接种丛枝菌根对柑桔锌素吸收效应的影响研究-硕士论文

西南大学 硕士学位论文 接种丛枝菌根对柑桔锌素吸收效应的影响研究 姓名：汤静 申请学位级别：硕士 专业：果树学 指导教师：曾明 20100501 摘要 接种丛枝菌根对柑桔锌素吸收效应的 影响研究 果树学专业硕士研究生汤静 指导教师曾明教授 摘要 柑橘C i t r u sr e t i c u l a t aB a n c o 为芸香科( R u t a c e a e ) 柑橘属( C i t r u sL i n n ) 植物，柑橘果实 营养丰富，色香味兼优，既可鲜食，又可加T 成以果汁为主的各种加工制品。柑橘产量居百 果之首，柑橘丰产稳产、经济效益高，是我国南方果树的最主要的树种，对果农脱贫致富， 农村经济发展起着重人的作用。 我国，虽然报道有许多锌污染土壤，但缺锌土壤仍达全国十壤4 0 。在柑橘生产中，由丁： 不同土壤中锌素分配不均匀以及作物生长对锌的需求，造成农田大面积缺乏锌元素较为普遍。 此外重庆柑橘产区还存在不合理的施肥，如氮、磷、钾、钙施用过量也易诱发缺锌症。近年 研究，锌成为制约柑橘高产优质的“限制因子”之一。 另一方面，柑橘是菌根植物，其生长发育很人程度上依赖于菌根的形成。丛枝菌根 ( a r b u s c u l a rm y c o r r h i z a , 也称A M 菌根) 是最普遍的内生菌根，是植物在长期的生存过程中， 与丛枝菌根真菌一起共同进化的结果，是一种有益共生体。它的存在有利于提高植物抵御不 良环境的能力，促进植物生长。正是由于A M 菌根的这些有益作用，A M 生物技术及其在生产 实践中的应用已成为当前的研究热点。因此对柑橘接种适当的丛枝菌根真菌，培育出菌根化 苗，对提高柑橘的质量和移栽成活率，促进幼苗生长，提高其抵抗不良环境的能力有十分重 要的意义。基于此，本试验就柑橘接种丛枝菌根对锌素吸收效应的影响进行研究。 调查研究了柑橘生产果园锌素营养和黄化表现：以柑橘常用砧木卡里佐枳橙( C a r r i z o c i t r a n g e ，C i t r u ss i n e n s i s O s b e c k P o n c i r u st r i f o l i a t a ( L ) R a f ) 为试材，以丛枝菌根真菌球囊 霉属( G l o m u s ) 中的3 个菌种为菌荆，以不接种为对照，试验设3 次重复，随机区组排列。主要 研究了在不同十壤p H 的条件下进行接种丛枝菌根的处理对柑橘吸收锌素的影响；同时在忠县 新立的哈姆林( 枳橙砧) 成年果 元j ，进行了锌肥施用试验，试验设高锌处理( 1 0 9 Z n ) 和较低 锌处理( 0 5 9 Z n ) ，3 次重复，随机区组排列。主要试验结果如下： I 两南入学硕十学付论文 l 、 缺锌导敛新梢”黄化病”，新梢丛生且1 I 间明显缩短，叶片形成”肋骨”状黄斑。止常 叶片锌含量都显著高于黄化叶片锌含量。试验认为，叶片锌含量较高的6 月，锌适宜指标在 3 5 9 9 g - 1 以上，在锌含量较低的8 月至1 0 月，叶片锌适宜含量在3 0 1 t g g - 1 以上。试验还认为 柑橘锌适宜标准与采样时间和品种相关。 2 、柑橘缺锌抑制叶片叶绿素的合成，黄化叶片中叶绿素含量1 0 3 3m g g - 1 F W 显著低丁正 常叶1 6 8 9m g g - 1 F W 。黄化叶片与正常叶片的类胡箩I - 素含量无显蔫差异。本试验中，叶片 叶绿素含量明显低丁正常叶。黄化叶片叶绿素含量低丁止常叶，且黄化叶片中含锌量也低于 正常叶片，说明缺锌状态下对光合色素的合成具有抑制作用，其原冈可能是缺锌素改变了光 合色素合成酶的构型，酶的活性受到抑制、阻碍光合色素的合成。所以叶绿素含量的变化一 定程度上能够反映锌元素对植株生长的影响。 3 、柑橘缺锌严重地限制枝梢生长，缺锌黄化叶片春梢长度和叶面积显著低丁正常叶片。 在本研究中，黄化叶片叶面积8 5 c m 2 、叶长4 0 5 c m 、叶宽2 3 c m 和春梢长度1 1 6 c m 都显著低 于正常叶片，而黄化叶片的锌含量也显著低于正常叶片。 4 、菌根有利于柑橘对土壤锌素的吸收，即使在偏碱性的十壤中，接种菌根的柑橘叶锌含 量显著高丁适宜十壤p H 下不接种菌根的叶片锌含量；接种菌根和锌吸收还显著促进柑橘根系 的生长根须达到6 7 2 - j ：1 2 3 e m ，提高了柑橘根系活力，说明接种菌根能一定程度上起到对了因 p H 偏高的十壤条件下柑橘生理指标下降的补偿作用。 5 、接种菌根菌和高锌处理( 1 0 9 Z n + A M ) 较低锌处理( 0 5 9 Z n - A M ) ，显著地提高了叶 片的光合利用率( m g C 0 2 d m 2 h ) ，表明菌根和锌素营养的提高能有效地促进柑橘光合作用。本 研究中，在重庆的5 月，柑橘叶片的P t l 绿素值( 叶绿素a 、叶绿素b 、总叶绿素) 在不同锌浓度 处理下均差异显著；类胡萝卜素有显著差异。7 月，柑橘叶片的类胡萝卜素值在各处理下均无 显著性差异。但是叶绿素a 、叶绿素b 、总叶绿素值在菌种A M 处理下与对照都有显著性差异。 而叶绿素a 、叶绿素b 、总叶绿素值在锌素处理下与对照差异不显著。