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小麦是我国北方地区重要的粮食作物,水分胁迫对小麦造成的损失占非生物逆境胁迫的首位[1-2],而新疆属于典型大陆性干旱气候,干旱缺水是其主要的气候特征[3]。有资料统计分析,干旱是新疆最普遍、影响最广泛的灾种,新疆的旱灾发生频率高,持续时间长,影响范围广[4]。在新疆快速发展的过程中,粮食作物的种植受到干旱的影响并处于危险之中。叶片是小麦生育过程中制造光合产物的重要光合器官,直接影响到粒重和籽粒产量。因此,延缓小麦叶片衰老,防止早衰的发生,加快营养物质在生育后期的转移,对于提高小麦产量和品质具有重要意义[5-7]。
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锰是植物正常生长的基本元素,以有效的形式满足所有植被的需求,并且作为一种强大的天然抗氧化剂,锰可以增强植物对许多环境压力的耐受性[8-9]。小麦叶片中锰含量最高,研究表明苗期是小麦锰素营养临界期[10],锰的吸收高峰在拔节-齐穗阶段[11],然而土壤中锰的有效性在一定程度上受天气条件和耕作习惯的影响[12]。干旱会加剧小麦旗叶衰老的进程[13],而增施锰肥能防止小麦生育后期叶片早衰[14],多次喷施能有效延长小麦叶片的寿命[15]。已有研究表明,锰对多年生黑麦草(与小麦同为禾本科)的衰老有明显延缓作用[16],叶面施锰还可以减少冬小麦生育后期干旱胁迫的有害影响[17],但是对于不同水分条件下不同浓度锰对小麦叶片衰老的影响研究较少。本研究采用盆栽试验的方法,探究在不同水分条件下喷施不同浓度锰对小麦叶片衰老的影响,并且探明在小麦关键生育时期能够延缓小麦叶片衰老的最适浓度。此项研究将揭示不同水分条件下锰元素影响小麦叶片衰老的机理,提高其抗逆性,在应用上可以通过科学合理施用锰肥来延缓小麦叶片衰老,为提高作物产量提供科学有力的支撑。
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1 材料与方法
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1.1 材料
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供试小麦品种为新春 6 号,生育期 105 d 左右,千粒重 47.37 g。供试土壤为当地农田 0~20 cm 耕层土壤,测定田间持水量为 20.76%。供试肥料为尿素(N 46%),磷酸二铵(N 18%,P2O5 46%),氯化钾(KCl60%)。供试容器为塑料盆,上直径 30 cm,下直径 25 cm,高 35 cm,盆栽试验中将氮(N)、磷 (P2O5)、钾(K2O)分别按照 0.15、0.10、0.15 g/kg 的比例与风干土混合,混匀后每盆装土 15 kg。
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1.2 方法
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试验在新疆农业科学院奇台麦类试验站进行,该地区属中温带大陆性半荒漠干旱性气候。基础土壤样品 pH 值 7.28、有机质 32.2 g/kg、全氮 2.02 g/kg、碱解氮 171.3 mg/kg、有效磷 12.5 mg/kg、速效钾 254 mg/kg、有效锰 20.71 mg/kg。2021 年 4 月 17 日播种,每盆播种小麦 50 粒,后期间苗为每盆 30 株小麦。在小麦孕穗-扬花期期间选择某连续晴天 18:00 以后,对小麦叶面喷施质量浓度为 0%、 0.2%、0.5%、1.0%、2.0% 的 MnSO4 溶液,分别记为 Mn0%、Mn0.2%、Mn0.5%、Mn1.0%、Mn2.0%。第一次喷施在 2021 年 6 月 21 日,第二次喷施在 2021 年 6 月 24 日,均在喷施 2 d 后取样。喷施至整株都湿透为止。从孕穗期开始控水,设置 3 种水分处理,即正常水分为田间持水量的 70%~75%(CK),中度缺水为田间持水量的 50%~55%(MS),重度缺水为田间持水量的 40%~45%(SS)。水分处理直至小麦成熟,处理期间采用称重法控制盆中水分,每 1 d 补水 1 次。试验共设 15 个处理,每个处理重复 3 盆,共 45 盆,对各种处理进行随机区组排列。
