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酸性土壤中活性Al3+具有生物毒性,可显著影响植物生长发育及作物品质和产量的形成。木豆(Cajanus cajan(L.)Millsp)是可食用豆类作物中唯一的一种木本植物,具有耐旱、耐酸、耐盐,高产量等多种优良性状。本实验以桂木4号和桂木6号两个木豆品种为实验材料,采用水培法对木豆芽苗进行不同浓度铝(0~200μmol/L AlCl3)处理0 h~72h,通过测定根长,根尖胼胝质和铝含量对木豆的耐铝性进行了鉴定;在苗期以1/5 Hoagland营养液水培并进行0~3mmol/L的AlCl3胁迫14d,采用根系扫描和分析系统(WinRhizo)研究了根的结构,分别使用光合测定仪(LI-6400)和叶绿素荧光分析仪(PAM-2000)检测光合作用气体交换和叶绿素a荧光参数。主要实验结果如下: (1)相同Al处理浓度和胁迫时间下,桂木6号根伸长受抑制程度低于桂木4号,根尖积累胼胝质和铝含量也远低于桂木4号,表现出较强的耐铝能力。 (2)在低浓度铝处理(≤1mmol/L)下,桂木4号的根系总长、根系总表面积、根系总体积、根系平均直径较对照略有增加,但无显著差异,桂木6号各指标增加幅度较大,且平均直径增加达到显著水平。桂木4号根系活力随着铝浓度的升高而迅速降低,桂木6号在低浓度铝(≤1mmol/L)胁迫下根系活力还有小幅上升。高铝胁迫下两个木豆品种根系总长、根系总表面积、根系总体积均显著减小、根系活力降低,桂木6号变幅都小于桂木4号。 (3)在低浓度铝处理(≤1mmol/L)下,两个木豆品种随着铝浓度的升高,叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs),蒸腾速率(Tr)而逐渐增大,桂木6号叶片净光合速率(Pn)和蒸腾速率(Tr)增加幅度大于桂木4号。高铝胁迫下,两个木豆品种的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs),蒸腾速率(Tr)较对照显著下降,桂木4号降幅较桂木6号更大。 (4)低浓度铝(≤1mmol/L)胁迫下,两个木豆品种的叶片初始荧光(Fo)随铝浓度的升高而增大,桂木4号增加幅度大于桂木6号。两个木豆品种的叶片最大荧光(Fm)随着铝浓度的升高先小幅上升后迅速下降,桂木4号降幅较大。随着铝浓度的增加,两个木豆品种的叶片PSII潜在活性(Fv/Fo)较对照显著增加,后受高铝胁迫而迅速下降,桂木4号较桂木6号具有更高的PSII潜在活性。受铝胁迫后,桂木4号的叶片实际光化学量子产量(Yield)较对照持续下降,而桂木6号在低铝浓度下显著上升,后受高铝胁迫而逐渐下降。 综上所述,桂木6号比桂木4号有较强的耐铝性,在铝胁迫环境中根系结构活力、光合特性都优于桂木4号。