9 月和1 1 月叶绿素a 、 叶绿素b 、总叶绿素、类胡萝卜素值在锌素处理下与对照有显著性差异：在接种菌根与对照相 比较差异显著。这表明：锌能有效的提高叶绿素在叶片中的含量：同时接种随着接种时间的 增加，菌种能有效的改善柑橘叶片的叶绿素含量。 6 、锌有效地提高柑橘S O D 、P O D 活性，提高了柑橘酶保护系统活力。 7 、田间条件下施锌对柑橘果实的单果重、横径、纵径、可食率和出汁率与对照比都有显 著提高。说明在缺锌土壤中，施用锌肥能有效改善果实品质提高经济产量。 关键词：柑橘锌丛枝菌根土壤p H A b s t r a c t T h eE f f e c tO f I n o c u l a t i n gO f A M F u n g i O n T h eZ n a b s o r p t i o n C a n d i d a t e ：T a n gJ i n g S u p e r v i s o r ：P r o f e s s o rZ e n gM i n g A bs t r a c t T h eg e n u sc i t r u si sam e m b e ro fC i t r u sL i n no fR u t a c e a e T h ef r u i to fc i t r u si sd e l i c i o u s ，r i c hi n n u t r i e n ta n dc a nb ee a t e nr a w , w h i c ha l s oc a nb ep r o c e s s e di n t ok i n d so fp r o d u c t i o ni n c l u d i n gj u i c e C i t r u sh a sh i i g ha n ds t a b l e ，S Oi tC a nc r e a t eh i i g he c o n o m i cv a l u e ，w h i c hh a sb e c o m et h em o s t i m p o r t a n tf r u i tt r e e si nt h es o u t h e r no fC h i n a I tp l a y sas i g n i f i c a n tr o l ei nd e v e l o p i n gr u r a le c o n o m y I nC h i n a , a l t h o u g ht h e r ea r em a n yr e p o r t so fZ nc o n t a m i n a t e ds o i l ，b u tZ nd e f i c i e n c yW a ss t i l l u pt ot h e4 0 o ft h es o i ln a t i o n w i d e I nc i t r u sp r o d u c t i o n ，t h eZ nd e f i c i e n c yi sb e c a u s eo ft h e d i f f e r e n to fs o i lc o n t e n ta n dt h ep l a n td e m a n d I m p r o p r i e t ya p p l i c a t i o no fN 、P 、Ka n dC a f e r t i l i z a t i o ni nC i t r u sp r o d u t i o ni nC h o n g q i n g , a l s ob r i n ga b o u tZ nd e f i c i e n c y ，r e s t r i c t i n gc r o p p r o d u c t i o n I nr e c e n tr e p o r t s ，Z nd e f i c i e n c y b e c o m eo n eo fl i m i t i n gf a c t o ro fc i t r u sq u a l i t ya n d h i g hy i e l d O nt h eo t h e rh a n d ，C i t r u si s m y c o r r h i z a ls y m b i o s i sp l a n t C i t r u sg r o w t hd e p e n do nt h e m y c o r r h i z a l T h ea r b u s c u l a rm y c o r r h i z ai sas o r to fb e n e f i c i a ls y m b i o n tw h i c he n g e n d e r sb e t w e e n p l a n tr o o t sa n ds o i lf u n g id u r i n gt h ec o u r s eo ft h ep l a n t Sg r o w t h I ti sk n o w nt h a tt h eA M Fc a l l p r o m o t ep l a n tg r o w t ha n di m p