摘 要

为研究在柑橘幼苗叶片施加纳米氧化铁对柑橘幼苗的生理生长的影响，以及纳米氧化铁在叶片角质层的吸附行为和跨角质层转运的情况及机理，本实验以柑橘幼苗为研究对象，从植物生理生长、根系活力、脂质过氧化作用、抗氧化酶系的活力水平以及角质层蜡质等5个方面进行研究，并以空白处理组作为对照研究纳米氧化铁对植物生长潜在的促进效应以及剂量依赖性。结果表明在叶片施加不同浓度的纳米氧化铁对柑橘的生长发育有着不同的影响，低浓度的纳米氧化铁对柑橘幼苗的生长有一定的促进作用，高浓度的纳米氧化铁和Fe³ 对柑橘幼苗的生长有抑制作用，呈现出一定的植物毒性。不同浓度的溶液对柑橘的根系活力，脂质过氧化作用、抗氧化酶系统和角质层蜡质有不同的影响。柑橘叶片对纳米氧化铁进行了一定的吸收并向下运输到茎部，并有一定含量的积累。我们得到以下结论，在柑橘叶片施加纳米氧化铁会对柑橘生长有一定的影响，具有剂量依赖性，低浓度促进生长，高浓度抑制生长。少量的纳米氧化铁会跨角质层转运，并向下运输。

关键词：纳米粒子；柑橘；角质层；抗氧化系统

Abstract

In order to study the effects of foliar-applied iron oxide nanoparticles on the physiological growth of citrus, the adsorption behavior and the mechanism of transport through the cuticle layer of the iron oxide nanoparticles. Citrus seedling were set as tested objects, and the effects of iron oxide nanoparticles at different concentrations on the physiological growth of citrus seedlings, including root activity, lipid peroxidation and the activity of antioxidant enzymes were studied. Citrus plants treated with 1/2 Hoagland’s nutrition (free of iron) were set as control plants to research the effects of iron oxide nanoparticles on the potential promotion of citrus seedlings’ growth and the dose dependent. The results showed that the nanoparticles at different concentration generated different effects on the physiological growth of citrus. In addition, iron oxide nanoparticles at low concentrations showed some positive effects on citrus seedlings. However, iron oxide nanoparticles at high concentrations partly inhibited the growth of citrus seedlings, indicating that nanoparticles at high concentrations appeared a certain toxicity to plants. Moreover, nanoparticles at different concentrations produced different effects on root activity, lipid peroxidation, activity of antioxidant enzymes and cuticular wax content. A part of nanoparticles were absorbed by citrus leaf and then transport to the stem and accumulated there. It could be concluded that foliar-applied iron oxide nanoparticles could generate definite effect on the physiological growth of citrus, which depends on the doses of nanoparticles. The iron oxide nanoparticles at low concentrations could promote the growth of citrus seedlings, while which at high concentrations showed inhibition on growth. And a few nanoparticles could transport through the cuticle layer and the downward translocation of nanoparticles was observed.