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土壤项目测定均采用常规土壤化学分析法。pH 采用 pH 计测量[18];土壤有机质采用重铬酸钾外加热氧化法测定[19];全氮采用凯氏蒸馏法测定[20]; 碱解氮采用碱解扩散法测定;有效磷采用 NaHCO3 浸提钼锑抗比色法测定;速效钾采用 1 mol/L NH4OAc 浸提火焰光度法测定[21];有效锰采用二乙三胺五乙酸(DTPA)浸提法测定[22]。超氧化物歧化酶(SOD) 活性测定采用氮蓝四唑(NBT)光化还原法;过氧化物酶(POD)活性测定采用愈创木酚法;丙二醛 (MDA)含量测定采用硫代巴比妥酸法[23]。
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1.3 数据处理
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试验所得数据采用 Excel 2019 进行整理;通过 SPSS 26.0 进行统计分析,试验数据以平均值 ± 标准差表示,使用单因素方差分析进行差异显著性分析,多重比较采用 Duncan 检验;利用 Origin 2022 进行数据拟合及作图。
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2 结果与分析
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2.1 不同水分条件下不同浓度锰肥对丙二醛含量的影响
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2.1.1 丙二醛含量的变化
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由表1 可知,喷施锰肥对小麦叶片 MDA 含量的影响不尽相同。与 Mn0% 相比,在 CK 处理下,Mn0.2% 和 Mn0.5% 的 MDA 含量在第一次喷施后分别降低了 35.65% 和 32.62%,第二次喷施后分别降低了 24.67% 和 17.58%,Mn1.0% 和 Mn2.0% 第一次喷施后分别增加了 58.29% 和 112.83%,第二次喷施后分别增加了 38.70% 和 92.46%;在 MS 处理下, Mn0.2% 的 MDA 含量在第一次喷施后降低了 31.42%,第二次喷施后降低了 4.23%,Mn0.5%、Mn1.0% 和 Mn2.0% 在第一次喷施后分别增加了 62.61%、291.37% 和 144.47%,第二次喷施后分别增加了 4.63%、2.62% 和 6.04%;在 SS 处理下,Mn0.2% 和 Mn0.5% 的 MDA 含量在第一次喷施后分别降低了 7.12% 和 6.54%,Mn1.0% 和 Mn2.0% 分别增加了 155.19% 和 54.42%,Mn0.2%、 Mn0.5% 和 Mn2.0% 的 MDA 含量在第二次喷施后分别降低了 7.58%、0.74% 和 3.88%,Mn1.0% 增加了 85.40%。
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注:同行小写字母不同代表处理间差异显著(P<0.05)。下同。
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相对于第一次喷施,在 CK 处理下第二次喷施后 Mn0%、Mn0.2%、Mn0.5%、Mn1.0% 和 Mn2.0% 的 MDA 含量分别增加了 20.68%、41.27%、47.62%、5.74% 和 9.13%;在 MS 处理下 Mn0% 和 Mn0.2% 分别增加了 9.96% 和 53.55%,Mn0.5%、Mn1.0% 和 Mn2.0% 分别降低了 29.25%、71.17% 和 52.31%;在 SS 处理下 Mn0%、Mn0.2% 和 Mn0.5% 分别增加了 4.04%、 3.52% 和 10.49%,Mn1.0% 和 Mn2.0% 分别降低了 24.42% 和 35.24%。
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第一次喷施不同浓度锰肥后,小麦叶片 MDA 含量均值在 CK 处理下为 Mn2.0%>Mn1.0%>Mn0%>Mn0.5%>Mn0.2%,在 MS 处理下为 Mn1.0%>Mn2.0% >Mn0.5%>Mn0%>Mn0.2%,在 SS 处理下为 Mn1.0%>Mn2.0%>Mn0%>Mn0.5%>Mn0.2%;第二次喷施在 CK 处理下为 Mn2.0%>Mn1.0%>Mn0%>Mn0.5%>Mn0.2%,在 MS 处理下为 Mn2.0%>Mn0.5%>Mn1.0%>Mn0%>Mn0.2%,在 SS 处理下为 Mn1.0%>Mn0%>Mn0.5%>Mn2.0%>Mn0.2%。由两次喷施后的结果可以看出,不同处理小麦叶片 MDA 含量的较高值出现在 Mn1.0% 或 Mn2.0%,而 MDA 含量的最低值均出现在 Mn0.2%。