r o v et h ep l a n t Sa b i l i t yr e s i s t i n ga g a i n s te n v i r o n m e n t a ls t r e s s D u et o t h ep o s i t i v ee f f e c t so fA M F , t h es t u d i e sa n du t i l i z a t i o no fA Mb i o t e c h n o l o g yh a v eb e i n gp a i d e n o F m o u sa t t e n t i o n S o ，i fp r o p e rA M Fi n o c u l a t e di nr o o t so fc i r u sp l a n t l e t s ，t h eg r o w t ho ft h e p l a n t l e t sa n dt h ea b i l i t ya g a i n s tt h ee n v i r o n m e n t a ls t r e s sw i l lb eg r e a t l yi m p r o v e d S oc h o o s et h e s u i t a b l eA M Fi si m p o r t a n tf o ri n c r e a s i n gt h et r a n s p l a n ts u r v i v a lr a t e ，g r o w t hp o t e n t i a la n dt h e n u r s e r ys t o c kq u a l i t y I nt h i sp a p e r ，t h ef i r s te x p e r i m e n tw a sc a r r i e do u tt or e s e a r c ht h ec o r r e l a t i o nb e t w e e nt h e h a p p e n i n go fZ n - d e f i c i e n tc h l o r o s i sa n dt h eZ nc o n t e n t so fc i r u sl e a v e s ；T h es e c o n de x p e r i m e n tW a s c a r r i e dO U tw i t ht h eC a r r i z oc i t r a n g e ( C i t r u ss i n e n s i sO s b e c k P o n c i r u st r i f o l i a t a ( L - ) R a f ) a s m a t e r i a l s I nt h i st e s tt h e r ew e r et h r e et r e a t m e n t sb yt h r e ed i f f r e n ta r b u s c u l a rm y c o r r h i z a lf u n g io f G l o m u si no r d e rt oe v a l u a t et h ee f f e c ta n dm e c h a n i s mo fA M f u n g io nZ nu p t a k ei n c i t r u si n d i f f e r e n ts o i lp H B ym e a s u r i n gc i t r u sg r o w t ha n dp h y s i o l o g i c a la n db i o l o g i c a li n d e x e ss u c ha s S O D 、P O D 、l e a f c h l o r o p h y l l 、l e a fP h o t o s y n t h e t i cu t i l i z a t i o n 、r o o ta c t i v i t ya n df r u i ti nc i t r u s t t h e I I I 两南大学硕十学付论文 I a p p l i c a t i o ne f f i c i e n c yo fm y c o r r h i z aw a sv a l u e d ；T h et h i r de x p e r i m e n tW a sc a r r i e dO u ti n f i e l dt O s t u d yt h ee f f e c to fZ n f e r t i l i z e r sa p p l i c a t i o no nt h eZ nd e f i c i e n tc h l o r o s i sc o r r e c t i o na n dt h e i m p r o v e m e n to ff r u i tq u a l i t yo fc i t r u s T h em a i nr e s u l t so f t h i ss t u d ya r ea sf o l l o w s ： 1 Z nd