Key Words: nanoparticles; citrus; cuticle; antioxidant system

目 录

第1章 绪论 1

1.1研究背景、目的及意义 1

1.2国内外研究进展 3

1.3课题研究内容 3

第2章 仪器试剂与材料 4

2.1材料 4

2.2试剂 4

2.3 Hoagland营养液配方 4

2.4材料 5

第3章 试验方法 6

3.1不同铁肥的配制 6

3.1.1纳米氧化铁溶液的配制 6

3.1.2 FeC1₃溶液的配制 6

3.1.3螯合铁的配制 6

3.2植物幼苗的准备与处理 6

3.3不同的铁肥对柑橘的影响 6

3.3.1不同铁肥对柑橘抗氧化系统的影响 6

3.3.2不同铁肥对柑橘生长的影响 8

3.3.3数据统计方法 10

第4章 实验结果与分析 11

4.1不同铁肥对柑橘叶片抗氧化系统的影响 11

4.1.1超氧化物歧化酶（SOD）活力 11

4.1.2过氧化物酶（POD）活力 12

4.1.3过氧化氢酶（CAT）活力 13

4.1.4丙二醛（MDA）含量 14

4.2不同铁肥对柑橘根抗氧化系统的影响 14

4.2.1 SOD、POD、CAT酶活力 14

4.2.2 丙二醛含量 15

4.3不同铁肥对柑橘生长的影响 16

4.3.1可溶性蛋白的含量 16

4.3.2叶片叶绿素的含量 16

4.3.3叶片蜡质的含量 17

4.3.4根系活力 18

第5章 结论 20

参考文献 22

致谢 24

第1章 绪论

1.1研究背景、目的及意义

柑橘作为湖北省的一种重要经济作物，其产业已经成为湖北省农业生产的支柱产业^[1]，具有十分可观的农业经济效益。柑橘是橘、柑、橙、金柑、柚、枳等的总称，具有很高的营养、药用及生态价值。柑橘喜光，但是阳光过于强烈是会导致柑橘生长发育不良，一般情况下，柑橘的适宜生长的年平均温度在15℃以上，其最佳生长温度为23℃至29℃，而一旦超过35℃，柑橘苗就会停止生长发育，而在-2℃即会受冻害。柑橘在其生长发育的过程中需要吸收大量的水分，但是土壤中水分过多也会导致柑橘烂根。中国是柑橘的重要原产地之一，资源十分丰富，优良品种也是十分繁多。柑橘在中国有四千多年的栽种历史，经过长期的栽培以及选择，柑橘已经成为了人类的珍贵的水果。

柑橘黄化是世界柑橘种植生产中一种危害非常大的病症。柑橘一旦缺铁，就会使得叶绿素的合成过程受到影响，会导致柑橘的幼叶出现失去绿色的现象，这种现象表现在在叶色较为淡的叶片上时，其叶脉就会呈现为绿色的网纹状，而缺铁十分严重时，会导致柑橘的幼叶以及老叶全部呈现出白色，仅仅只有叶片的中脉还保有一点点很淡的绿色，而在叶片上，则会出现叶肉组织坏死的黄褐色斑点，导致叶片的脱落。缺铁症状通常出现在在碱性的紫色土壤中，或者是在石灰岩风化而成的新土壤中出现。在黄化植株中，向阳的树冠外部的新叶片症状最为严重。缺铁症状在酸性红土壤中是比较少见的。造成柑橘缺铁的主要原因有以下几点：（1）铁元素在碱性的或者是石灰性的土壤中，会形成难溶的沉淀，无法被植物所吸收利用。（2）低温干燥的土壤或者是土壤中大量盐类的异常积累也会对植物吸收铁产生一定的影响。（3）土壤中水流量过大会使得土壤中的可溶性铁随水流失过多而造成柑橘缺铁。（4）在过量使用磷肥的情况下，会使得被植株吸收到体内的铁元素和体内过多的磷发生化合反应而在植株体内被固定而无法在植物体内得到有效的利用。（5）如果植物吸收了过多的锰和铜，会氧化植物体内的铁发生氧化反应而无法有效的被植物所利用。（6）有些柑橘品种如枳等砧木品种，其本身吸收和利用铁的能力就较差，更易发生缺铁黄化。柑橘黄化会致使柑橘叶片部分或全部呈现黄化或者黄白色的形态，从而导致植株生长发育迟缓，严重的导致植物光合作用无法正常进行，最终导致柑橘产量及果实质量大幅下滑，失去其农业经济与观赏的价值^[2]。根据发病机理的不同，分为病理性黄化病和生理性黄化病^[3]。柑橘缺铁会导致生理性黄化病。缺铁性黄化最先在幼嫩的叶或芽上表现出来，逐渐向老叶片发展。由发病初期的叶脉、叶肉组织黄化发展为叶片成发黄白色，逐渐变褐干枯至死亡。造成植株缺铁的原因有两方面，一方面是由于植株吸收铁的能力不足，另一方面是由于土壤缺铁^[4]。