题目

对于“盐对植物生长的影响”的实验过程、怎么写啊?
详细的实验过程和结论哦~~不用多说吧?呵呵

提问时间：2020-07-26

答案

不同盐处理对黄瓜幼苗生长及生理特性的影响：
利用溶液培养方法研究了Ca(NO3)2、KNO3、NaNO3和NaCl 4种盐在阴离子浓度为14、56、98、140、182 mmol/L 5个水平下对黄瓜幼苗生理特性的影响.结果表明:随着阴离子浓度的升高,4种盐处理均使黄瓜幼苗的生长受到抑制,质膜透性增大,脯氨酸含量增加,不同盐对保护酶系活性的影响有差异; 3种含硝酸盐类的阳离子的影响大小依次为:钠盐>钾盐>钙盐;在相同水平的Na+离子条件下,NaNO3处理对黄瓜幼苗生长的影响大于NaCl处理.
在设施蔬菜栽培过程中,由于特殊的栽培、灌溉、施肥以及环境条件,形成了一种人为条件的特殊土壤,使土壤表层盐分聚集,引起土壤次生盐渍化,影响蔬菜的正常生长.目前土壤次生盐渍化已成为国内外设施栽培中普遍存在的问题.有研究表明,设施栽培条件下产生的次生盐渍化土壤的盐分组成特点和滨海盐土、内陆盐土不同,阴离子以NO-3为主,约占阴离子总量的67%~76%,阳离子则以Ca2+为主.而一般研究盐害的作用机理多利用高浓度NaCl对作物胁迫,主要是由于NaCl影响植物对必需营养元素的吸收、分配,引起植株水分亏缺及破坏质膜的结构和功能等[4-6].而设施蔬菜栽培过程中使用的氮肥多为Ca(NO3)2或KNO3.为此,本研究主要探讨在NO-3积累的同时,其阳离子的作用及其与NaCl胁迫在生理特性等方面的差异.
1 材料与方法
1·1 材料培养
试验于2005年3~12月在山东农业大学玻璃温室进行.供试黄瓜品种为“新泰密刺”.按常规方法浸种催芽,挑选发芽整齐的种子播于装有洗净沙子的营养钵中(8cm×8cm),子叶展平后用营养液浇灌,待幼苗长至四叶一心时,选取生长一致的健壮幼苗转移至盛有10L营养液的聚氯乙烯水培盆(50cm×40cm)中,每盆定植两行,共10株.处理前营养液中大量元素参照山崎配方略加修改,微量元素参照Arnon配方,营养液中NO-3的浓度为14 mmol/L,pH值用H2SO4调节,保持在5·5~6·5之间.
1·2 试验处理
试验营养液阴离子浓度设5个水平,分别为14、56、98、140和182 mmol/L,即在常规营养液NO-3浓度14 mmol/L[Ca(NO3)2∶KNO3=1∶2](对照)的基
础上,分别用Ca(NO3)2、KNO3、NaNO3和NaCl四种盐配制的处理营养液,使其阴离子浓度调至56、98、140和182 mmol/L,对照为常规营养液培养,共17个处理,重复3次.移栽缓苗3 d后开始处理,为防止高浓度盐刺激,阴离子浓度每天递增最终浓度的1/4,当达到处理浓度时,重新更换一次处理营养液,处理
1周后采样测定相关指标.
1·3 测定项目和方法
电导率用电导率仪(ORION conductivity TDS me-ter,日本)测定;酶活性用pH 7·8的磷酸缓冲液(0·05 mol/L)提取酶液,SOD活性用NBT还原法测定,POD活性用愈创木酚法测定,CAT活性的测定参照Chance的方法, MDA含量用硫代巴比妥酸法测定,脯氨酸用磺基水杨酸法测定,其均用UV-160A分光光度计进行测定.
2 结果与分析
2·1 对黄瓜幼苗生长的影响
2·1·1 对黄瓜幼苗干重的影响
黄瓜幼苗地上部干重随着阴离子浓度的增加均有降低的趋势,其中NaNO3处理下降明显,KNO3处理次之,NaCl处理的黄瓜幼苗地上部干重在Cl-浓度增加初期下降的幅度与Ca(NO3)2处理的相同,但在高浓度处理时,下降明显,并且比KNO3处理的下降幅度还大.在3种NO-3-N肥中,随着NO-3浓度的增加,对黄瓜幼苗地上部干重的影响则是钠盐>钾盐>钙盐,其中NaNO3处理下降的幅度高达40·70%.
