105.8%、45.0%~66.1%、46.0%~60.1%。蒜薹和鱗莖的外觀品質(zhì)(單蒜薹鮮質(zhì)量、蒜薹直徑、抽薹率、單蒜頭鮮質(zhì)量及蒜頭橫徑)在3.0 mmol·L-1鈣水平處最大,比低鈣處理(1.0 mmol·L-1)分別提高了55.1%、39.0%、386.6%、106.4%及22.1%。蒜薹和鱗莖中的營養(yǎng)品質(zhì)(大蒜素、可溶性糖、維生素C、游離氨基酸、可溶性蛋白含量)也在3.0 mmol·L-1鈣水平處最高,比低鈣處理(1.0mmol·L-1)分別增加了54.7%、33.9%、11.5%、19.3%、32.6%和72.1%、33.9%、5.2%、21.5%、29.6%。4)大蒜葉片中的超氧化物歧化酶(sod)、過氧化物酶(pod)、過氧化氫酶(cat)及硝酸還原酶(nr)活性均先隨鈣水平的升高而增強,然后隨鈣水平的提高而減弱,在3.0mmol·l-1鈣水平處達到最大值,比不施鈣處理分別增強了15.0%~36.6%、65.1%~82.8%、39.9%~47.0%及22.1%~58.9%。大蒜葉片中的mda含量隨鈣水平的變化趨勢與酶活相反,在3.0mmol·l-1鈣水平處達到最小值,比不施鈣處理降低了10.4%~34.7%。大蒜的根系活力隨鈣水平的變化趨勢與酶活一致,同樣在3.0mmol·l-1鈣水平處達到最大值,比不施鈣處理增加了47.0%。5)大蒜假莖和葉片中的ca含量與鈣濃度呈正相關(guān),在5.0mmol·l-1鈣水平處最大,比不施鈣處理分別提高了27.8%~38.2%和28.6%~57.8%。大蒜蒜薹和鱗莖中的ca含量與鈣濃度也呈正相關(guān),同樣在5.0mmol·l-1鈣水平處最高,比低鈣處理(1.0mmol·l-1)分別提高了216.1%和60.4%。蒜薹和鱗莖中的其他礦質(zhì)元素(n、p、k、mg)含量均在3.0mmol·l-1鈣水平處達到最大值,比低鈣處理(1.0mmol·l-1)分別增加了46.2%、50.8%、226.5%、21.9%和33.9%、22.8%、419.2%、48.3%�？梢�,適量的鈣可有效促進大蒜的生長發(fā)育、改善光合特性、提高酶的活性、促進營養(yǎng)吸收及提高產(chǎn)量和品質(zhì),3.0mmol·l-1鈣的作用效果最好。2.通過溫室水培方式,研究了鎘(cd)對大蒜生長、光合特性、根系指標(biāo)、酶活性、營養(yǎng)吸收、cd化學(xué)形態(tài)及產(chǎn)量與品質(zhì)的影響,同時也探究了增施鈣(ca)對鎘脅迫大蒜的緩解效應(yīng),科學(xué)合理地確定鈣的最佳增施量,為減少鎘對大蒜的毒害及降低大蒜產(chǎn)品中的鎘污染提供參考。試驗結(jié)果如下:1)鎘脅迫可明顯抑制大蒜植株的生長并降低其形態(tài)指標(biāo)(株高、假莖粗、假莖長、鮮質(zhì)量),降低葉片的色素(葉綠素和類胡蘿卜素)含量和光合參數(shù)(凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度),減小大蒜的根系指標(biāo)(干鮮質(zhì)量、根體積、最大根長及根系活力),減弱大蒜葉片中的酶(sod、pod、cat)活性并增加mda含量,降低礦質(zhì)元素(n、p、k、ca、mg)吸收并增加cd積累,增加活性較強的cd化學(xué)形態(tài)的比例,降低大蒜蒜薹和鱗莖的外觀品質(zhì)(單蒜薹鮮質(zhì)量、蒜薹直徑、抽薹率、單鱗莖鮮質(zhì)量及鱗莖橫徑)和營養(yǎng)品質(zhì)(大蒜素、可溶性糖、維生素c、游離氨基酸及可溶性蛋白)。