e f i c i e n c ec a u s e dt h el e a fc h l o r o s i so fc i t r u sp l a n t s Z nc o n t e n t so fn o r m a ll e a v e sa r e h i g h e rs i g n i f i c a n t l yt h a nc h l o r o s i sl e a v e s I nt h i ss t u d y , Z nc o n t e n to fl e a v e si nJ u n ei sh i g h e rd u r i n g t h et e s t i n gp e r i o da n dt h es u i t a b l ei n d i c a t o r si sa b o v e3 5 l a g g S ot h i sp a p e rs h o u w st h a tt h e a p p r o p r i a t es t a n d a r d so f Z nc o n t e n t so f c i t u sp l a n t sr e l a t e dt Os a m p l i n gt i m ea n dc u l t i v a r s 2 Z nd e f i c i e n c ys t r e s sd e c r e a s e dt h ec h l o r o p h y l lc o n t e n to fc i t r u sl e a v e s C h l o r o p h y l lc o n t e n t s o fc h l o r o s i sl e a v e s1 0 3 3m g g - lF wi sl o w e rt h a nn o r m a ll e a v e s1 6 8 9m g g - IF W H o w e v e r c o n t e n t so fc a r o t e n o i d st h e r ea r en o ts i g n i f i c a n td i f f e r e n c e 3 Z nd e f i c i e n c yr e s t r i c t i o ns h o o tg r o w t ho fc i t r u s T h es p r i n gs h o o t sa n dl e a fa r e ao fc h l o r o s i s l e a v e sw e r el o w e r t h a nh e a l t h yl e a v e s 4 T h eA M FC a np r o m o t ec i t r u st oa b s o r bZ ni ns o i l ，Z nc o n t e n t so fc i t r u sl e a v e so fm y c o r r h i z a l i n o c u l a t i o na r eh i g h e rt h a nt h a tw i t h1 1 0i no c u l a t i o ni ns u i t a b l es o i lp H ；M y c o r r h i z a li n o c u l a t i o na n d Z np r o m o t e dr o o t sg r o w t ho fc i t r u s ，i n c r e a s er o o ta c t i v i t yo fc i t r u s ，w h i c hi l l u s t r a t et h a tm y c o r r h i z a l i n o c u l a t i o nC a ni m p r o v et h ep h y s i o l o g i c a la c t i v i t i e so fc i t r u sp l a n t si nh i g hp Hc a l c a r e o u ss o i l 5 M y c o r r h i z a li n o c u l a t i o na n dh i g hZ na p p l i c t i o n ( 1 0 9 Z n + A M ) i n c r e a s e dp h o t o s y n t h e t i c e f f i c i e n c es i g n i f i c a n t l yc o m p a r e dw i t ht h el o wZ nt r e a t m e n t ( 0 5 9 Z n - A M ) T h er e s u l t ss h o w e dt h a t m y c o r r h i z a li n o c u l a t i o na n dZ nt r e a t m e n tp r o m o t e dp h o t o s y n t h e s i so fc i t r u se f f e c t i v e l y 6 T h er e s u l t ss