黄瓜根系干重随着阴离子浓度的增加,根系干重先增大,而后再下降.在KNO3处理区,NO-3浓度增至56 mmol/L时,根系干重最大,随后开始下降,NaNO3和Ca(NO3)2处理区则在阴离子浓度增至98mmol/L时根系干重达最大,随后则下降;而NaCl处理区虽根系干重随阴离子浓度升高而增加,直至98mmol/L又开始下降,但仍稍高于对照1·06%.根干重下降明显的是NaNO3处理区;其次是KNO3和Ca(NO3)2处理区,下降幅度分别为36·25%,14·48%和9·82%.在3种NO-3-N肥中,高浓度对根干重的影响同样是钠盐>钾盐>钙盐.NaCl处理有助于黄瓜幼苗干重的增加.
2·1·2 对黄瓜幼苗株高和茎粗的影响
黄瓜幼苗的株高和茎粗随阴离子浓度的增加,各处理均呈下降趋势,对株高的影响是NaNO3和KNO3处理明显大于NaCl和Ca(NO3)2处理.而对茎粗的影响则是KNO3处理和NaCl处理比较接近.在相同的NO-3阴离子条件下,黄瓜幼苗的株高在NaNO3处理区下降最快,其次是KNO3处理区.Ca(NO3)2处理区下降较慢.而在相同的Na+离子条件下,NaNO3处理分别使株高和茎粗降低,为对照的56·92%和17·72%;NaCl处理也分别降低,但只为对照的45·98%和11·66%,可见,NaNO3处理对株高和茎粗的影响远大于NaCl处理.
2·2 对黄瓜幼苗叶片保护酶系活性的影响
黄瓜幼苗叶片中SOD活性均随阴离子浓度的升高而升高.其中NaNO3处理区SOD活性最高,KNO3次之,Ca(NO3)2处理的SOD活性升幅最小,分别高出对照的3·75、3·61、2·44、和1·51倍.说明在阴离子均为NO-3时,对SOD活性的影响为钠盐>钾盐>钙盐.在低浓度范围内,POD活性均随处理浓度的升高而增大,且NaNO3处理区升幅最大,为12·6%; KNO3次之,Ca(NO3)2处理升幅仅为4·5%;当NO-3浓度达到140 mmol/L时,随着胁迫强度增加,NaNO3和KNO3处理的黄瓜幼苗的POD活性下降,但Ca(NO3)2处理的POD活性继续升高.说明Ca2+可能对盐胁迫有一定的缓解作用.Ca(NO3)2和NaCl处理使幼苗叶片CAT活性升高,而KNO3和NaNO3处理使CAT活性先升高,在处理浓度超过98 mmol/L活性降低.而同为钠盐,对SOD活性的影响则是NaNO3>NaCl.
总之,从各处理保护酶活性的变化可以看出,在相同的阴离子处理水平上 ,NaNO3处理对保护酶系活性影响最大,对黄瓜幼苗生长的胁迫也最大,KNO3处理次之,Ca(NO3)2处理较小.而同为钠盐对保护酶系活性的影响为NaNO3 >NaCl.
2·3 对黄瓜幼苗叶片质膜过氧化水平和细胞质膜透性的影响
黄瓜幼苗叶片中丙二醛(MDA)含量均随阴离子浓度的升高而增加,在阴离子浓度达到182 mmol/L时,Ca(NO3)2、KNO3、NaNO3和NaCl等4种盐处理的黄瓜幼苗叶片MDA含量依次增加为对照的24·4%、38·7%、46·9%和25·7%,说明不同盐处理均加剧了膜质过氧化水平.黄瓜质膜透性也随着处理浓度的
升高而增大,增幅分别为26·84%、98·91%,115·01%和94·02%.NaNO3处理对黄瓜质膜透性的影响最大,KNO3次之,Ca(NO3)2处理影响最小,说明在3
种NO-3-N肥中,对质膜的破坏作用钠盐>钾盐>钙盐.
