绿洲盐化潮土施镁对玉米幼苗生长、活性氧自由基代谢和锌营养的影响

【目的】甘肃河西走廊绿洲盐化潮土地玉米缺锌现象非常普遍，土壤镁含量高通常被认为是造成土壤和作物缺锌的重要因素之一，本文探讨了绿洲盐化潮土锌、镁之间的关系。【方法】采用盆栽模拟试验方法，以硫酸镁为原料，设加入Mg2+0、74、147、221、515mg/kg，形成交换性Mg含量分别为287.3、349.2、411.6、487.9、755.2mg/kg的混合土壤，来模拟绿洲盐化潮土含镁量低、较低、中等、较高、极高5种类型。在玉米生长期间浇灌去离子水，用重量法控制水分的供应。玉米生长45d收获，测定株高后，采集心叶下第二个叶片鲜样用于测定叶绿素含量，超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性和丙二醛(MDA)含量。植株分地上部和根系，烘干粉碎后用于测定锌的含量。【结果】1)较高和极高的土壤交换性镁抑制玉米幼苗的生长。镁加入量为22lmg/kg，土壤交换性镁含量达到487.9mg/kg时，玉米植株矮小，生长已受到胁迫，加入量为515mg/kg，土壤交换性镁含量达到755.2mg/kg时，玉米株高显著降低了14.5%，植株叶缘焦枯，个别植株叶片出现白色条纹，表现出明显的镁中毒症状和典型缺锌症状。2)随施镁量的增加或土壤含镁量水平的提高，玉米地上部和地下部的干重分别降低了11.9%38.3%和4.6%23.0%，茎叶干重的降低幅度明显高于根系。3)随施镁量的增加或土壤含镁量水平的提高，玉米叶片叶绿素含量降低了9.4%45.9%，用量达到515mg/kg时几乎降低了一半，导致地上部叶片出现枯黄。叶片SOD、POD、CAT活性都是先升高再迅速降低，峰值分别出现在147mg/kg、74mg/kg和147mg/kg，用量达到515mg/kg时分别降低了49.75%、48.06%和32.21%;MDA含量始终呈增加趋势，增幅在20.39%183.58%。4)施镁显著降低了玉米幼苗的锌含量和吸收量，但对茎叶和根系的抑制程度不同。与不施镁处理相比，茎叶锌含量降低了4.05%57.09%，吸收量降低了15.41%73.55%;根系锌含量降低了7.55%18.99%，吸收量降低了11.62%37.40%，不管是锌含量还是吸收量，根系的降低幅度都明显低于茎叶。这也导致锌从根系向地上部的转运显著降低，施镁147mg/kg时锌的转运率还有46.60%，施镁515mg/kg时只有34.55%，仅达到不施镁水平的62%。5)随着施镁量的增加或土壤含镁量水平的提高，土壤有效锌含量也显著降低，降幅在11.4%46.6%，特别是施镁515mg/kg，土壤交换性镁含量达到755.2mg/kg时，土壤有效锌含量已降至0.47mg/kg，超过了土壤缺锌临界值(DTPA-Zn＜0.5mg/kg)。【结论】绿洲盐化潮土上的玉米缺锌问题与土壤含镁量水平密切相关，随着施镁量的增加，玉米幼苗的生长受到抑制，株高、干重、叶片中的叶绿素含量和SOD、POD、CAT活性都显著降低，MDA含量显著增加。施镁抑制了玉米幼苗对锌的吸收，对茎叶的抑制程度明显高于根系，导致锌从根系向地上部的转运率显著降低。施镁降低了土壤有效锌含量，用量达到515mg/kg时，土壤有效锌含量已低于缺锌临界值。