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2.1.2 最适锰浓度曲线拟合
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针对小麦叶片 MDA 均值与不同浓度锰肥进行了线性、一元二次函数和一元三次函数拟合。由图1 可见,CK 处理下,MDA 均值与不同浓度锰肥的相关性表现为一元二次拟合效果最佳,且均呈显著正相关关系;MS 处理下,第一次喷施 MDA 均值与不同浓度锰肥的相关性表现为一元三次拟合效果最佳,第二次喷施 MDA 均值与不同浓度锰肥的相关性表现为一元二次拟合效果最佳;SS 处理下,MDA 均值与不同浓度锰肥的相关性表现为一元三次拟合效果最佳。
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图1 不同水分条件下小麦叶片丙二醛含量与不同浓度锰肥拟合结果
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注:MnSO4 浓度 0、5、10、15、20 g/L 对应的质量浓度为 0%、0.2%、0.5%、1.0%、2.0%。下同。
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另外由拟合曲线可知,在 CK 处理下第一次喷施浓度为 3.19 g/L 的锰肥时,小麦叶片 MDA 含量达到最小值,第二次喷施浓度为 4.04 g/L 的锰肥时小麦叶片 MDA 含量达到最小值;在 MS 处理下第一次喷施浓度为 1.50 g/L 的锰肥将使小麦叶片 MDA 含量达到最小值,但在浓度为 14.67 g/L 时,MDA 含量开始下降,第二次喷施清水时,小麦叶片 MDA 含量达到最小值,但在浓度为 22.27 g/ L 时 MDA 含量开始下降;在 SS 处理下第一次喷施浓度为 2.34 g/L 的锰肥时小麦叶片 MDA 含量达到最小值,但在浓度为 14.73 g/L 时 MDA 含量又开始下降,第二次喷施浓度为 2.26 g/L 的锰肥时小麦叶片 MDA 含量达到最小值,但在浓度为 14.23 g/L 时 MDA 含量又开始下降。
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2.2 不同水分条件下不同浓度锰对超氧化物歧化酶活性的影响
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2.2.1 超氧化物歧化酶活性的变化
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由表2 可知,喷施锰肥对小麦叶片 SOD 活性有一定影响。与 Mn0% 相比,在 CK 处理下,Mn0.5% 的 SOD 活性在第一次喷施后降低了 4.93%,Mn0.2%、Mn1.0% 和 Mn2.0% 分别增加了 13.63%、61.08% 和 68.31%,Mn0.2%、Mn0.5%、 Mn1.0% 和 Mn2.0% 在第二次喷施后分别增加了2 2.44%、8.49%、35.59% 和 37.06%; 在 MS 处理下,Mn0.2%、Mn0.5%、Mn1.0% 和 Mn2.0% 的 SOD 活性在第一次喷施后分别增加了 11.50%、21.49%、 67.84% 和 58.21%,Mn0.2% 的 SOD 活性在第二次喷施后分别降低了 8.27%,Mn0.5%、Mn1.0% 和 Mn2.0% 分别增加了 8.71%、0.52% 和 13.14%; 在 SS 处理下,Mn0.2%、Mn0.5%、Mn1.0% 和 Mn2.0% 的 SOD 活性在第一次喷施后分别增加了 9.40%、 5.33%、65.91% 和 66.36%,第二次喷施后分别增加了 11.85%、19.22%、52.33% 和 22.09%。
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相对于第一次喷施,在 CK 处理下第二次喷施后 Mn0.2% 和 Mn0.5% 的 SOD 活性分别增加了 6.09% 和 12.36%,Mn0%、Mn1.0% 和 Mn2.0% 分别降低了 1.54%、17.12% 和 19.83%; 在 MS 处理下 Mn0%、Mn0.2%、Mn0.5% 和 Mn2.0% 分别增加了 53.88%、26.60%、37.69% 和 10.05%,Mn1.0% 降低了 7.84%; 在 SS 处理下 Mn0%、Mn0.2%、Mn0.5%、 Mn1.0% 和 Mn2.0% 分别增加了 56.05%、59.55%、 76.63%、43.28% 和 14.52%。