2·4 对黄瓜幼苗脯氨酸含量的影响
植株受盐胁迫时,细胞质会积累一些可溶性物质降低渗透势,提高植物的耐盐性.脯氨酸是一种重要的渗透调节物质和抗氧化物质.黄瓜幼苗脯氨酸含量随着阴离子浓度的升高,黄瓜幼苗叶片和根系中积累的脯氨酸含量均不同程度提高.其中NaNO3处理提高的幅度大且明显,分别提高16倍和69%, NaCl处理的次之,Ca(NO3)2处理的升高幅度最小,分别为99·77%和5·04%.在3种NO-3-N肥中,随NO-3浓度的增加,阳离子对黄瓜幼苗脯氨酸积累的影响为钠盐>钾盐>钙盐.根系中脯氨酸提高的幅度低于叶片,说明盐胁迫对叶片的影响程度大于根系.
3 讨论
各种离子胁迫对不同植物的毒害程度有所差异,不同种类离子对同一植物的毒害程度随离子浓度的改变而变化.盐胁迫不仅使植物整体生长变慢甚至死亡,还影响到质膜的组分、透性、运输、离子外渗等变化,导致细胞膜的正常功能受损,使细胞代谢和生理功能受到不同程度的破坏.
本试验研究表明,不同盐处理均对黄瓜幼苗植株的生长产生抑制.从3种NO-3-N盐比较看,在阴离子浓度等量的情况下,随着NO-3浓度的增加,对黄瓜幼苗生长的影响大小依次是钠盐>钾盐>钙盐.这可能是作物的生长对K+和Ca2+需求较多,只有在较高浓度时才产生毒害;本试验设计中为了确保阴离子等量,Ca(NO3)2处理中Ca2+的浓度较其他处理的阳离子少50%;在阴离子等量的条件下3种硝态氮肥对黄瓜幼苗生长的胁迫方式和机制有所不同.
盐对植物的毒害首先表现为对细胞膜的破坏作用,引起质膜过氧化,膜透性增加.MDA含量和相对电导率大小可反映质膜受伤害的程度.本试验结果表明,4种盐在阴离子浓度大于56 mmol/L的处理均导致过氧化产物MDA含量增加,质膜透性增大.在阴离子NO-3浓度相同的条件下,NaNO3处理对质膜的破坏程度最大,KNO3次之,Ca(NO3)2处理破坏程度最小,说明质膜结构破坏的另一个主要原因可能是由于Na+的过度积累影响了K+和Ca2+的吸收,从而影响质膜结构.
在植物遭遇逆境胁迫时,植物自身保护酶活性增加,以此来清除体内产生的大量自由基,维护膜系统的完整性,以减轻对植物的伤害.不同离子胁迫时,对膜起保护作用的酶类活性变化也不完全相同.本研究表明,一定浓度范围内,不同盐分胁迫均可诱导黄瓜幼苗叶片保护酶系活性,其中3种硝酸盐对SOD活性影响程度依次为钠盐>钾盐>钙盐,两种钠盐的影响程度依次为NaNO3>NaCl.
而在低浓度范围内,对POD活性的影响与SOD活性变化相似,而当NO-3浓度继续升高时,对POD活性的影响则为NaCl钾盐>钙盐.可以认为,钠盐对植物的保护膜系具有一定的破坏作用;钾盐能促进蛋白质的合成;钙盐能减缓渗透胁迫下的质膜过氧化程度,对生物膜具有一定的保护作用,但钾盐和钙盐浓度过高也会对植物产生离子毒害.NO-3是营养元素,对生长有促进作用.
於丙军等人报道,氯是高等植物的必需元素,两种阴离子对植物的生长发育必不可少,但过多仍会造成毒害.从本试验结果看,同为钠盐,对黄瓜幼苗生长的影响是NaNO3>NaCl,原因可能是:
1)NaNO3处理,浓度过高的阴离子NO-3与阳离子Na+共同胁迫作用,而NaCl处理,其阴离子是由营养液中所必需的NO-3离子和大部分Cl-离子组成,在阴离子浓度胁迫方面会有一定的缓解作用;
2)施用硝态氮肥使植物体内阳离子含量明显升高,笔者在最近的试验中发现,NaNO3处理中浓度过高的NO-3的大大促进阳离子Na+的吸收,从而使NaNO3处理的Na+毒害加重;
3)4种盐对黄瓜幼苗生长的胁迫方式和胁迫机制不同,此问题有待进一步研究