h o w e dt h a tZ nd e f i c i e n c ya f f e c t e dt h ea c t i v i t i e so fl e a fp r o t e c t i v ea n de n z y m e s g r o w t ho fC a r r i z oc i t r a n g e ，a n dt h ec o n t e n to fc h l o r o p h y l ls i g n i f i c a n t l y , t h ea c t i v i t i e so fl e a fS O D ， P O Da l s oi n c r e a s e ds i g n i f i c a n t l y 7 Z nt r e a t m e n ti n c r e a s e dt h ef r u i tw e i g h t ，a n dj u i c ey i e l ds i g n i f i c a n t l yT h u sZ na p p l i c a t i o n i m p r o v et h eq u a l i t yo ff r u i ta n de c o n o m i co u t p u t I V K e yw o r d s ：C i t r u s ；Z n ；A M F ；s o i lp H 英文缩写词 英文缩写词 4 5 独创性声明 学位论文题目：接盘丝越萱塑赳挝挂篮塞亟蝮教廑煎受! 自盈究 本人提交的学位论文是在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果。论文中引用他人已经发表或出版过的研究成果，文中己加了特别 标注。对本研究及学位论文撰写曾做出贡献的老师、朋友、同仁在文 中作了明确说明并表示衷心感谢。 学位论文作者：乡汤南智 签字日期：劫多年二月 f 日 学位论文作者：乡勿匀彳签字日期：劫多年刍月岁日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解西南大学有关保留、使用学位论文的规 定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允 许论文被查阅和借阅。本人授权西南大学研究生院( 筹) 可以将学位 论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩 印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书，本论文：口不保密，1 7 保密期限至年月止) 。 学位论文作者签名：疡持 签字日期劲o 年厶月夕 别醛钮例 签字醐：川。年莎月7 日 文献综述 第1 章文献综述 1 1 锌对植物保护酶活性的影响 植物的生产过程是一个开放的系统，外界环境时刻影响着它的生长发育【lJ 。土壤中锌元素 作为微量元素在植物体正常生理发育中起着重要的作用。锌是植物生长过程中不可缺少的微 量元素，决定并影响着数十种酶的活性【2 】，在某些酶系统中锌在酶和基质之间搭桥，使之结合 并形成特定结构，从而影响作物的生理功能【3 】。例如，锌是碳酸酐酶的组分，碳酸酐酶被锌专 性活化，而碳酸酐酶是光合作用中的C 0 2 水合反应的催化剂，也是控制光合作用的一个关键点， 影响着光合磷酸化、希尔反应、羧化作用和叶绿体的离子通鼍，所以锌可以通过碳酸酐酶影 响作物的光合作用，参与生长素与蛋白质的合成【4 。l 。锌的这些生理作用，决定了锌对作物生 长有着十分重要的意义。 保护酶活性是植物处丁逆境或衰老时机体作出胁迫反应的重要生理指标，可反映植物抗 性能力的人小。其中S O D 和P O D 在高等植物抗逆性、氧伤害及器官衰老中起着重要的作用1 6 1 7 】。有研究认为，在病原体侵染植物过程中，活性氧可作为第二信使启动细胞防御反应，植物 体内产生了人量活性氧自由基，使S O D 底物增加，并导致S O D 活性上升，启动植物自身的保 护性反应。但是S O D 活性的上升有一定限度，当活性氧的增加超过了S O D 正常的歧化能力时， 细胞内多种功能酶及膜系统遭到破坏，引发膜脂过氧化，并产生M D A 。膜脂过氧化程度在一 定程度上反映M D A 的积累，从而了解植物生长受破坏的情况和植物对逆境反应的强弱【8 】。王 启明9 】对玉米、王涛对芹菜的有类似的研究证明。锌通过激活蛋白酶进而激活了各种保护酶 的活性，植株中氧化还原酶系的组成成分，其活性提高有利丁生物体清除体内过氧化物和自 由基的能力，增强生物抗性能力。 矿质营养元素特别是锌、镁、铁微量元素的缺乏也会引起植物体内活性氧代谢不平衡和 相应的清除系统的改变，逆境胁迫下如水分、温度、光照、盐渍、病害、污染及衰老，均会 引起植物体内产生过多的活性氧- 1 4 l 。活性氧在植物体内过多，会攻击蛋白质、脂类、D N A 碱基，引发和加剧生物膜脂过氧化作用，膜系统遭破坏，膜透性改变，从而引起细胞结构的 破坏，细胞内生理生化反应紊乱I l 卯。矿质营养元素的缺乏也会引起植物体内活性氧代谢不平 衡和相应的清除系统的改变，近年来己引起普遍关注。缺锌会导致的植物活性氧过多，抗性 降低，从而导致植物生长受阻甚至死亡。 