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第一次喷施不同浓度锰肥后小麦叶片 SOD 活性平均值在 CK 处理下为 Mn2.0%>Mn1.0%>Mn0.2%>Mn0%>Mn0.5%,在 MS 处理下为 Mn1.0%>Mn2.0%>Mn0.5%>Mn0.2%>Mn0%,在 SS 处理下为 Mn2.0%>Mn1.0%>Mn0.2%>Mn0.5%>Mn0%;第二次喷施在 CK 处理下为 Mn2.0%>Mn1.0%>Mn0.2%>Mn0.5%>Mn0%,在 MS 处理下为 Mn2.0%>Mn0.5%>Mn1.0%>Mn0% >Mn0.2%,在 SS 处理下为 Mn1.0%>Mn2.0%>Mn0.5%>Mn0.2%>Mn0%。由两次喷施后结果可以看出,不同控水处理下小麦叶片 SOD 活性较高值出现在 Mn1.0% 或 Mn2.0%,而 SOD 活性最低值出现在 Mn0%。
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2.2.2 最适锰浓度曲线拟合
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针对小麦叶片 SOD 活性与不同浓度锰肥进行了线性、一元二次函数和一元三次函数拟合。由图2 可见,CK 处理下,第一次喷施 SOD 活性与不同浓度锰肥的相关性表现为一元三次拟合效果最佳,第二次喷施 SOD 活性与不同浓度锰肥的相关性表现为一元二次拟合效果最佳;MS 处理下,第一次喷施 SOD 活性与不同浓度锰肥的相关性表现为一元三次拟合效果最佳,第二次喷施 SOD 活性与不同浓度锰肥的相关性表现为线性拟合效果最佳;SS 处理下,SOD 活性与不同浓度锰肥的相关性表现为一元三次的拟合效果最佳。
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另外由拟合曲线可知,在 CK 处理下,第一次喷施浓度为 16.02 g/L 的锰肥时,小麦叶片 SOD 活性达到最大值,第二次喷施浓度为 18.18 g/L 的锰肥时,小麦叶片 SOD 活性达到最大值;在 MS 处理下第一次喷施浓度为 15.18 g/L 的锰肥将使小麦叶片 SOD 活性达到最大值,第二次喷施浓度为 20.00 g/L 的锰肥将使小麦叶片 SOD 活性达到最大值;在 SS 处理下第一次喷施浓度为 15.72 g/L 的锰肥时,小麦叶片 SOD 活性达到最大值,第二次喷施浓度为 13.87 g/L 的锰肥时,小麦叶片 SOD 活性达到最大值。
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图2 不同水分条件下小麦叶片超氧化物歧化酶活性与不同浓度锰肥拟合结果
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2.3 不同水分条件下不同浓度锰对过氧化物酶活性的影响
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2.3.1 过氧化物酶活性的变化
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由表3 可知,喷施锰肥对小麦叶片 POD 活性有一定影响。与 Mn0% 相比,在 CK 处理下,Mn0.2%、 Mn0.5% 和 Mn1.0% 的 POD 活性在第一次喷施后分别降低了 54.33%、46.45% 和 26.37%,Mn2.0% 增加了 0.40%,Mn0.2%、Mn1.0% 和 Mn2.0% 在第二次喷施后分别降低了 21.88%、29.69% 和 31.64%,Mn0.5% 增加了 14.06%;在 MS 处理下,Mn0.2% 的 POD 活性在第一次喷施后降低了 9.73%,Mn0.5%、Mn1.0% 和 Mn2.0% 分别增加了 74.06%、9.19% 和 12.44%,Mn0.2%、 Mn0.5%、Mn1.0%和 Mn2.0%在第二次喷施后分别增加了 97.03%、60.71%、26.19%和 44.04%; 在 SS处理下, Mn0.5%、Mn1.0%和 Mn2.0%的 POD 活性在第一次喷施后分别降低了 39.58%、67.08% 和 55.83%,Mn0.2% 增加了 4.58%,Mn0.2%、Mn0.5%、Mn1.0% 和 Mn2.0% 第二次喷施后分别增加了 11.23%、20.22%、11.23% 和 32.58%。
