铁锌硒对核桃叶片光合和抗性及其坚果品质的影响

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核桃(Juglans regia L.),又名胡桃,在我国是主要的经济林树种。铁、锌和硒元素作为高等植物生长发育所必须的营养元素,对植物生长和果实品质具有重要的作用。本研究以早实核桃‘农核1号’叶片为试材,通过喷施不同浓度及组合的硫酸亚铁,硫酸锌和亚硒酸钠,分析铁、锌和硒对‘农核1号’核桃叶片不同时期净光合速率(Pn)、叶绿素、比叶重、渗透调节物质、膜脂过氧化产物和抗氧化物质的变化及影响。以‘礼品2号’、‘中林1号’和‘辽核1号’为试材,通过喷施不同浓度及组合的硫酸亚铁,硫酸锌和亚硒酸钠,比较分析不同处理对‘礼品2号’、‘中林1号’和‘辽核1号’果实外观品质和内在品质的影响;探究铁、锌和硒对核桃叶片生长和坚果品质的影响,为核桃优质高产提供理论参考及实践依据。主要研究结果如下:1.铁、锌和硒元素各处理均可促进叶片生长,提高核桃叶片比叶重、Pn和叶绿素含量,提高光合效率。1%硫酸亚铁、1%硫酸锌和5 mg/L亚硒酸钠处理叶绿素含量分别较清水对照提高21.29%、20.37%(P<0.01)和28.16%(P<0.05);叶片比叶重分别较对照显著提高10.89%、10.01%和22.36%(P<0.05);Pn平均值分别较对照极显著提高40.90%、41.45%(P<0.01)和49.25%(P<0.05)。Pn与叶绿素含量和比叶重之间存在极显著正相关(r=0.970 1**;r=0.968 9**)。2.铁、锌和硒元素各处理均可降低叶片脯氨酸含量,提高可溶性蛋白质含量,调节细胞渗透物质,增强叶片抗逆能力。1%硫酸锌、0.1%硫酸锌和5 mg/L亚硒酸钠处理对叶片脯氨酸的抑制作用较明显,平均值分别较对照极显著降低20.80%、13.89%和33.63%(P<0.01)。1%硫酸亚铁、1%硫酸锌和5 mg/L亚硒酸钠处理叶片可溶性蛋白质含量提升较明显,平均值较对照分别提高了38.45%、28.42%(P<0.01)和23.68%(P<0.05)。各硒处理随着施硒浓度增加,对脯氨酸的抑制作用和可溶性蛋白质的提升作用越小,40mg/L硒处理对可溶性蛋白质存在抑制作用。3.铁、锌和硒元素可降低叶片MDA含量和POD活性,提高SOD和GSH-Px酶活性,提高叶片的抗逆性,延缓叶片老化。其中1%硫酸锌和5 mg/L亚硒酸钠处理对MDA的抑制作用较强,分别较对照极显著降低44.28%和50.55%(P<0.01)。0.1%硫酸亚铁+0.1%硫酸锌和40 mg/L亚硒酸钠对POD的抑制作用较强,分别较对照极显著降低82.02%和76.13%(P<0.01)。0.1%硫酸亚铁+0.1%硫酸锌和5 mg/L亚硒酸钠处理对叶片SOD活性具有显著增强作用,分别较对照提高了4.33%(P<0.05)和12.85%(P<0.01)。0.1%硫酸亚铁+0.1%硫酸锌和40 mg/L亚硒酸钠处理对叶片GSH-Px酶活性存在抑制作用,其它处理均表现为促进作用,其中1%硫酸亚铁、1%硫酸锌和5 mg/L亚硒酸钠对叶片GSH-Px酶活性的促进作用较明显,分别较对照极显著提高15.24%、11.49%和14.93%(P<0.01)。4.铁、锌和硒元素各处理均可提高叶片GSH和Vc的含量,提高抗氧化性,延缓叶片衰老。1%硫酸亚铁、1%硫酸锌和5 mg/L亚硒酸钠处理对叶片GSH的含量提升效果明显,分别较对照极显著提高了45.52%、39.72%和35.63%(P<0.01)。0.1%硫酸锌和5 mg/L亚硒酸钠对叶片Vc含量的提升最明显,分别较对照极显著提高了35.93%和22.64%(P<0.01)。40 mg/L亚硒酸钠处理对叶片GSH和Vc存在负效应。5.铁、锌和硒对核桃坚果品质的影响:(1)铁、锌和硒元素对核桃坚果的三径均值、单果重、果仁重和脂肪含量较对照有提高,但差异不显著;对核桃坚果壳厚无显著影响。(2)三种元素均不同程度提高核桃坚果出仁率,其中160 mg/L、200 mg/L亚硒酸钠和0.1%硫酸锌处理的坚果出仁率分别较对照显著提高7.80%、11.27%和10.36%(P<0.05)。(3)不同处理均可提高坚果仁中蛋白质含量,硒元素各处理随喷施浓度的增加,蛋白质含量不断提高。‘中林1号’80 mg/L、160 mg/L和200 mg/L亚硒酸钠及0.1%硫酸锌处理与对照相比分别显著提高2.89%、3.71%、3.37%和3.68%(P<0.05),0.1%硫酸亚铁和0.1%硫酸亚铁+0.1%硫酸锌处理分别较对照极显著提高4.18%和4.28%(P<0.01)。坚果外观及内在品质主成分分析得出0.1%硫酸锌处理对于改善坚果品质的效果最佳。综上所述,叶片喷施铁、锌和硒元素均可以促进叶片生长,增加光合色素含量,提高净光合速率,从而提升叶片光合效率;调节细胞渗透物质,降低膜脂过氧化产物,维持细胞正常状态;提高抗氧化物质酶活性和含量,提高植株抗氧化能力和抗逆性,延缓叶片衰老,改善核桃树体生长状况,促进养分积累,提高坚果品质。
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