锌基纳米颗粒通过调节渗透物质、抗氧化系统及离子平衡缓解向日葵联合遮荫与干旱胁迫的生长抑制

本刊推荐：本研究探讨叶面喷施氧化锌纳米颗粒（ZnO NPs）对缓解向日葵遮荫（Shade）、干旱（Drought）及其复合胁迫（Combined Stress）的生理调控机制。结果表明，ZnO NPs通过提升抗氧化酶活性（SOD、POD、CAT）、积累渗透调节物质、维持光合色素及离子稳态，显著增强向日葵的抗逆性，为纳米农业技术在非生物联合胁迫中的应用提供理论依据。

　　

Materials and Methods

采用完全随机设计（CRD）进行盆栽试验，探究叶面喷施50 mg/L氧化锌纳米颗粒（ZnO NPs）对向日葵在干旱（50%田间持水量）、遮荫及复合胁迫（干旱+遮荫）下的生理响应。使用规格统一的盆栽容器（深15英寸，宽12英寸），填充经灭菌处理的砂壤土（pH 7.2），所有处理设3次重复。

Growth parameters

胁迫条件与ZnO NPs处理对向日葵生长指标（如茎根鲜重）均产生显著影响（p ≤ 0.01）。ZnO NPs处理下茎长最高（67.3 cm），而复合胁迫下最低（35.5 cm）。单独遮荫、干旱及复合胁迫分别使茎鲜重降低29.9%、47.8%和62.4%，茎干重降低26.9%、44.5%和70.4%。ZnO NPs处理显著逆转了这些胁迫引起的生长抑制。

Discussion

环境胁迫（如干旱和遮荫）通过破坏光合机构、诱导活性氧（ROS）积累（如O₂^•?和H₂O₂）及脂质过氧化（MDA升高），抑制植物生长。ZnO NPs通过激活抗氧化防御系统（SOD、POD、CAT、抗坏血酸）、维持渗透平衡（脯氨酸等渗透物质）及离子稳态（钙、钾、钠、锌），显著增强向日葵的抗逆能力。本研究为纳米材料在农业抗逆中的应用提供了生理生化证据。

Conclusion

ZnO NPs可通过调控渗透物质积累、光合机构保护、次级代谢产物上调和抗氧化系统增强，有效缓解单一或复合胁迫对向日葵的抑制作用，为可持续农业中的胁迫管理提供了新技术路径。