乙烯利促進甘蔗有效分蘗的生理生化機理研究.pdf

1、本文采用田間試驗、桶栽試驗及實驗室生理生化分析和田間生理生態(tài)分析相結(jié)合的方法，主要分析不同濃度乙烯利對甘蔗分蘗期根系IAA氧化酶、陽離子過氧化物酶活性及同工酶特征、根系形態(tài)學的效應及甘蔗植株葉片光響應曲線，比較200mg/L乙烯利葉面噴施和浸種對甘蔗分蘗期根系、主莖基部、分蘗莖的內(nèi)源激素、IAA氧化酶、陽離子-過氧化物酶、陰離子-過氧化物酶活性及同工酶特征、根系形態(tài)學的效應；以及對植株光合特性和營養(yǎng)元素吸收的效應，包括對葉片氣體交換參數(shù)

2、、葉綠素熒光參數(shù)的效應及植株根、莖、葉N、P、K含量的效應等。田間試驗主要測定不同濃度乙烯利對ROC22、ROC16兩個甘蔗品種新植蔗、ROC16宿根蔗群體結(jié)構、光合特性、農(nóng)藝性狀和品質(zhì)的效應。本研究旨在探討在甘蔗生長前期進行乙烯利處理促進甘蔗有效分蘗的生理生化機理。試驗結(jié)果表明： 1)一定濃度乙烯利處理的甘蔗分蘗期根生長區(qū)陽離子過氧化物酶活性高于對照，IAA氧化酶活性分蘗前期低于對照；根系分枝多但伸長生長明顯受抑制，蔗株早期分

3、蘗明顯比對照多，特別是大莖不耐旱品種ROC10。不論浸種或是葉面噴施，一定濃度乙烯利的處理在分蘗盛期主莖的陽離子過氧化物酶活性都比對照的高，而分蘗莖尖的過氧化物酶也呈現(xiàn)同樣的趨勢，與分蘗的發(fā)生有同步的關系，相關性顯著檢驗，達顯著性相關。 2)在分蘗發(fā)生初期，葉面噴施一定濃度乙烯利，甘蔗主莖的光合速率與對照相同或稍低于對照，在分蘗盛期表現(xiàn)高于對照，并有較高的水分利用率、光化學效率和較低的基礎熒光。在形態(tài)學方面，一定濃度乙烯利處理促

4、進ROC22和ROC10前期須根的形成和莖基部分蘗的發(fā)生，400mg/L乙烯利的促進效果最明顯。乙烯利處理促進前期分蘗芽的萌動和生長，對株高的效應則表現(xiàn)先稍有抑制(分蘗的兩極時期)后促進，這些變化說明適當濃度的乙烯利處理有利于甘蔗有機物合成，形成有效莖。 3)在土壤干旱條件下，耐旱品種ROC22經(jīng)乙烯利處理的凈光合速率下降幅度不大，接近于正常供水的，而不耐旱的大莖品種ROC10經(jīng)一定濃度乙烯利處理的凈光合速率明顯低于正常供水對照

5、的；經(jīng)乙烯利處理的ROC22和ROC10的氣孔導度、胞間CO2濃度、凈光合速率、蒸騰速率都高于控水對照的，光響應曲線均呈現(xiàn)比較規(guī)則的變化，差異達極顯著水平?？梢哉J為，乙烯利處理提高了甘蔗光合器官的抗水分脅迫能力，使甘蔗在土壤水分脅迫時能維持正常的氣孔開閉和光合電子傳遞。 4)200mg/L乙烯利葉面噴施和浸種處理對甘蔗分蘗期根系、主莖基部、分蘗莖的內(nèi)源激素、IAA氧化酶、陽離子-過氧化物酶及根系形態(tài)學都有明顯的正向效應。200m

6、g/L乙烯利浸種處理和葉面噴施甘蔗分蘗前期和分蘗盛期根生長區(qū)IAA含量比對照減少，含量變化較小，CTKs含量明顯增加，根生長區(qū)CTKs：IAA比值增加，GA3含量較高，ABA含量也較高。甘蔗相應的形態(tài)學表現(xiàn)為：乙烯利處理的根系須根多，主莖比對照提早分蘗和拔節(jié)7-10d，品種和濃度間有一些差別。相關性分析結(jié)果表明，植物內(nèi)源激素，特別是根生長區(qū)CTKs、CTKs/IAA是影響甘蔗分蘗的直接因素，CTKs是一定濃度乙烯利促進甘蔗提前發(fā)生分蘗的

7、關鍵內(nèi)源激素。 5)乙烯利處理后根、莖、葉的全N、全P、全K含量與對照相比都有變化，特別是氮素營養(yǎng)有較大的變化，經(jīng)方差分析，乙烯利處理的葉片全氮量與對照的差異達顯著水平，與甘蔗分蘗發(fā)生有一定關系。 6)新植蔗生長前期施用100-400mg/L乙烯利濃度對新植蔗分蘗和次年的宿根蔗發(fā)株直到伸長生長都有促進效應。這些分蘗成莖率的高低，與產(chǎn)量是否成正相關，需要相應的栽培措施配合，根據(jù)一定濃度乙烯利促進提早分蘗而進行相應水肥管理的

8、宿根蔗以及采用相應的水肥管理后葉面噴施200mg/L乙烯利處理能較好協(xié)調(diào)甘蔗分蘗發(fā)生、抗旱、甘蔗群體消長的關系，最終有效莖、株高、莖徑、蔗莖產(chǎn)量極顯著高于其他處理。 根據(jù)以上生理生化分析與田間試驗的結(jié)果，可以推斷，葉面噴施乙烯利釋放外源乙烯，引發(fā)瞬間的乙烯釋放高峰，乙烯作為信號分子，與其它激素信號相互作用，促進了根內(nèi)CTKs的合成，增加了CTKs含量，同時誘導過氧化物酶和ABA的產(chǎn)生，有利于CTKs/IAA的比值提高，促進了甘蔗

9、分蘗的發(fā)生。而在甘蔗分蘗前適當濃度的乙烯利處理一方面促進了分蘗的提早發(fā)生，另一方面促進了較低光強下的光合作用而為已發(fā)生的分蘗的生長提供更充足的物質(zhì)基礎；提高了干旱條件下甘蔗葉片在較低光強下的凈光合效率和光能轉(zhuǎn)換效率、降低了光補償點，為干旱條件下主莖和分蘗的生長提供物質(zhì)和能量基礎。200mg/L乙烯利處理對六個不同基因型甘蔗品種都有明顯的促蘗效應，促蘗效應比較穩(wěn)定且分蘗數(shù)比較合適，能較好地協(xié)調(diào)個體與群體發(fā)展的關系，不僅促進甘蔗適度分蘗，還