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相对于第一次喷施,在 CK 处理下第二次喷施后 Mn0%、Mn0.2% 和 Mn0.5% 的 POD 活性分别增加了 0.79%、72.42% 和 114.70%,Mn1.0% 和 Mn2.0% 分别降低了 3.75% 和 31.37%;在 MS 处理下 Mn0.2%、Mn1.0% 和 Mn2.0% 分别增加了 98.21%、4.95% 和 16.34%, Mn0% 和 Mn0.5% 分别降低了 9.19% 和 16.15%;在 SS 处理下 Mn0.5%、Mn1.0% 和 Mn2.0% 分别增加了 47.58%、150.62% 和 122.63%,Mn0% 和 Mn0.2% 分别降低了 25.83% 和 21.11%。
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第一次喷施不同浓度锰肥后小麦叶片 POD 活性平均值在 CK 处理下为 Mn2.0%>Mn0%>Mn1.0%>Mn0.5%>Mn0.2%,在 MS 处理下为 Mn0.5%>Mn2.0%>Mn1.0%>Mn0%>Mn0.2%,在 SS 处理下为 Mn0.2%>Mn0%>Mn0.5%>Mn2.0%>Mn1.0%;第二次喷施在 CK 处理下为 Mn0.5%>Mn0%>Mn0.2%>Mn1.0%>Mn2.0%,在 MS 处理下为 Mn0.2%>Mn0.5%>Mn2.0%>Mn1.0%>Mn0%,在 SS 处理下为 Mn2.0%>Mn0.5%>Mn0.2%=Mn1.0%>Mn0%。由两次喷施后结果可以看出,不同控水处理下小麦叶片 POD 活性较高或较低值的锰肥浓度各不相同。
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2.3.2 最适锰浓度曲线拟合
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针对小麦叶片 POD 活性与不同浓度锰肥进行了线性、一元二次函数和一元三次函数拟合。由图3 可见,CK 处理下,POD 活性与不同浓度锰肥的相关性表现为一元三次拟合效果最佳;MS 处理下,POD 活性与不同浓度锰肥的相关性表现为一元三次拟合效果最佳;SS 处理下,第一次喷施 POD 活性与不同浓度锰肥的相关性表现为一元二次拟合效果最佳,第二次喷施 POD 活性与不同浓度锰肥的相关性表现为一元三次拟合效果最佳。
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另外由拟合曲线可知,在 CK 处理下第一次喷施浓度为 16.60 g/L 的锰肥时,小麦叶片 POD 活性达到最大值,第二次喷施浓度为 3.14 g/L 的锰肥时,小麦叶片 POD 活性达到最大值;在 MS 处理下第一次喷施浓度为 5.13 g/L 的锰肥将使小麦叶片 POD 活性达到最大值,第二次喷施浓度为 4.30 g/L 的锰肥将使小麦叶片 POD 活性达到最大值;在 SS 处理下第一次喷施清水时,小麦叶片 POD 活性达到最大值,第二次喷施浓度为 20.00 g/L 的锰肥时,小麦叶片 POD 活性达到最大值。
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图3 不同水分条件下小麦叶片过氧化物酶活性与不同浓度锰肥拟合结果
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3 讨论
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干旱正在成为国际粮食安全面临的严重挑战[24],是全球气候变化中制约小麦生产力的主要因素之一,因此,研究不同水分条件对小麦叶片衰老的影响显得尤为重要。Karim 等[17]的研究表明在生长后期叶面喷施锰肥可以减轻干旱胁迫对冬小麦的影响,同样在其他条件如盐胁迫下不同浓度的锰处理也能显著提高小麦幼苗体内 SOD、POD 的活性,且 2.0 mg/L 锰处理效果最佳[25]。本试验的开展将为探究不同水分条件下喷施锰肥对小麦叶片衰老的影响奠定一定基础。
