盆栽番茄对NaCl和Na_(2)SO_(4)微咸水灌溉的生理响应

【目的】微咸水灌溉是干旱地区增加灌溉水源,缓解农业用水短缺的重要手段之一。但不合理的灌溉水质会严重限制植物的生理活性和生长。开展不同盐类型的微咸水灌溉对番茄叶片生理变化影响的研究,有利于从生理水平揭示盐敏感型作物番茄对不同类型盐的耐受机理,对农业生产以及利用微咸水进行节水控盐具有重要意义。【方法】以番茄为研究对象进行微咸水灌溉盆栽试验,设置灌溉水的盐类型(NaCl(T1)和Na_(2)SO_(4)(T2))和盐度(0、1.5(S1)、3.0(S2)、4.5(S3)和6.0(S4)dS·m^(-1))两个因素,分析各生育期番茄植株受不同类型和程度胁迫后叶片气体交换参数、渗透与抗氧化生理调节、离子平衡等生理指标的变化规律,探讨NaCl、Na_(2)SO_(4)胁迫下番茄光合能力下降程度差异的产生原因。【结果】微咸水灌溉引起了番茄生育后期(成熟采摘期)和高盐度(S4)处理下叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)与CK相比的显著下降,番茄叶片脯氨酸(pro)、可溶性糖(SS)、丙二醛(MDA)含量和叶片Na^(+)含量在盐胁迫和生育期推进中不断积累(P<0.05),超氧化物歧化酶活性(SOD)在生育后期随盐度的增加呈先增加后减小的趋势。T1胁迫下Pn、Gs和Tr的最高下降幅度可达44.13%、64.53%和33.75%,而pro、SS、MDA、Na^(+)的增幅可达CK的2.31、0.77、0.55和5.81倍。两种盐胁迫下SS、SOD和K^(+)/Na^(+)三项指标与Pn关联度发生了明显变化,其中,T1处理下SS与Pn回归直线斜率显著高于T2(P<0.05),T1处理下SOD与Pn回归直线斜率显著低于T2(P<0.05),K^(+)/Na^(+)与Pn回归曲线表现为T1曲线相对偏左。主成分分析结果表明,对于T1处理,SOD活性值更高,在Pn稳定中有重要作用,但生育后期受到抑制,仅能在一定程度上提升水分利用效率;对于T2处理,各生理指标受到胁迫较轻,其中SS积累与光合产物相关,能够促进生物量积累。【结论】盐胁迫导致叶片吸收过量Na^(+),引起番茄净光合速率、气孔导度和蒸腾速率的下降,丙二醛在叶片的积累;同时,叶片提高超氧化物歧化酶活性以及脯氨酸、可溶性糖含量来应对胁迫。相同灌水盐度下,NaCl胁迫下番茄叶片净光合速率、气孔导度受影响程度更大,可溶性糖维持了Na_(2)SO_(4)胁迫下净光合速率的稳定,超氧化物歧化酶在NaCl胁迫下能够保护光合系统;净光合速率相同时,NaCl处理需要保持更高的叶片K^(+)/Na^(+)水平。Na_(2)SO_(4)胁迫的番茄叶片受胁迫影响较小;而在盐度相同时,NaCl胁迫下番茄具有更高的水分利用效率。推荐主要含NaCl的微咸水灌溉盐度应小于3 dS·m^(-1),主要含Na_(2)SO_(4)的微咸水灌溉盐度不超过4.5 dS·m^(-1)。