稀土元素对柑橘生长发育的影响研究

发布时间：2020-10-19 06:56

　　 我国作为世界上稀土贮量最多的国家,稀土矿产资源极为丰富,稀土矿藏遍布全国,并且柑橘的主产区:江西、广西、湖北等地区稀土含量极显著偏高。另外,自上世纪70年代,我国就开始将稀土作为肥料在农业生产上试用,施用稀土的农田面积每年可达460万hm~2,并且林业、畜牧业、渔业等领域都有涉及稀土肥料。进入土壤后的外源稀土,有99.5%以上被土壤固相表面吸附,而极少量以离子态和可溶性的有机或无机络合态分布在土壤溶液中。长期施用稀土肥必将导致稀土在土壤中的积累。稀土矿藏区在地理位置上与柑橘产区和重合,并且随着稀土肥的普遍使用,柑橘果园土壤中的稀土含量逐渐增加,因此研究稀土矿区果园土壤和树体的稀土分布情况及并分析果实品质,探索柑橘苗对稀土元素的响应并综合评价柑橘砧木对稀土元素的耐受力具有重要的经济意义。本研究以江西寻乌、信丰、龙南为采样点,每个县采5个矿区纽荷尔果园及5个矿区周边纽荷尔果园,采取土壤、春梢叶片和果实,分析江西矿区果园土壤和树体的稀土分布情况及稀土含量与果实品质的相关性。同时,以资阳香橙(C.junos Sieb.ex Tanaka)、枳(Poncirus trifoliate(L.)Raf.)、沙田柚(Citrus grandis var.shatinyu Hort)3种柑橘砧木为材料,进行稀土镧(La)胁迫处理。镧浓度设为0 mmol/L(CK)、0.125 mmol/L、0.25 mmol/L、0.5 mmol/L、1 mmol/L、1.5 mmol/L、2 mmol/L、4 mmol/L共8个浓度梯度。各处理分别标记为CK、0.125La、0.25La、0.5La、1La、1.5La、2La、4La。分别研究了各砧木在不同浓度的镧胁迫条件下的毒害指数、生长指标、光合色素含量以及生理生化指标的变化等,并利用主成分分析法综合评价了3种柑橘砧木对稀土镧的耐性,另外分别测定了柑橘砧木地上部和地下部的镧含量以及柑橘叶片中的钙含量和钙调蛋白(CAM)含量,主要研究结果如下。1、赣南稀土矿区果园土壤和树体的稀土分布情况及果实品质分析1.1通过测定赣南寻乌、信丰、龙南29个稀土矿区果园及周边果园的土壤样品的稀土含量发现,所有果园的土壤中都检测到稀土元素,其中土壤中的平均总稀土含量:信丰寻乌龙南。3个地区稀土总含量在土壤和树体中的分布规律均为土壤根系叶片果皮果肉,且信丰县采样果园的土壤、根系、叶片、果皮和果肉中的总稀土含量的平均值都高于龙南和寻乌的果园。信丰、龙南和寻乌三个地区的采样果园土壤中轻稀土的含量较高,主要为铈(Ce)、La、钕(Nd)等,重稀土含量较高的有钇(Y)和钆(Gd)。总体看来,土壤和根系的稀土含量总体分布特征为CeLaNdYGd其他,叶、果皮和果肉中稀土的分布总体规律为LaCeNdYGd其他。1.2通过分析3个地区纽荷尔的果实品质,并将土壤、叶片和果肉中的各稀土含量与果实品质作相关性分析发现,土壤和叶片中的La含量与单果重呈显著正相关(p0.05),与Vc含量呈显著负相关(p0.05);相对于土壤和果肉中各稀土元素的含量,果实品质与叶片中各稀土元素含量的相关性更强。由于La在柑橘树体中的迁移率最高,因此以La为研究对象,研究镧对柑橘砧木生长发育的影响。2、镧对柑橘砧木实生苗生长指标及生理生化的影响2.1在高浓度La(≥1.0 mmol/L)处理下,柑橘砧木苗表现出毒害症状,叶片黄化,失水萎蔫,严重者叶脉爆裂,最后枝条干枯,直至整株干死。3种砧木先后出现不同程度的受害症状。在试验过程中,枳出现受害症状最早,平均毒害指数最高,而资阳香橙的受害症状出现最晚,平均毒害指数最低。因此,初步判断,枳对La最敏感,沙田柚次之,资阳香橙的耐性最强。