羊羊毛肥料助力薰衣草抵御盐胁迫:提升干旱半干旱地区农业可持续性的新策略

《Journal of Soil Science and Plant Nutrition》:Harnessing Sheep Wool Fertilizer to Enhance Lavandula officinalis Mill. Resilience to Salt Stress

【字体: 时间:2025年04月15日 来源:Journal of Soil Science and Plant Nutrition 3.4

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  在土壤盐渍化影响农业生产的背景下,研究人员开展了 “利用羊羊毛肥料增强薰衣草(Lavandula officinalis Mill.)对盐胁迫的抗性” 的研究。结果表明羊羊毛肥料能缓解 NaCl 对薰衣草生长等特性的负面影响,该研究为盐碱地农业可持续发展提供了新途径。

  在广袤的干旱半干旱地区,土壤盐渍化就像一个顽固的 “恶魔”,严重威胁着农业生产。土耳其,这片土地的三分之二都处于干旱和半干旱气候区,深受其害。据统计,土耳其有 150 万公顷土地受到盐渍化问题的影响,不同程度的盐碱地分布广泛。在这样的困境下,植物生长受到极大抑制,盐胁迫导致离子毒性,使植物生长缓慢、分枝减少、pH 值降低,光合作用受限,发育迟缓甚至停滞。为了打破这一僵局,来自 Burdur Mehmet Akif Ersoy University、Cankiri Karatekin University 等机构的研究人员,开展了一项极具意义的研究,相关成果发表在《Journal of Soil Science and Plant Nutrition》上。
研究人员采用了一系列关键技术方法。首先,精心设计了两因素析因实验,在温室条件下设置五个重复,模拟不同的盐浓度(0 mM、30 mM、60 mM、90 mM NaCl)和羊羊毛肥料(SW)浓度(0%、0.5%、1%、2%、4%)处理。实验选用两年生的薰衣草(Lavandula officinalis)幼苗,种植于特定的土壤、泥炭和浮石混合基质中。然后,运用多种测量手段,如测量植株高度(PH)、鲜重(PFW)和干重(PDW)来评估生长特性;通过统计花朵数量(NF)、测量花重(FW)、进行美观度评分(AAS)和测量冠幅直径(CD)来分析质量特性;利用分光光度计测定光合色素含量以研究光合特性;采用特定的化学分析方法检测脯氨酸浓度、相对水含量(RWC)、膜稳定性指数(MSI)、丙二醛(MDA)和过氧化氢(H2O2)含量来探究生化特性。最后,借助统计分析方法,如 Kolmogorov-Smirnov 检验、Levene 检验、双向方差分析、Duncan 检验和主成分分析等,对实验数据进行深入分析。
研究结果如下:
  1. 质量特性:NaCl 和 SW 浓度显著影响除 NF 外的所有质量特性,但二者的交互作用无显著影响。在无羊羊毛肥料时,盐浓度增加导致所有质量特性显著下降,NF 受影响最大。在无盐条件下,不同浓度的羊羊毛肥料对各质量特性有不同程度的提升。在高盐(NaCl - 90)条件下,增加羊羊毛肥料剂量可提高质量特性,其中 SW - 2_NaCl - 0 处理的 AAS、FW 和 CD 最高,SW - 1_NaCl - 30 处理的 NF 最高。
  2. 生长特性:NaCl 和 SW 浓度对所有生长特性均有显著影响,交互作用无影响。无羊羊毛肥料时,盐浓度增加使所有生长特性下降,植物干重受影响最大。在无盐条件下,不同浓度羊羊毛肥料对不同生长特性提升效果不同。在 NaCl - 90 条件下,SW - 2 和 SW - 4 处理使 PFW 显著增加。SW - 1_NaCl - 0 处理的 PH 最高,SW - 4_NaCl - 0 处理的 PFW 和 PDW 最高。
  3. 光合特性:NaCl 浓度影响所有光合特性,羊羊毛肥料仅影响叶绿素 a(chl a)、叶绿素 a + b(chl a + b)和类胡萝卜素(car)。无羊羊毛肥料时,盐浓度增加导致光合特性显著降低。无盐时,SW - 2 处理使 chl a、chl b 和 chl a + b 增加最多,SW - 1 处理使 car 增加最多。在 NaCl - 90 条件下,增加羊羊毛肥料剂量可提高光合特性,SW - 2_NaCl - 0 处理的 chl a、chl b、chl a + b 和 car 含量最高。
  4. 生化特性:NaCl 和羊羊毛肥料浓度均显著影响生化特性。无羊羊毛肥料时,盐胁迫导致脯氨酸、MDA 和 H2O2水平下降,MSI 和 RWC 增加。无盐时,SW - 4 处理使脯氨酸下降最多,RWC 增加最多。在 NaCl - 90 条件下,增加羊羊毛肥料剂量可降低脯氨酸、MDA 和 H2O2水平,提高 MSI 和 RWC。SW - 0_NaCl - 90 处理的脯氨酸、MDA 和 H2O2最高,SW - 4_NaCl - 0 处理的 MSI 和 RWC 最高。
  5. 相关性分析:在不同羊羊毛肥料和 NaCl 处理下,除 chl a/b 和 car/chl a + b 外,质量、生长、光合和生化特性之间存在显著相关性。光合特性与生长参数呈显著正相关,脯氨酸和 H2O2与这些特性呈显著负相关。主成分分析表明,前两个主成分解释了整个样本变异的 88.75%,不同 NaCl 浓度下的样本可分为三个显著组,SW - 2 处理在大多数特性上表现最佳。
    研究结论和讨论部分指出,羊羊毛肥料能显著缓解 NaCl 对薰衣草生长、质量和生理特性的负面影响,提高叶绿素含量,降低脯氨酸和 H2O2等胁迫指标。该研究揭示了羊羊毛肥料在增强植物抗盐性方面的巨大潜力,尤其是在最佳浓度(如 SW - 2)下效果显著。根据光合特性与生长参数的相关性,定制施肥策略有望成为提高盐胁迫下植物性能的关键。未来研究可进一步探索不同羊羊毛肥料剂量在不同盐渍条件下的长期效应,以及羊羊毛肥料与其他有机改良剂或生物刺激剂的协同作用,同时开展田间试验,将研究成果应用于实际农业生产,为干旱和盐碱地区的农业可持续发展提供有力支持,推动有机肥料在农业中的广泛应用,减少化学肥料的使用,改善土壤质量,保护生态环境。

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