1 1 1 锌对超氧化物岐化酶( S O D ) 活性的影晌 有研究表明，锌是超氧化物歧化酶等诸酶的组成成分，是细胞膜的重要组成部分，对于 膜的稳定性起重要作用。自M c C o r d 与F r i d o v i c h 发现超氧化物岐化酶( S O D ) 至今，活性氧自由 基生物学已形成研究热点。所谓自由基是游离态的、带有不成对电子的分子、原子或离子。 在生物体内主要是活性氧包括超氧阴离子( 0 2 ) 、过氧化氢、羟自由基、单线态氧及对应的氧化 两南人学硕十学何论文 产物雨J 过氧化脂质等，这类都是由氧转化I f u 成的氧代谢， 物及其衍生的含氧物质，其特点是 具有很强的氧化能力，不稳定，只能瞬时存在，但能引发持续的连锁反应。在植物体内活性 氧产生的主要部位有：( 1 ) 细胞壁在木质化及解体过程中；( 2 ) 线粒体中，呼吸链上电子传递通 过辅酶Q ( 泛醌U Q H E ) 时；( 3 ) 叶绿体中，P S I I 系统H 2 0 光解。在止常条件下，植物体内通过对 活性氧生成的抑制而使其保持最低水平，植物体内还存在活性氧清除系统包括酶系统和1 F 酶 系统，前者是超氧化物歧化酶( S O D ) 、过氧化物酶( P O D ) 、过氧化氢酶( C A T ) ：后者有抗坏血 酸( A s A ) 、维生素E 、谷胱甘肽( G S H ) 等。 超氧化物歧化酶( S O D ) 是植物体内清除自由基最关键的保护酶之一。它能催化超氧化物 阴离子自由基( 0 2 ) 的歧化作用，使之成为分子氧或过氧化氢。而锌是植物体内c 卜z n s o D 酶的组成成分，对S O D 酶的活性有直接影响 2 6 , 2 7 1 。习金根等【2 8 J 本研究表明，与不施锌处理相 比，施锌处理剑麻叶片S O D 酶活性均有所提高。超氧化物歧化酶是细胞膜的重要组成部分， 对丁膜的稳定性起重要作用，因此锌对植物止常生理代谢的有着重要的影响。 1 1 2 锌对过氧化物酶( P O D ) 活性的影响 果树细胞P O D 也是内清除0 2 。和O H 自由基的重要酶类，广泛分布丁植物各组织器官对控 制细胞膜过氧化变化、保护细胞膜系统免受伤害有显著作用。过氧化物酶的主要作用是清除 氧代谢中产生的H 2 0 2 以及由此产生的有机过氧化物R O O H ，冈此，P O D 在生物体内的抗氧化代 谢中起重要作用【l9 1 。锌是一种特殊的重金属元素，既是植物生长发育必须的营养元素，过量 锌义会对植物产生毒害。无锌和高锌胁迫均提高了P O D 活性 2 0 - 2 2 1 。P O D 的活性升高，柑橘具 有一定的抗逆能力，这是柑橘适应逆境，防止膜伤害的一种保护性反应 2 3 - 2 5 】。P O D 是与自由 基代谢有关的重要酶类，随锌元素浓度的变化，P O D 活性变化证明了锌是一种特殊的微量元 素，影响着植物正常的生长发育。 1 2 锌对植物生长代谢的影响 崔微( 1 9 4 8 ) 首次成功地证明了锌在生长素合成中的作用【3 7 1 ，锌的这些生理作用决定了锌对 作物生长有着十分重要的意义。对各种代谢特别是蚩白质、糖代谢以及核酸的合成降解均有 显著作用【3 引。缺锌会导致植物生长发育受阻。近来研究表明，这与缺锌条件下植物体内活性 氧代谢关系十分密切。S h a r m a 掣3 9 】认为，在小麦症状出现之前，缺锌就已经导致了体内活性 氧代谢失调，成为缺锌的一个生理信号。 1 2 1 锌对生长素合成的影响 锌作为一种植物生长发育必需的微量元素，与碳水化合物转化有密切关系，并参与叶绿 素的合成，从而促进光合作用，提高作物的产量；现已发现锌对很多植物的分生组织( 根和茎) 生长健壮有决定性作用，施用锌肥可以促进根部健壮，使作物免受各种病害。锌还能促进丝 氨酸和吲哚合成色氨酸，吲哚乙酸由色氨酸转化而来。因而锌促进生长素的合成，促进幼叶、 2 文献综述 茎端、根系的生长【4 04 。 1 2 2 锌对叶绿素合成的影响 作为植物进行光合作用的主要色素，叶绿素含量的降低是植物遭受逆境的重要特征之【4 2 1 。 余苹中等平【4 3 1 对小白菜、四季豆；郁达等【4 4 】对萝卜的研究发现，随着重金属浓度的升高，叶 绿素含量有下降趋势。造成这种现象的可能原冈是，锌离子的积累抑制了原叶绿素酸酯还原 酶和氨基一7 一酮戊酸这两种合成叶绿素所必需酶的形成，影响了叶绿素的合成，同时锌毒害 引起叶绿体膜系统结构的破坏，最终导致P t 绿素含量I 1 绛- 4 5 】。而缺锌易造成葡萄授粉不良和 畸形果，影响果实的品质，并导致叶绿体结构遭到破坏，光合作用受阻，色氨酸合成酶活性降 低，生长素合成受到抑制，使叶片变小，叶脉间失绿、黄化甚至变白，表现症状为由于节间缩短 造成的生长矮化和“小叶病”【拍1 。 缺锌也会加重光氧化原理与镁是类似，导致活性氧产生过多。在高光强F ，植物叶片失 绿、坏死等缺锌症状加重，光照强度从8 0 l m o l ( m 2 s ) 增加到4 9 0 p m o l ( m 2 s ) ，缺锌菜豆 植株叶片失绿程度加重，地上部伸长明显降低，若叶片部分遮荫，遮荫部位失绿症状消失或 减轻【4 7 1 。水稻缺锌时，叶片遮阴也会减轻坏死斑点的症状1 4 8 】。