2.2从整体看,三种砧木的株高增长率在低浓度(0-0.5 mmol/L)La处理下与对照组无显著差异,而在高浓度(?2 mmol/L)La处理下,3种砧木的株高增长率显著低于对照组。通过比较不同浓度La处理下3种柑橘砧木的鲜重、干重、根冠比及含水量的变化发现,随着La浓度的增加,3种砧木的鲜重、干重和根冠比先增后减,资阳香橙和枳的含水量也呈先增后减趋势,沙田柚的含水量呈下降趋势。2.3研究发现在低浓度(?2 mmol/L)La处理下,3种柑橘砧木的叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b和类胡萝卜素的含量整体上与对照组相差不大,而在4La处理下,3种砧木的光合色素含量均显著降低。2.4 La处理引起柑橘砧木叶片抗氧化酶活性、丙二醛(MDA)含量和可溶性蛋白含量变化规律不一致。在La处理下,资阳香橙的超氧化物歧化酶(SOD)活性与对照组间无显著差异,而枳和沙田柚的SOD活性均低于对照组;三种砧木的过氧化物酶(POD)活性变化没有明显的规律性,资阳香橙的POD活性在对照组处理下最高,枳在0.125La处理下POD活性最高,而沙田柚在1La处理下POD活性最高。三种砧木过氧化氢酶(CAT)活性随La浓度的增加先增后减。3种柑橘砧木的MDA含量在低浓度(2mmol/L)时与对照差异不大,但在高浓度4 mmol/L处理下明显高于对照。3种砧木的可溶蛋白含量总体呈先增后减的趋势。2.5为评价不同砧木的对La的耐性,以各项生理指标的耐系数为基础,用主成分分析和隶属函数分析法对3种砧木对La的耐性进行评价,结果显示资阳香橙对稀土La的耐性最强,沙田柚次之,枳最弱。3、镧在柑橘砧木器官中的分布及镧对叶片钙含量和CAM含量的影响3.1在不同浓度的La处理下,3种砧木地上部和地下部的La含量均随浓度的增加而增加,并且地下部的含量显著高于地上部。低浓度(?0.5 mmol/L)La处理下,地下部的La含量为枳沙田柚资阳香橙,地上部的La含量整体表现为沙田柚资阳香橙枳。在高浓度(?1.0 mmol/L)处理下,资阳香橙地下部的La含量随浓度的增加而迅速增加,沙田柚增加缓慢,最终,在4La处理组地下部的La含量为资阳香橙枳沙田柚;地上部La含量为资阳香橙枳沙田柚。3.2在不同浓度的La处理下,3种柑橘砧木叶片的Ca含量随La浓度的增加而降低。通过相关性分析发现,叶片中的Ca含量与叶片中的La含量呈显著对数负相关(p0.01)关系。3.3沙田柚在整个试验过程中CAM含量最低,且随着处理时间的延长,所有处理组的CAM含量均降低;对照组处理的资阳香橙的CAM含量随时间的延长先增后减,而La处理组资阳香橙的CAM含量随处理时间的延长而增加;枳在对照组的CAM含量随处理时间的延长而增加,而La处理组的CAM含量先增后减。4、结论4.1信丰、龙南、寻乌3个地区稀土总含量在土壤和树体中的分布规律均为土壤根系叶片果皮果肉,而土壤和根部的稀土含量总体分布特征为CeLaNdYGd其他,叶、果皮和果肉中稀土的分布总体规律为LaCeNdYGd其他。4.23种柑橘砧木苗对La的耐性强弱顺序为资阳香橙沙田柚枳;但枳的迁移率迁移率最低。4.3镧处理影响植物对钙的吸收并干扰钙信号系统。
【学位单位】：西南大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：S666
【部分图文】：

图 1 对照组（CK）与高浓度处理组（4La）的 3 种柑橘砧木的叶片比较Fig.1 Symptoms of 3 citrus rootstocks leaves under control (CK) and 4La.