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作为锰元素富集的作物,小麦只能吸收土壤中有效态或可溶态的锰[26],并且锰在小麦体内移动性较差。一般来说小麦叶片中的锰浓度较高[27],因此,选择喷施锰肥的方式能更加直接地体现锰对小麦叶片的作用效果。此次室外盆栽试验中相同锰浓度不同水分条件对小麦叶片的 MDA 含量、SOD 和 POD 活性影响不尽相同,而刘义国等[28]在田间试验的研究发现,滴灌总量达 90 mm 以上能提高冬小麦旗叶 POD 和 SOD 活性并且减少 MDA 的生成,这可能是由于品种及管理措施不同、锰元素的施入或其他环境影响因素导致。针对不同品种小麦已有研究表明,在受到干旱胁迫时叶片均呈现 POD 活性下降,而 MDA 含量增加[29]。李春霞[11]在两年大田小区试验的结果显示开花期喷施锰肥对小麦灌浆初期的 SOD 和 POD 活性及 MDA 含量的影响结果并不一致,其解释理由为受气候的影响较大。本试验将盆栽置于室外,环境不易受控,大风、降水和病害都会对试验的预期结果产生影响。但盆栽试验易于改善小麦的生长环境,在一定程度上能够减小环境因素的影响,并保证各个处理环境基本相同。本试验结果表明喷施一定浓度锰肥会降低春小麦叶片 MDA 含量,并增加 SOD 和 POD 的活性,这与 Wang 等[16]的结论相同,但最适喷施浓度不同,造成不同的原因首先是作物种类不同,虽然多年生黑麦草与小麦同为禾本科,但生理习性等还是有所区别,另外试验条件与环境以及喷施锰肥时间等都会对结果产生一定影响。锰对干旱胁迫下小麦叶片的衰老具有延缓作用,并且已有研究结果表明春小麦孕穗期至灌浆期叶面喷施质量浓度为 0.2%~0.5% 的 MnSO4 溶液可不同程度提高旗叶中 POD 活性[8]。
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锰是维持叶绿体结构所必需的元素。张琨琨等[30] 的研究表明锰不仅与叶绿体的合成密切相关,而且对植物的光合作用起到催化作用。Apolonia 等[31] 对敏感型和耐受型两种小麦基因型中分离出的叶绿体研究表明,在锰浓度为 20 mmol/dm3 的情况下小麦抗氧化酶 SOD 活性提高并产生了活性氧。而本研究中不同水分条件下小麦叶片在喷施过高浓度的锰后 SOD 活性多呈下降趋势,这可能与试验受体不同有关,小麦叶绿体对锰的反映可能更加敏感。孟宝国等[15]根据小麦生长后期考察得出喷施多效锰肥能提高叶片叶绿素含量和延长叶片寿命的结论;杨宗飞[14]也在田间小区试验研究结果得出小麦施锰能增加绿色叶面积,并且施锰的小麦叶片深绿,能有效地防止小麦后期叶片早衰。以上两者仅从叶片颜色或寿命来判断锰对小麦叶片后期衰老的影响,本次试验从作物机理出发,探明了喷施锰肥后直接影响小麦叶片衰老的 MDA 含量、SOD 及 POD 活性,并且更加准确地了解不同土壤水分条件下锰的最适喷施浓度。另外在干旱条件下,叶片水分利用效率(WUE)是冬小麦生长发育的重要参数[32],而孕穗期到开花期叶面施用锰肥可提高光合作用速率等,尤其是通过提高 WUE 可以减少冬小麦生产后期经常发生的干旱胁迫的有害影响[17]。因此,在后续试验中要增加叶片 WUE 与小麦叶片衰老指标之间的关系以及对小麦叶片衰老影响的研究和探讨。
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4 结论
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两次喷施后小麦叶片 MDA 含量最低值在 CK 处理下对应锰肥浓度分别为 3.19 和 4.04 g/L,在 MS 和 SS 处理下仍为较低浓度值且小麦叶片 MDA 含量明显降低;POD 活性最大时在 MS 处理下对应锰浓度分别为 5.13 和 4.30 g/L,在 CK 和 SS 处理下第一次喷施对应的锰浓度分别为 16.60 和 0 g/L,第二次分别为 3.14 和 20.00 g/L;SOD 活性最大时在各处理下对应锰浓度均在 10 g/L 以上且 SOD 活性均有所提升。喷施锰肥降低了小麦叶片 MDA 含量并提高了 SOD 和 POD 活性,能够对不同土壤水分条件下小麦的叶片衰老起到一定延缓作用,但最适浓度却不相同。
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摘要