2)在鎘脅迫基礎(chǔ)上增施鈣可有效緩解鎘對大蒜植株生長的抑制,株高、假莖粗、假莖長及鮮質(zhì)量均隨所增施鈣水平的提高先升高后降低,在2和3mmol·l-1鈣水平處達到峰值,比不增鈣cd處理分別提高了39.0%~68.1%、25.1%~26.0%、42.8%~48.0%及53.5%~95.2%。3)增施鈣增加了鎘脅迫大蒜葉片中的葉綠素和類胡蘿卜素含量,其隨所增施鈣水平的變化趨勢與形態(tài)指標(biāo)類似,在2和3 mmol·L-1鈣水平處達到最大值,比不增鈣Cd處理分別增加了25.7%~38.5%和37.0%。增施鈣同樣提高了鎘脅迫大蒜的光合參數(shù),凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度均在2 mmol·L-1鈣水平處達到最大值。4)增施鈣增大了鎘脅迫大蒜的根系指標(biāo),根鮮質(zhì)量、根體積、最大根長、根干質(zhì)量及根系活力在2和3 mmol·L-1鈣水平處最大,比不增鈣Cd處理分別提高了31.2%~43.7%、63.2%~73.3%、27.0%~48.6%、51.3%~58.7%及28.7%~55.3%。增施鈣也一定程度上增強了鎘脅迫大蒜葉片中的酶活性并減少了MDA含量,SOD、POD、CAT活性在2和3 mmol·L-1鈣水平處最大,比不增鈣Cd處理分別增強了22.9%~43.9%、12.3%~18.0%、4.9%~27.4%,MDA含量在2 mmol·L-1鈣水平處最低,比不增鈣Cd處理減少了12.9%~25.0%。5)在鎘脅迫基礎(chǔ)上增施鈣促進了大蒜對礦質(zhì)元素的吸收并降低了對鎘的積累,根中N、P、K及Mg含量在2和3 mmol·L-1鈣水平處最高,比不增鈣Cd處理分別增加了9.1%~15.5%、21.3%~50.3%、19.6%~31.2%及20.2%~62.3%,而根中Cd、Ca含量與鈣水平分別呈負(fù)、正相關(guān)。此外,增施鈣改變了鎘脅迫大蒜根中Cd的化學(xué)形態(tài),降低了活性較強的Cd化學(xué)形態(tài)的比例,降低了鎘對大蒜的毒害作用。6)增施鈣提高了鎘脅迫大蒜蒜薹和鱗莖的外觀品質(zhì),單蒜薹鮮質(zhì)量、蒜薹直徑、抽薹率、單鱗莖鮮質(zhì)量及鱗莖橫徑在2和3 mmol·L-1鈣水平處最高,比不增鈣Cd處理分別提高了32.4%、17.6%、96.3%、158.7%及38.6%。增施鈣同樣提高了蒜薹和鱗莖的營養(yǎng)品質(zhì),大蒜素、可溶性糖、維生素C、游離氨基酸、可溶性蛋白含量也在2和3 mmol·L-1鈣水平處達到峰值,比不增鈣Cd處理分別提高了57.7%、29.7%、21.3%、22.5%、28.8%和22.0%、23.8%、28.8%、26.7%、23.2%。總之,鎘脅迫對大蒜的生長、光合特性、根系指標(biāo)、酶活性、營養(yǎng)吸收、Cd化學(xué)形態(tài)及產(chǎn)量與品質(zhì)會產(chǎn)生嚴(yán)重的負(fù)面作用。增施一定量的鈣可顯著緩解鎘對大蒜的毒害作用,減少大蒜的鎘污染。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：S633.4

【參考文獻】

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本文編號：1507505