摘要
土壤盐碱化是世界普遍存在的生态问题，严重影响植物的生长和作物的产量。为探讨生姜对pH及盐胁迫的响应，本试验以‘山农1号’生姜为试材，采用营养液砂培和土壤盆栽相结合的方法，研究了营养液及土壤pH与盐交互胁迫对生姜产量品质及相关生理代谢的影响。主要研究结果如下： 1.采用二次饱和D-最优设计，研究确定了砂培生姜营养液pH和盐水平与产量和品质的关系，建立了相关数学模型。模型解析表明，对生姜产量、品质的影响盐大于pH，且二者之间存在显著的交互效应。较低水平的pH变化对生姜产量、品质无显著影响，当pH超过7.70时，产量随pH升高呈快速下降趋势；而随盐水平的升高，生姜产量持续降低，但在钠离子含量77.91mmol·L-1范围内，生姜品质随盐水平升高有改善的趋势。 2.pH与盐胁迫显著影响生姜的生长，在不同pH和盐水平胁迫处理下，生姜根、茎、叶及根茎鲜重显著下降。如幼苗期0.35%、0.7%盐水平处理的根鲜重较无盐胁迫对照分别降低10.8%和27.3%；而随生长的进行，pH与盐胁迫处理各器官生长量与对照的差异逐渐增大，如幼苗期、发棵期及根茎膨大期根鲜重pH8.0较pH7.0分别降低39.2%、46.1%、51.2%。收获时0.35%、0.7%盐水平处理的生姜根茎鲜重较对照分别降低20.2%和44.0%；pH8.0较pH7.0产量降低61.3%。 3.随pH与盐胁迫时间的延长，生姜根系脯氨酸，可溶性糖及有机酸等渗透调节物质的含量呈先上升后下降的趋势，且各处理间的差异呈增加趋势。pH与盐胁迫下，生姜各器官Na+含量显著升高，K+含量则显著降低，K+/Na+随生长的进行急剧下降，如幼苗期盐水平0.35%、0.7%胁迫处理的生姜叶片K+含量分别为16.48mg/g、12.14mg/g，K+/Na+分别为2.99、1.59，至根茎膨大期K+含量分别降至13.53mg/g、8.34mg/g，K+/Na+分别为1.40、0.59；pH升高也显著降低了K+含量及K+/Na+。Ca2+、Mg2+、Zn2+等含量与K+有相似的趋势。 4.pH与盐胁迫均引起生姜叶片中H2O2含量和超氧阴离子生成速率增加，且随着生长的进行，活性氧水平升高，处理间的差异增大。SOD、POD、CAT等保护酶活性随处理时间的延长呈先上升后下降的趋势。盐胁迫下使全生育期生姜叶片AsA/DHA、GSH/GSSH比值先升高后降低；APX，GR，DHAR和MDHAR等相关酶活性也有类似的趋势。pH升高对相关代谢的影响与盐胁迫基本一致，且盐与pH对生姜叶片活性氧代谢的影响存在显著的交互效应。 5.生姜叶片光合色素含量、气孔导度（Gs）、净光合速率（Pn）等随胁迫时间的延长而持续下降；胞间二氧化碳浓度（Ci）变化趋势与气孔限制值（Ls）相反。幼苗期0.35%、0.7%盐水平处理叶片叶绿素a含量分别较对照下降了14.9%和21.6%，发棵期及根茎膨大期分别下降24.6%、32.0%和40.7%、42.5%；pH8.0较pH7.0生姜植株在三个时期分别下降了22.1%、36.4%、44.6%。 6.pH与盐胁迫使土壤脲酶、转化酶及碱性磷酸酶的活性均呈不同程度的下降。生姜根际细菌群落微生物在pH与盐胁迫下，门水平优势菌群为变形菌门（Proteobacteria）、绿弯菌门（Chloroflexi）、酸杆菌门（Acidobacteria）等。属水平优势菌群为norank_f＿A4b，norank_f＿norank_o＿norank_c＿subgroup_6，norank_f＿norank_o＿SBR1031等。当pH为8.0、盐水平为0.35%时，导致生姜根际细菌的物种总数显著降低，在本试验水平下，盐（pH：7.0，盐水平：0.35%）、pH（pH：8.0，盐水平：0%）、pH与盐交互胁迫（pH：8.0，盐水平：0.35%）对细菌群落结构的影响具有相似性。
NETL