库尔勒香梨在南疆钙质土壤上叶片黄化的生理机制研究

在新疆塔里木盆地荒漠钙质土壤上，叶片黄化成为多年危害库尔勒香梨一种严重的生理性病害。由于深层发生机理不明，防治工作一直收效甚微。本课题在大量果园调研和前期研究工作基础上通过田间实验和水培验证相结合，采用人工叶片喷肥和同位素自显影等技术，对香梨叶片失绿黄化与土壤矿质元素含量的相关关系、根际微域环境中铁素的活化机制、叶片对铁素的吸收机理、叶片铁素的形态分析、黄化叶铁素营养与其他矿质元素平衡关系和香梨根系还原力年度动态变化进行系统研究，以铁素的土壤吸收到叶片利用为主线，全程探索香梨黄化病在当地立地条件下发生的主要诱导因子和深层机理，旨在建立黄化病早期叶片诊断的生理指标、探讨叶片黄化自相矛盾（Chlorosis paradox）现象的产生原因，研究结果有望为综合防治这一生理性病害提供可靠的理论依据。

库尔勒香梨是新疆南疆地区的名优特产，产业化水平高，对农民增收、稳疆固边意义深远。由于香梨产业的优势区均为荒漠钙质土壤，盐分高，碱大，缺铁黄化症时有发生。当地果农采取了土施FeSO4、叶面喷施、树干滴注液体铁肥等多种方法防治该病，效果不理想，治标不治本。主要原因是对香梨黄化症深层次的生理机制缺乏深入了解。开发的技术多是从外地引进，没有很好地消化吸收，具一定盲目性。本课题主要从土壤和植株两个方面研究香梨的黄化机理。土壤角度主要从探究造成香梨砧木低的铁吸收效率入手，着眼于如何通过改变土壤管理措施来减少香梨黄化症的发生率。植株角度主要是通过田间和水培从本地梨砧木资源中来筛选铁高效基因型，另外也从植株不同部位的铁含量来分析树体内的铁代谢机制。对香梨产区十个点的土壤样品进行了理化特性分析表明：香梨在南疆钙质土壤上叶片失绿黄化是多种土壤因子交互作用的结果。土壤高pH（平均为8.49）和有效铁含量低（平均为12.2 mg/kg）是诱发香梨叶片缺铁失绿的两大因素。上层土壤中高达7 mM HCO3-含量对土壤铁的活化与运输有着潜在的影响。土壤中较低的有效铁含量可能与较高的锰、锌、铜含量之间的生理拮抗关系也是导致香梨黄化失绿的原因之一。通过溶液培养，比较了新疆梨品种棉梨、杜梨和大杜梨3种梨砧木的抗缺铁特性。综合分析Fe3+还原酶、叶绿素含量、叶片总铁含量等指标，认定在水培条件下，3种梨砧木的抗却铁性大小顺序为：杜梨＞大杜梨＞棉梨。以邻二氮杂菲与硫酸亚铁生成的桔红色螯合物为示踪剂，模拟检测了滴注施铁后铁素在杜梨树体各部位木质部汁液中的转运速度和浓度分布特点。研究发现树干滴注实验中铁素在树干木质部的向树冠上转移速度要大于向根系下移速度，且铁素浓度随着转移路程的延长，其稀释效应表现明显，根系注射也表现出同样的规律。在树干和根系滴注中均发现了滴注铁肥在木质部内发生的铁素失活现象。铁素含量检测表明，与根系滴注相比，树干滴注效果更明显，建议选用树干滴注的方法矫治果树缺铁黄化病。通过微电极测定了香梨木质部质外体汁液的pH值，并分析了不同部位木质部汁液和叶片中总铁和有效铁含量。研究结果表明：香梨各器官木质部质外体汁液的pH值在生长季大多保持在5.0-6.0之间，属正常生理范围。正常树的木质部汁液pH值略高于黄化树（5.6%），但与铁失活关联度不大。叶片质外体pH值为叶面铁肥配制和黄化症诊断提供了重要参数