图 1 对照组（CK）与高浓度处理组（4La）的 3 种柑橘砧木的叶片比ig.1 Symptoms of 3 citrus rootstocks leaves under control (CK) and 4图 2 对照组（CK）与高浓度处理组（4La）的 3 种柑橘砧木的根系比

图 3 不同浓度 La 处理对柑橘砧木苗株高增量比率的影响注：相同品种间的不同字母表示差异显著（p<0.05）。Fig. 3 Effects of La on tree height increment ratio of different rootstocksNote：Different letters within the same variety indicate significant difference at P < 0.05.在实验结束后，分别比较了不同处理下 3 种砧木品种的植株鲜重、干重、根冠比和含水量。由表 9 可知，随着 La 浓度的增加，资阳香橙、枳、沙田柚的单株鲜重先增后减，均在 0.5La 处理组单株鲜重最大，分别为 2.21 g、1.37 g、2.51 g，在4La 处理下单株鲜重最小，分别为 0.39 g、0.25 g、0.44 g。三种砧木单株干重的变化趋势与单株鲜重一致。不同浓度 La 处理下的根冠比均大于对照组，但无显著差异；除 4La 处理组外，枳的根冠比也都大于对照组，可能是由于在高浓度处理下枳的生长受到了严重的抑制；La 处理下的沙田柚根冠比也都大于对照组，并且当 La浓度大于 0.5 mmo/L 时，差异显著。当 La 浓度大于 1.5 mmol/L 时，资阳香橙和枳的含水量显著低于对照组；而沙田柚在浓度高于 1 mmol/L 时，含水量就明显低于对照组。
【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 周沁沁;栾文楼;宋泽峰;冯星;张蒨;张旭;;土壤稀土元素对太行山区大枣品质影响的探讨[J];河北农业科学;2015年06期

2 赵倩倩;刘慧;王亚喆;徐秋曼;;稀土元素在植物学中的研究进展[J];食品研究与开发;2015年19期

3 赵倩倩;赵朝宇;徐秋曼;郭红梅;陈宏;;稀土金属铈对黄豆种子萌发及幼苗生理活性的影响[J];天津师范大学学报(自然科学版);2014年04期

4 王蕊;王应军;马星宇;;镧、铈对铜胁迫下豌豆幼苗抗氧化酶系统的影响[J];核农学报;2013年06期

5 王甲辰;左强;邹国元;陈曦;张琳;谷佳林;宫延刚;;添加稀土对镉污染土壤上青椒生长与镉吸收分布的影响[J];中国稀土学报;2013年03期

6 李永裕;潘腾飞;余东;邱栋梁;;龙眼叶片活性氧代谢和抗氧化系统对La~(3+)的响应[J];中国稀土学报;2012年05期

7 徐如松;柴瑞娟;王玉良;;镧、铈对油菜种子萌发与幼苗生长的影响[J];热带作物学报;2012年09期

8 杨斌清;;江西稀土产业链SWOT分析研究[J];稀土;2012年04期

9 魏秀君;殷云龙;芦治国;莫海波;华建峰;徐建华;;NaCl胁迫对5种绿化植物幼苗生长和生理指标的影响及耐盐性综合评价[J];植物资源与环境学报;2011年02期

10 凌丽俐;彭良志;淳长品;曹立;江才伦;雷霆;;赣南纽荷尔脐橙叶片黄化与营养元素丰缺的相关性[J];中国农业科学;2010年17期

相关硕士学位论文 前1条

1 林有升;铈对拟南芥的Hormesis效应及其与钙信号传导之间关系的研究[D];山东理工大学;2012年

本文编号：2846876