在士耳其南部柑橘园中发现， 在缺锌条件下南部向阳的叶片缺锌症状较北面叶片严重 4 9 l 。其机制在于缺锌植物光合C 0 2 同化 固定能力降低，叶绿体内过多的能量转移到分子氧0 2 形成O 。胞内C 0 2 浓度下降和叶片气孔 导度降低，是引起C 0 2 同化同定能力降低的原冈之一1 5 0 - 5 引。同时，缺锌导致植物体内羧化酶的 活性降低也导致C 0 2 ，同化同定能力降低【5 们。另外，在缺锌植物体内，尤其是叶片中，碳水化 合物的积累，致使源叶中光合作用同化物输出受阻【”J 。锌的作用不仅影响到植物的正常代谢， 同时生物产量也会受到影响而影响到经济效益。 1 2 3 锌对可溶性糖代谢的影响 可溶性糖主要来自光合同化产物的积累和转化，代表植物体内碳水化合物的合成、转化 与输出代谢情况1 5 6 l 。张敏琪等【5 7 】认为，微量元素锌的缺乏在植物体内的可溶性糖含量会降低。 薛艳等5 8 1 指出，锌素影响了植物的正常光合作用，使其体内光合同化产物积累量减少或无足 够的同化物转化形成其它糖类物质，而破坏了碳水化合物的代谢作用。另外紫外吸收物含量 的大幅度卜降也可能是植物为减轻受伤害程度而形成的一种对环境的适应性和保护性响应机 匍l 。 1 2 4 锌对可溶性蛋白代谢的影响 作为衡量植物代谢和生理状态的另一项重要指标，可溶性蛋白含量的提高，有助于维持 细胞正常代谢，增强植物的抗逆性1 5 9 1 。缺锌胁迫诱导大量防御物质的形成，而这些防御物质 大多数是蛋白质，尤其是重金属结合蛋白可以增加细胞渗透浓度和功能蛋白的数量，维持细 胞正常代谢俐。但是植物的自我保护作用仅在一定范周内产生，随着胁迫的进一步增大，蛋 3 两南人学硕十学伊论文 白质分解加快、合成系统遭剑1 iu J 逆转的破上1 i ，导致u 溶性蛋白含量急剧卜降。 1 3 土壤性状对锌吸收的影响 土壤p H 值是影响柑桔砧木生长发育最重要的冈子之一。在p H 值较高的十壤中，枳砧柑桔 植株常出现不同程度的黄化症状，从而导致树体衰退、产量减少和果实品质降低等不良后果。 6 z 】土壤p H 被认为是影响土壤矿质元素植物有效性的主要因烈6 2 1 土壤中锌的可提取态( 通常被 认为是生物有效性的量) 受多种因素的影响，如十壤黏粒组成、土壤有机质含量、土壤p H 等。 其中，土壤p H 被认为是重要影响冈素之一，一般情况下随土壤p H 的降低，土壤中锌的生物有 效性提高【6 3 1 。 1 3 1 硫肥对土壤p H 及锌吸收的影响 不同种类硫肥对十壤中可提取态锌含量的影响以往的研究表明，一些中性、缓冲能力较 小的盐溶液如C a C l 2 和N a 2 N 0 4 ，常被用来提取土壤中的锌，从而间接反映出其生物有效性畔l 。 如采用C a C I2 提取锌，随硫肥浓度的增加，土壤中C a C l 2 可提取态锌含量显著增加。添加 州H 4 ) 2 S 0 4 和硫都导致十壤p H 不同程度的降低，可能是导致土壤中C a C l 2 可提取态锌含量增加 的主要因素。施用K 2 S 0 4 较施( N H 4 ) 2 S 0 4 对土壤p H 值改变较小，但对油菜吸收土壤锌也有一定 促进作用，表明土壤中s 0 4 厶的增加也可能促进油菜吸收锌。 1 3 2 石灰对土壤p H 及锌吸收的影响 在世界范同内，缺锌土壤与石灰性十壤的分布模式基本重合6 5 1 。p H 值是影响土壤养分有 效性的重要冈素。p H 值的变化是根际微生态系统中一个活跃的因素，植物根系的活动对根际 土壤的酸碱性产生显著的影响瞄l 。生跃在石灰性土壤上的作物吸收锌受多种因素的影响，如 高p H 值条件降低锌化合物的溶解度，锌易被碳酸盐吸附和固定等，其中c a c 0 3 对锌吸收的影 响很大。 近年来，有人认为H C 0 3 可能是石灰性十壤上影响锌、铁、锰等元素营养过程的最重要冈 素6 7 7 们。在石灰性水稻士上，导致水稻缺锌的主要冈素是十壤溶液中存在的高浓度重碳酸根 ( H C 0 3 - ) 1 7 1 , 7 2 1 。H C 0 3 既可能抑制锌的吸收，也可能抑制植物体内锌向新生器官和生殖器官转运。 但其作用机制目前尚不清楚。 在石灰性十壤中，C a C 0 3 与H C 0 3 之间存在着平衡关系。但把C a C 0 3 或H C 0 3 与小麦锌营 养联系起来进行研究尚未见报道。本试验采用模拟研究方法，把C a C 0 3 添加到营养液中，模拟 石灰性土壤的环境条件，以弄清锌与C a C 0 3 共存对作物生长的影响，尤其是C a C 0 3 对小麦幼苗 锌吸收以及介质中H o O f 浓度和p H 的影响。 有研究认为：土壤锌的有效性或植物对锌的吸收与土壤p H 值成反比1 7 3 7 4 1 ；也有研究认为 植物中锌的含量与土壤p H 的正相关关系可能是由于植物种类对锌有效性的不同反应，或由于 石灰的施用改良了植物根系7 5 7 丘7 7 1 。高彬【7 8 l 等以莴苣和芹菜作为材料，采用盆栽试验，在不 4 文献综述 同土壤p H 条件卜植物吸收j ：壤锌的基本规律以划控制食物链中重金J I 莓元糸的 染水平。u J 通 过种植对锌富集能力强的酸性植物以带走十壤中的锌或调节土壤p H ，然后种植碱性植物以控 制锌进入食物链，或改变土地利用方式。 