摘要
盐渍化土地作为后备耕地资源，加强其治理、修复和开发，提高其利用率，是补充耕地面积、保障粮食安全，缓解人地矛盾的关键。因此筛选兼具生态效益和经济效益的植物，丰富盐渍化地区生物品种成为盐渍化地区可持续发展的一种有效措施。 本研究选择菊芋（Helianthus tuberosus）作为供试植物，探究了生物炭对盐胁迫下菊芋生理生态特征的影响，以期为盐渍化地区的生态产业发展提供一个可行的方案。采用盆栽试验，以菊芋块根为材料，设置8种处理:无盐胁迫空白对照（CK）、50mmol/L盐胁迫（Y1）、100 mmol/L盐胁迫（Y2）、150mmol/L盐胁迫（Y3）、无盐胁迫+5％生物炭（S0）、50 mmol/L盐胁迫+5％生物炭（S1）、100 mmol/L盐胁迫+5％生物炭（S2）、150 mmol/L盐胁迫+5％生物炭（S3）。测定菊芋株高、地径、可溶性蛋白（SP）、可溶性糖（SS）、脯氨酸（Pro）、丙二醛（MDA）、过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、叶绿素荧光参数和质子动力势（pmf）等指标的变化情况。研究结果表明: （1）不同浓度盐胁迫对菊芋生长的影响不同。50 mmol/L浓度盐胁迫对菊芋生长无明显影响，甚至对菊芋生长有促进作用，当盐胁迫浓度为100 mmol/L、150 mmol/L时，则会显著抑制菊芋生长（p＜0.05）。 （2）生物炭可有效提高菊芋对盐胁迫的抵抗能力，显著降低丙二醛含量，缓解盐胁迫对菊芋生长抑制作用。以150 mmol/L浓度盐胁迫为例，与盐处理相比，生物炭处理的SP、SS、Pro增量分别下降了 161.76％、16.83％、55.48％,MDA增量下降61.83％,POD、SOD、CAT 活性也分别降低了 71.85％、66.25％、340.05％。 （3）生物炭能有效缓解盐胁迫对菊芋光合系统造成的损伤，从而缓解盐胁迫对菊芋的抑制。盐胁迫下菊芋叶片的叶绿素含量SPAD值在低浓度时有显著上升，但随着浓度进一步升高则显著下降，生物炭组SPAD值相比盐处理组则显著上升。另外盐胁迫下菊芋叶片最大光化学效率（Fv/Fm）、光化学猝灭（qP）、非调节性能量耗散（Y（NO））下降，和盐溶液浓度变化呈反比，且下降程度高于生物炭组。非光化学猝灭（NPQ）、调节性能量耗散（Y（NPQ））上升，和盐溶液浓度变化呈正比，上升程度高于生物炭组。菊芋叶片类囊体质子传导率（gH+）在盐胁迫下显著降低，稳态质子流入速率（vH+）、电致变色位移量（ECSt）则显著增加，这表明菊芋光合作用受到了抑制，其在应激条件下启动了 pmf负反馈调节机制来降低光抑制对光合系统的损伤。相比盐处理，生物炭处理gH+上升、vH+、ECSt下降，表明生物炭能够缓解菊芋的光抑制。 本研究表明生物炭能够有效改善盐胁迫下菊芋自身的渗透平衡，抑制其膜脂过氧化作用，提高抗氧化能力，从而缓解盐胁迫对菊芋生长的抑制作用，同时能够缓解盐胁迫对光合系统的损伤。
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