摘要
在青藏高原,冻融交替是一种常见的气候现象,同时,由于降雨少,蒸发量大,土壤盐渍化比较常见,冻融环境和盐碱胁迫是影响藏区作物生长的重要因素。除了冻融盐碱胁迫外,化感作用也是一种不可忽视的生态胁迫因子,制约着作物的生长。黄花蒿是广泛分布于我国西南地区的田间杂草,所释放的青蒿素能够影响作物生长。有机化合物黄腐酸钾在农业上既是肥料又能增强作物抗逆性,能够提高逆境农田生态系统的抗性。本研究以青藏高原最重要的经济作物青稞(Hordeum vulgare L.)为材料,分别采用生态效应不同的青蒿素和黄腐酸钾两种因子,研究冻融环境下的复合胁迫及缓解机制,以阐明青稞幼苗的生理响应机制。 本研究选用的青稞品种为北青3号。为探明青蒿素对冻融+盐复合胁迫的缓解作用,通过室内水培实验,添加150mmol/L氯化钠溶液和20mg/L青蒿素溶液,待青稞幼苗生长8d后,进行冻融环境模拟实验。探索了不同处理组青稞幼苗渗透调节物质、超氧化物歧化酶(SOD)活性以及光合特性的变化规律。结果表明:盐胁迫下,青稞幼苗可溶性蛋白含量和相对含水量(RWC)下降,相对电导率、可溶性糖、丙二醛(MDA)含量和SOD活性上升,光合速率下降。冻融处理后,幼苗的可溶性蛋白含量上升,且青蒿素-盐-冻融复合处理组(FAS)上升了97.8%,上升幅度最大。FAS组相对电导率显著低于盐-冻融复合处理组(FS)(P<0.05)。FAS组MDA含量和可溶性糖含量积累但是低于FS组,青蒿素-冻融复合处理组(FA)和FAS组SOD活性下降。各冻融组光合作用减弱,FAS组的细胞间隙CO2浓度(Ci)显著低于单一冻融处理(F)、FA和FS组(P<0.05)。与没有添加青蒿素的对照组相比,添加青蒿素能够缓解盐及冻融胁迫对青稞幼苗的伤害作用。 为探明黄腐酸钾对冻融+碱性盐复合胁迫的缓解作用,添加60mmol/L碳酸氢钠溶液和0.5g/L黄腐酸钾溶液,待青稞幼苗生长8d后,进行冻融环境模拟实验。探索了不同处理对青稞幼苗渗透调节物质、SOD活性、过氧化物酶(POD)活性以及光合特性的变化规律。结果表明:碱性盐胁迫下,青稞幼苗可溶性蛋白和MDA含量显著上升(P<0.05),MDA含量相比对照组(CK)升高了63.1%,SOD、POD活性和光合速率均下降。冻融处理后,青稞幼苗可溶性蛋白含量下降,碱性盐-黄腐酸钾-冻融复合处理组(FHK)可溶性蛋白含量显著高于其他冻融组(P<0.05),FHK组相对电导率和MDA含量显著低于碱性盐-冻融复合处理组(FH)(P<0.05),FHK组酶活性高于FH组,各组净光合速率下降。与没有添加黄腐酸钾的对照组相比,添加黄腐酸钾能够缓解碱性盐及冻融胁迫对于青稞幼苗的伤害作用。 盐碱及冻融两种胁迫均能对青稞幼苗产生显著生理损害,且两种因子的复合胁迫具有叠加效应,但少量青蒿素或黄腐酸钾的添加减缓了这种叠加效应。该研究结果证明,在短期冻融复合胁迫下,适量青蒿素和黄腐酸钾的添加能够提高青稞的耐冻和耐盐碱胁迫能力,这有望为青稞作物的科学种植与管理提供一定的理论参考。