1 4 菌根技术的应用研究 1 4 1 菌根概述 菌根是植物共生关系中普遍的一种自然现象，在十壤中一定种类的真菌与植物根系建立 的互惠共生体。真菌从植物体内获得自身生长所需的生长物质，同时真菌的菌丝可以从土壤 中吸收矿质营养元素和水分等，并通过菌丝内部的原生质环流快速地将它们运转剑根内部供 植物生长所彩7 9 1 。自然界中，几乎所有的植物都能与一定种类的细菌、放线菌及真菌建立某 种共生关系，形成共生体8 0 】。菌根是植物在长期的生存过程中，与菌根真菌一起共同进化的 结果，它的存在，既有利于提高植物抵御不良环境的能力，促进植物生长，也有利丁菌根真 菌的生存【8 l 】。随研究的逐渐深入，菌根现象受到普遍重视，菌根对植物的有益作用被不断发 现，从而加速了人们对菌根的研究【8 2 1 。 从1 8 8 5 年德国生物学家F r a n k l 8 3 】发现菌根以来，人们就对它进行了，“泛的研究。利用菌 根真菌作为“生物肥料”，可以减少速效化肥的崩量，从而减轻硝态氮对地下水和地表水资源的 污染程度；利朋菌根真菌对植物抗性的提高以增强植物的抗逆性，促进生长；接种菌根真菌 可显著提高苗木移栽成活率，应用于林业生产具有一定的经济效益【洲。也可以提高植物对土 传病害的抵抗能力，从而使部分农药的施用量的减少而减轻对十壤、水资源和人气的污染。 面对当今人口急剧膨胀、生态环境压力愈大的形势，为寻求经济、社会、生态环境综合协调 和可持续发展，作为保护环境、低成本、高效益的应用生物技术，菌根真菌的研究更是受剑 高度重视，取得了较人进展【8 5 1 。 1 4 2 菌根分类 根据菌根真菌组织是否形成菌鞘、是否进入宿主根皮层细胞，早期人们将菌根分为三大 类型：外生菌根( E c t o m y c o r r h i z a ) 、内生菌根( E n d o m y c o r r h i z a ) 和内外兼生菌根 ( E c t o e n d o m y c o r r h i z a ) 8 6 l 。然而，随着研究的不断深入，人们逐渐认识到由于一些菌根具有 的特殊性，此分类具有一定的局限性，为此，根据参与共生的真菌和植物种类以及它们形成 的共生体系的特点，将菌根进一步分为7 种类型，即丛枝菌根( A r b u s c u l a rM y c o r r h i z a ，A M ) 、 外生菌根、内外菌根、浆果鹃类菌根( A r b u t o i dM y c o r r h i z a s ) 、水晶兰类菌根( M o n o t r o p o i d M y c o r r h i z a s ) 、欧( i 楠类菌根( E r i c o i dM y c o r r h i z a s ) 和兰科菌根( O r c h i d a c e o u sM y c o r r h i z a ) ， 表1 1 列出了这7 种菌根的主要特点及参与形成菌根真菌和植物的种类8 7 1 。 1 4 3 影响丛枝菌根作用的因素 菌根在生态系统中I 与据一定的生态位，受环境因子的影响。J a n o s s s l 认为菌根效应依赖于 5 两南人学硕十学伊论文 函根植物、函根真凶承J 上壤条件的且作。E l i s a b e t h 等( 2 0 0 1 ) 的报道，卤株利植物的起源对凶根 效应的影响很大。植物起源与土壤类型间的存在互作效应，如来自养分贫瘠生境的植物在贫 瘠土壤上表现较好。S c u l l i o n 等 8 9 J ，研究了来自常规农场和有机农场的A M 菌株在提高白二叶 草吸磷能力和生长方面的作用表明，有机农场分离的A M 菌株比常规农场的菌株更为有效。 B o e m e r1 9 0 l 发现接种来自低肥力土壤的菌株的菌根植物的锌吸收效率最高。自然界中，A M 真 菌侵染对植物生长和吸锌影响的差异很人1 9 1 】。虽然一些真菌如S c u t e l l o s p o r ac a l o s p o r a 对宿主 植物锌贡献是微不足道的，且植物没有表现出或只表现出微弱的生长效应，但人多数的A M 真菌能提高植物的锌含量1 9 2 1 , 功能筹异是真菌根系侵染率或生理学特征不同的结果，此外与 A M 菌株根外菌丝的差异也有关。环境冈子有如下儿方面： 宿主植物。植物对菌根的反应大小通常用“菌根依赖性”来表示。宿主植物不同，A M 真菌 的侵染、产孢量以及菌根效应也就不同1 9 3 1 。就A M 真菌的菌根效应来说，同一真菌往不同宿 土植物上的结果截然相反 9 4 1 。菌根效应最终取决于真菌植物间的功能兼容性高低1 9 5 1 。不同植 物对A M 真菌依赖性大小，在一定程度上反映了这种相互选择性。 土壤条件包括十壤酸碱程度和土壤有机质。 土壤p H 。菌根可提高植物耐受石灰性土壤和酸性上壤矿质养分的缺乏和毒害，主要是通 过增加植物必需矿质养分的吸收，减少毒害元素的吸纳m l 。因为十壤p H 影响了养分的有效性， 从而影响植物的生长【9 7 】。酸性土壤上，由H + 造成的酸化间接改变十壤中某些矿质元素的有效 性，如磷、钙、镁、钾和锌的缺乏，铝和锰的毒害。锰毒和铝毒是酸性土壤上主要的养分失 调症状【9 8 】。N o g u e i r a 掣叫研究表明，菌根能够减轻植物的锰毒害，其机理除了增加植物磷的 吸收外，还有刺激根际锰氧化细