中国西北干旱区艾比湖流域盐尘对棉花叶片光合作用和理化特性的灾害效应

作者：阿克苏站  更新时间：2015-12-18

干旱区尾闾湖干涸盆地所形成的盐尘已经被认为是当地原生植物和作物的一种胁迫因子。近年来已有许多关于盐尘对原生植物所产生的负面影响的研究，但是对农作物产生的效应研究则较少。本研究为了确定盐尘暴对棉花的影响，以新疆艾比湖为研究区，分5个梯度实验处理（A，500g.m-2；B，400g.m-2；C，300g.m-2；D，200g.m-2；E，100g.m-2）模拟棉花叶片对盐尘暴露的效应，并测定盐尘的粒径、离子成分以及叶片的光合作用、细胞结构和生理特性。结果表明：（1）实验所用盐尘的粒径、离子组成与该地区自然形成的盐尘是一致的。（2）叶片表面和内部的主要离子有Na+、Ca2+、Cl-和SO42-，CO32-和HCO3-的含量很低，它们在叶片表面和内部的大小顺序分别为Na+>Ca2+>Mg2+>K+，Cl->SO42->HCO3->CO32-。5个梯度处理与对照组（F）中叶片表面和内部盐离子总量的大小顺序依次为A>B>C>D>E>F。（3）叶片表面的盐尘对净光合作用速率（Pn）、光能利用效率（PE）、蒸腾速率（Tr）、水分利用效率（WUE）、气孔导度（Gs）、气孔限制值（Ls）、胞间CO2浓度（Ci）和温度（Ti）、最大净光合作用速率（Amax）、弯曲角（K）、表观量子效率（φ）和白天呼吸速率（Rday）都有显著影响。（4）盐尘对棉花叶片的生理功能具有明显的破坏作用，使叶绿素和胡萝卜素减少，并通过增加可溶性糖和脯氨酸的含量以调节细胞质的流失，从而使细胞质膜的可透过性增强及丙二醛（MDA）含量的增加。这使得抗氧化酶的活性增强，有利于清除有害物质，如细胞间自由基和MDA等，降低盐尘造成的伤害，保持正常的生理功能。

总之，本研究发现盐尘对作物是一个干扰，它能显著影响棉花叶片的生理和生物化学过程，最终对叶片造成伤害，使棉花产量下降，导致农业遭受经济损失。因此对艾比湖地区的盐尘暴需要给予更多的关注，并采取有效措施保护当地生态环境。

该成果发表在PLoS ONE期刊上，文章链接：http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0124546