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藜麦(Chenopodium quinoa Willd.)营养丰富且抗逆性较强,对不同种植区具有普遍适应性,因此适宜在农业生产上推广种植。近年来,土地盐碱化是影响农牧业生产力、限制作物产量最为广泛的非生物胁迫因素之一。吉林西部苏打盐碱化程度高,草地退化现象严重,已成为我国典型的生态脆弱带。因此种植耐盐碱作物—藜麦,可以提高对盐碱土的利用率,促进相关产业的发展,从而带来较高的生态与经济效益。目前关于不同类型藜麦对苏打盐碱土的适应性未得到广泛关注,并且盐碱条件下各类型藜麦的生理响应机制尚不明确。本研究共选取国内四种类型藜麦(黑藜、白藜、红藜、灰藜),采用完全随机区组试验设计,通过测定植株性状、籽粒产量、光合参数、可溶性糖含量、碳氮元素及同位素构成、叶绿素含量与阳离子含量等关键指标,揭示各类型藜麦对苏打盐碱条件的生理响应机制与适应策略,评估其耐盐碱性差异,筛选出耐盐碱能力强且产量高的优质藜麦类型,以期在改善该地生态环境的同时,为苏打盐碱地推广种植提供参考。本试验的主要研究结果如下:(1)苏打盐碱条件下藜麦籽粒产量受气候影响在不同年份间有显著差异,并且与类型间具有一定的交互作用。黑藜和灰藜耐盐碱能力强,籽粒产量较高。试验两年间,黑藜产量分别为1695.09 kg/hm~2和1096.74 kg/hm~2,灰藜产量分别为1430.54 kg/hm~2和1127.75 kg/hm~2。白藜耐盐碱能力弱,产量均最低,仅为1190.00 kg/hm~2和895.68 kg/hm~2。红藜产量分别为1039.00 kg/hm~2和1339.29 kg/hm~2。在冷凉气候中,黑藜、白藜和灰藜籽粒产量均不同程度降低,而红藜适宜在该气候中生存,可获较高产量表现。(2)对苏打盐碱条件下不同类型藜麦植物学特性分析表明,黑藜和灰藜生长发育状况较好,主要表现为植株高大,茎秆粗壮,分枝数多,对光的利用效率高,茎叶部分生物量大,生长适应性良好,成熟期籽粒饱满,千粒重较大,可获较高产量表现。红藜植株性状易受气候环境影响,湿热气候中长势较差,茎叶部分生物量低;冷凉气候适宜生存,单株小穗数和单株籽粒数多,产量表现良好。白藜耐受性较差,主要性状表现为植株矮小且分枝数少,对光的利用效率低,造成低产。(3)对苏打盐碱条件下不同类型藜麦水分状态分析表明,黑藜和灰藜气孔导度大,进入叶片的CO2较多,且水分利用效率高,光合作用强,光合产物可溶性糖含量高,耐盐碱能力较强。同时,二者对自然条件下13CO2排斥能力强,体内碳同位素构成(δ13C)相对较低,叶片锁水能力强,生长状态优异。红藜生长对气候环境依赖性强,冷凉气候中净光合速率较高,生长发育状况良好。白藜净光合速率和水分利用效率低,体内水分状态不佳,光合作用弱,生长发育受到限制,对盐碱环境适应性较差。研究结果表明,δ13C可作为衡量植株耐盐碱能力的重要指标,对产量的形成起到指示作用。(4)对苏打盐碱条件下不同类型藜麦氮素状态分析表明,黑藜和灰藜茎叶部分氮同位素构成(δ15N)较低,对氮素浓度具有一定的稀释作用,且叶绿素含量较高,对氮素吸收利用效果好,进而提高了各组织间碳氮代谢平衡,促进各器官中营养物质的积累,为产量提升形成氮素基础。对红藜而言,冷凉气候使其在氮素吸收利用方面能力较强,利于生长代谢活动进行。白藜体内δ15N较高,叶绿素合成不足,对氮素吸收利用能力有限,适应性差且产量表现不佳。(5)对苏打盐碱条件下不同类型藜麦阳离子含量分析表明,黑藜和灰藜吸收并积累较多的Na+有效进行渗透调节,以维持体内水分平衡;体内K+含量高,保证生理代谢的正常进行;并且K+/Na+处于最佳状态,耐盐碱能力强,利于植株在逆境中存活。白藜和红藜茎叶部分Na+含量、K+含量及K+/Na+较低,二者耐受性弱,不适宜在该环境生存。(6)黑藜耐盐碱能力强主要受氮素状态影响,叶绿素含量和茎秆氮素浓度分别是决定籽粒产量与千粒重的关键因素。白藜耐盐碱性差主要由于体内离子平衡不佳造成,茎秆K+含量和Na+含量分别限制籽粒产量与千粒重的形成。对红藜而言,胞间CO2浓度差和叶绿素含量可能是影响籽粒产量的主要因素。灰藜耐盐碱性强主要受水分状态影响,叶片δ13C和蒸腾速率分别是影响籽粒产量和千粒重形成的关键因素。主成分分析表明藜麦体内阳离子含量通过影响氮素代谢过程来改变产量的形成,并且茎秆δ13C会随着植株生长而发生变化,是籽粒产量的最佳负向指代指标。综上所述,从植物体内水分状态、氮素状态与离子平衡等方面综合来看,黑藜和灰藜在苏打盐碱条件下植物学特性表现良好,适应性和耐盐碱性强并可获较高产量表现,因此适宜在吉林西部苏打盐碱区推广种植。而白藜生长发育状况与产量表现欠佳,红藜产量表现与耐盐碱能力受外界环境影响波动较大,因此二者在种植过程中应注意选择土壤水分良好及气候适宜的环境,才能在轻度盐碱条件下获得较高产量。