绿色合成ZnO纳米颗粒与腐殖酸-柠檬酸改良剂的可持续建模与优化:提升盐碱土壤中一枝黄花(Solidago)的生长、养分吸收及开花性能

《Journal of Soil Science and Plant Nutrition》:Sustainable Modeling and Optimization of Green-Synthesized ZnO Nanoparticles and Humic-Citric Amendments: Enhancing Growth, Nutrient Uptake, and Flowering of Solidago in Saline Soils

【字体: 时间:2025年10月09日 来源:Journal of Soil Science and Plant Nutrition 3.1

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  盐碱土中金丝桃通过腐殖酸与纳米氧化锌复合处理提升生理及开花特性。采用两年生季节的随机区组设计,HC50与ZnNPs200组合最佳,显著提高膜稳定性、叶绿素荧光、花枝数量及高度,缩短开花时间,改善氮磷钾钙吸收及维管束发育。该策略为盐碱地固沙植物栽培提供新方法。

  

摘要

一枝黄花(Solidago)的开花习性是一个重要且复杂的现象,这一过程决定了商业花束中使用的花枝数量。因此,改善其开花特性对于提高一枝黄花的种植效益尤为重要,尤其是在土壤条件较差的情况下。本研究旨在评估在盐碱土壤中种植的一枝黄花植物,由于施用了腐殖酸-柠檬酸(HC)土壤改良剂和绿色合成的氧化锌纳米颗粒(ZnNPs)后,其生理、形态、开花及解剖学特性的变化。实验采用了分区随机完全区组设计,跨越两个生长季节(2021-22年和2022-23年)。ZnNPs采用环保方法利用Pelargonium odoratissimum提取物合成,分别以0、50、100和200 mg L?1的浓度进行施用(分别为ZnNPs0、ZnNPs50、ZnNPs100和ZnNPs200)。HC改良剂则以0、25和50 L ha?1的浓度灌入土壤(分别为HC0、HC25和HC50)。同时测量了植物的生理、解剖学特征及开花特性,并进行了养分分析。研究结果表明,具有最高膜稳定性指数和叶片含水量的植物是接受HC50 × ZnNPs200处理的;其次是HC25 × ZnNPs200处理的植物;而最高的叶绿素荧光强度、生长表现指数和叶片绿色度则来自HC50 × ZnNPs200处理的植物,其次是HC50 × ZnNPs100处理的植物。与盐胁迫下的植物相比,HC50 × ZnNPs200处理显著提高了第一朵花枝的高度(增加了82.3%)、每头花枝的数量(增加了385.1%)以及开花所需的时间(减少了48.9%)。以50 L ha?1浓度灌入HC改良剂并配合200 mg L?1浓度的ZnNPs叶面喷施处理,使氮含量增加了39.8%或53.9%,磷含量增加了26.0%或80.4%,钾含量增加了9.6%或14.9%,钙含量增加了204.9%或380.8%,钾钠比值增加了14.8%或64.0%,同时钠含量减少了22.2%或33.9%。与HC50 × ZnNPs0处理或对照(HC0 × ZnNPs0)处理相比,这种处理方式还提高了茎干中部厚度(增加了37.2%或64.5%)、叶片厚度(增加了24.2%或64.6%)、质体组织厚度(增加了30.7%或100.0%)、维管束直径(增加了10.4%或114.1%)、维管束长度(增加了14.7%或121.8%)、木质部导管数量(增加了32.4%或96.0%)以及木质部导管直径(增加了17.0%或175.0%)。此外,海绵组织厚度的最大增幅出现在HC25 × ZnNPs200处理中,其次是HC50 × ZnNPs200处理。将HC改良剂与ZnNPs结合使用是一种有望提高盐碱土壤中一枝黄花产量的策略。这种方法能够改善养分吸收,增强植物的生理和解剖学特性,并提升开花表现。未来的研究应重点关注这些改善效果的长期影响及其分子机制。

一枝黄花(Solidago)的开花习性是一个重要且复杂的现象,这一过程决定了商业花束中使用的花枝数量。因此,改善其开花特性对于提高一枝黄花的种植效益尤为重要,尤其是在土壤条件较差的情况下。本研究旨在评估在盐碱土壤中种植的一枝黄花植物,由于施用了腐殖酸-柠檬酸(HC)土壤改良剂和绿色合成的氧化锌纳米颗粒(ZnNPs)后,其生理、形态、开花及解剖学特性的变化。实验采用了分区随机完全区组设计,跨越两个生长季节(2021-22年和2022-23年)。ZnNPs采用环保方法利用Pelargonium odoratissimum提取物合成,分别以0、50、100和200 mg L?1的浓度进行施用(分别为ZnNPs0、ZnNPs50、ZnNPs100和ZnNPs200)。HC改良剂则以0、25和50 L ha?1的浓度灌入土壤(分别为HC0、HC25和HC50)。同时测量了植物的生理、解剖学特征及开花特性,并进行了养分分析。研究结果表明,具有最高膜稳定性指数和叶片含水量的植物是接受HC50 × ZnNPs200处理的;其次是HC25 × ZnNPs200处理的植物;而最高的叶绿素荧光强度、生长表现指数和叶片绿色度则来自HC50 × ZnNPs200处理的植物,其次是HC50 × ZnNPs100处理的植物。与盐胁迫下的植物相比,HC50 × ZnNPs200处理显著提高了第一朵花枝的高度(增加了82.3%)、每头花枝的数量(增加了385.1%)以及开花所需的时间(减少了48.9%)。以50 L ha?1浓度灌入HC改良剂并配合200 mg L?1浓度的ZnNPs叶面喷施处理,使氮含量增加了39.8%或53.9%,磷含量增加了26.0%或80.4%,钾含量增加了9.6%或14.9%,钙含量增加了204.9%或380.8%,钾钠比值增加了14.8%或64.0%,同时钠含量减少了22.2%或33.9%。与HC50 × ZnNPs0处理或对照(HC0 × ZnNPs0)处理相比,这种处理方式还提高了茎干中部厚度(增加了37.2%或64.5%)、叶片厚度(增加了24.2%或64.6%)、质体组织厚度(增加了30.7%或100.0%)、维管束直径(增加了10.4%或114.1%)、维管束长度(增加了14.7%或121.8%)、木质部导管数量(增加了32.4%或96.0%)以及木质部导管直径(增加了17.0%或175.0%)。此外,海绵组织厚度的最大增幅出现在HC25 × ZnNPs200处理中,其次是HC50 × ZnNPs200处理。将HC改良剂与ZnNPs结合使用是一种有望提高盐碱土壤中一枝黄花产量的策略。这种方法能够改善养分吸收,增强植物的生理和解剖学特性,并提升开花表现。未来的研究应重点关注这些改善效果的长期影响及其分子机制。

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