本项目通过土培和营养液培模拟设施土壤次生盐渍化,研究设施土壤次生盐渍化对番茄植株渗透调节、元素吸收、光合作用及光合电子传递链电子传递、抗氧化系统以及质膜、液泡膜质子泵活性的变化,探明设施土壤次生盐渍化对番茄的毒害机理;研究不同种类耐盐砧木嫁接对次生盐渍化胁迫下番茄植株生长和生理代谢的影响,探讨通过嫁接提高番茄耐盐性的可能途径及生理机制;并用大田试验验证模拟试验的结果。研究结果对设施蔬菜生产具有重要理论和实践意义。
设施土壤次生盐渍化盐分积累的种类与滨海盐土不同,其特点是阳离子以Ca2+为主,阴离子以NO3-为主。本项目研究了等渗的Ca(NO3)2和NaCl胁迫对番茄生长和生理代谢的影响。结果发现,Ca(NO3)2胁迫以渗透胁迫为主,NaCl胁迫以离子胁迫为主,NaCl胁迫抑制番茄生长的程度高于Ca(NO3)2胁迫。盐胁迫造成了番茄光合速率的下降和光系统II的伤害,并诱导了H2O2等活性氧的积累,NaCl胁迫下更明显。活性氧的过量积累,一方面激起了番茄的防御反应,如细胞质和叶绿体中抗氧化酶活性的增加,质膜、液泡膜ATP酶活性的增加,NaCl胁迫增幅更大。另一方面,活性氧的积累伤害了番茄根系和叶片的线粒体,损害了线粒体功能,根系总呼吸速率、细胞色素呼吸速率下降和抗氰呼吸速率的上升。嫁接是改善番茄耐盐性的有效途径。研究了不同浓度盐胁迫对自根、自根嫁接和砧木嫁接番茄生长的影响。尽管本试验所用砧木嫁接番茄未能缓解盐分向地上部的运输,但保持了较高的光系统活性,并诱导了抗氧化活性,膜脂过氧化程度较低,改善了耐盐性。田间试验结果证明,砧木嫁接提高了盐胁迫下番茄单株产量,改善了番茄果实品质。