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铝毒是酸性土壤中限制作物生长最重要的障碍因子,严重影响酸性土壤中的作物生产。西瓜是我国重要的经济作物,其设施栽培面积近年来不断增加,酸铝的加剧会导致设施上壤退化,严重影响着我国西瓜的产量和品质。植物根系铝胁迫下会积累和分泌有机酸,通过根系释放有机酸缓解植物铝毒害是近年来植物耐铝机制的研究热点,相关研究对植物耐铝吕机制的解释提供了较好的理论基础。本试验以早春红玉(耐铝型,HY)和早蜜王(铝敏感型,ZM)两个西瓜品种为材料,以不同有机酸浓度(200、400、800、1200μmol·L-1; 200、400、600、800mg·kg-1)处理铝胁迫(1500μmol·L-1; 600mg·kg-1)下的西瓜幼苗,分别采用水培法和土培盆栽法研究外源有机酸(柠檬酸、草酸)对铝胁迫下西瓜生长、生理特性和根际土壤微生态的影响及其在西瓜生长过程中的作用和机理,为有机酸缓解西瓜铝毒害作用机理的研究及西瓜耐铝机制的研究提供理论依据,本研究结果总结如下:1.2个西瓜品种生长指标测定结果表明,铝胁迫对西瓜幼苗根系及地上植株的生长产生了明显的抑制作用,其根长、株高、地上部和地下部鲜重显著下降,ZM较HY生长抑制的情况更严重。添加有机酸处理后,铝对2个西瓜品种的毒害作用的得到了有效缓解,生长受抑制情况有不同程度的的恢复,根长、株高、地上部和地下部鲜重均明显增加。有机酸的种类、浓度不同对西瓜铝毒害生长的缓解效果存在差异。综合来讲,有机酸浓度为400-800μmol·L-1时对铝胁迫下2个西瓜品种生长起到的促进作用明显强于低浓度(2OOμmol·L-1)和高浓度(1200μmol·L-1)处理,1200μmol·L-1处理下两和种有机酸的缓解效果有明显的下降趋势,尤其是草酸。此外,有机酸对ZM生长的缓解效果比HY更明显,柠檬酸比草酸效果好。2.通过研究有机酸对铝胁迫下西瓜生理特性的影响发现,铝胁迫导致2个西瓜品种叶片电解质渗漏率、MAD和Pro含量增加,引起SOD活性增加,POD、CAT活性及根系活力下降,对西瓜根系的吸收功能及叶片细胞膜结构有严重的破坏作用。添加有机酸后,2个西瓜品种根系受抑制程度得到缓解,根系活力明显增加,叶片电解质渗漏率、MADPro含量不同程度下降,抗氧化酶活性增加。可见有机酸有效缓解了铝对西瓜的毒害作用,不同程度恢复了铝对西瓜生理造成的伤害。两种有机酸对铝胁迫下西瓜生理特性的影响有一定差异,柠檬酸处理下西瓜各生理指标的变化情况比草酸处理更具规律性,整体随柠檬酸浓度增加呈先增加后下降趋势,800μmol·L处理下各指标较铝处理增幅最大,1200μmol·L-1处理下开始有明显下降,而草酸浓度为800-1200μmol·L-1时对铝胁迫下西瓜生理的促进作用强于其他处理。总体而言,铝胁迫对ZM生理的毒害作用强于HY,相应的有机酸对ZM的作用效果比HY更明显,以400-800μmol·L-的柠檬酸、800-1200μmol·L-1的草酸效果最好。3.对铝胁迫下2个西瓜品种叶绿素含量和叶绿素荧光参数的测定结果表明,铝胁迫导致2个西瓜品种叶片叶绿素含量降低,叶绿素荧光发参数生变化,初始荧光(Fo)、非光化学猝灭系数(NPQ)显著增加,最大荧光(Fm)、潜在光化学活性(Fv/Fo)、最大光化学效率(Fv/Fm)、光量子产量(Y(Ⅱ))、光化学猝灭系数(qP)、电子传递速率(ETR)明显下降。可见,铝胁迫能够抑制西瓜叶绿素的合成,使PSII反应中心受损,参与光化学反应的能量减少,电子传递活性下降,严重影响了西瓜的光合作用。加入有机酸后,2个西瓜品种叶绿素合成增加,叶绿素含量明显回升,浓度为400-800μmol·L-1时增幅明显。同时有机酸有效削弱了铝毒对光合作用的光抑制和对光合机构的破坏作用,其中HY在两种有机酸处理下其叶绿素荧光参数变化情况一致,参数Fo、NPQ明显下降,Fm、Fv/Fo、Fv/Fm、Y(Ⅱ)、 qP、ETR不同程度回升;而ZM在柠檬酸处理下各荧光参数变化情况与HY一样,草酸处理下有所差异,其中Fo下降,Fm、Fv/Fo、Fv/Fm、ETR增加,NPQ、Y(Ⅱ)、qP在≤800μmol· L-1的范围内增加,1200μmol·L-1时显著下降。可见不同种类有机酸对铝胁迫下西瓜叶绿素荧光参数的影响不同。4.铝胁迫下西瓜根际土壤微生物数量和土壤酶活性测定结果显示,铝胁迫降低了2个西瓜品种细菌、放线菌数量和土壤酶活性,促进了真菌数量。有机酸缓解了铝对2个西瓜品种根际土壤微生物数量和土壤酶活性的抑制作用,细菌、真菌、放线菌数量增加,脲酶、蔗糖酶、磷酸酶和过氧化氢酶活性升高,以400-600 mg·kg-1的柠檬酸和600-800 mg.kg-1的草酸处理对2个西瓜品种根际土壤微生物生长的促进作用最好,土壤酶活性也明显高于其他处理,且柠檬酸作用效果优于草酸,对ZM的作用强于HY。综上所述,铝胁迫下西瓜生长受到抑制、生理指标下降,光合作用遭到破坏,使土壤微生态环境发生改变,导致土壤微生物数量和土壤酶活性降低。HY对铝胁迫的适应性较ZM强,铝毒害的程度较ZM轻。有机酸能够有效缓解铝对西瓜的毒害作用,使西瓜生长、生理状况得到恢复,且ZM的恢复效果比HY更明显,柠檬酸比草酸效果更好。