干旱是制约小麦生产力的主要因素之一,为探究在不同土壤水分条件下锰对小麦叶片衰老的影响,采取室外盆栽试验的方法,设置 3 种土壤水分处理[正常水分为田间持水量的 70% ~ 75%(CK),中度缺水为田间持水量的 50% ~ 55%(MS),重度缺水为田间持水量的 40% ~ 45%(SS)]在孕穗-扬花期期间分别对小麦叶面喷施质量浓度为 0%、0.2%、0.5%、1.0%、2.0% 的 MnSO4 溶液,检测小麦叶片的超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶 (POD)活性和丙二醛(MDA)含量。拟合结果表明:两次喷施后小麦叶片 MDA 含量最低值在 CK 处理下对应的锰浓度分别为 3.19 和 4.04 g/L,在 MS 和 SS 处理下仍为较低浓度值且小麦叶片 MDA 含量明显降低;POD 活性最大时在 MS 处理下对应的锰浓度分别为 5.13 和 4.30 g/L,在 CK 和 SS 处理下对应的锰浓度差异较大;两次喷施后 SOD 活性最大时在各处理下对应的锰浓度均在 10 g/L 以上且 SOD 活性均有所提升。喷施锰肥降低了小麦叶片 MDA 含量并提高了 SOD 和 POD 活性,能够对不同土壤水分条件下小麦叶片衰老起到一定延缓作用,但最适浓度却不相同。
Abstract
Drought is one of the main factors restricting wheat productivity and it is important to explore the effects of manganese on wheat leaf senescence under different soil water conditions. In an outdoor pot experiment,three levels of soil water treatments(CK: normal water,which was 70%-75% of the maximum field water capacity,MS: moderate water shortage,which was 50%-55% of the maximum field water capacity,SS: severe water shortage,which was 40%-45% of the maximum field water capacity)and five concentrations of MnSO4 solution(0%,0.2%,0.5%,1.0%,2.0%)spraying on wheat leaves during booting and flowering period were set up. The activities of superoxide dismutase(SOD),peroxidase (POD)and malondialdehyde(MDA)in wheat leaves were determined. The fitting results showed that the lowest MDA content in wheat leaves after two spraying treatments was 3.19 and 4.04 g/L under CK treatment respectively,which was still lower under MS and SS treatments and the MDA content in wheat leaves was significantly reduced. When POD activity reached its maximum,the corresponding manganese concentrations were 5.13 and 4.30 g/L under MS treatment respectively,and the corresponding manganese concentrations were significantly different under the CK and SS treatment. When SOD activity reached its maximum after two sprays,the corresponding manganese concentration was above 10 g/L and SOD activity was increased under each treatment. The application of manganese fertilizer reduced the MDA content of wheat leaves and increased the activities of SOD and POD,which could delay the senescence of wheat leaves under different soil water conditions,but the optimal concentration was different.