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硫脲调控小麦重金属胁迫抗性的生理机制与农艺应用
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月16日 来源:Journal of Soil Science and Plant Nutrition 3.4
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为解决重金属污染土壤中小麦生长受阻问题,来自未知机构的研究人员通过种子引发(seed priming)和叶面喷施(foliar spraying)两种方式施加硫脲(TU),系统研究了500-1500 mg L?1浓度TU对小麦品种Azar 2的缓解效应。研究发现TU通过调节营养元素(N/P/K)吸收、降低Pb/Cd/Zn积累(降幅达229.5%)、改善光合色素稳定性(提升52%)等途径显著增强抗逆性,其中1000 mg L?1叶面喷施效果最优。该成果为重金属污染农田的作物安全生产提供了新策略。
这项突破性研究揭示了硫脲(Thiourea, TU)作为植物生长调节剂的神奇功效。在模拟冶炼厂重金属污染的温室实验中,小麦品种Azar 2遭遇了严峻挑战:幼苗出土延迟157%,存活率暴跌24.4%,叶片面积缩减53.6%。然而当采用TU处理后,戏剧性转变出现了!
通过种子浸泡(seed priming)和叶面喷雾(foliar spraying)两种给药方式,研究人员设置了500/1000/1500 mg L?1三个浓度梯度。令人振奋的是,1000 mg L?1的TU叶面喷雾展现出"黄金浓度"效应——使脯氨酸(proline)含量飙升174.7%,同时将电解质渗漏(electrolyte leakage)降低169.6%。更妙的是,TU像精准的"元素管家"般调控着植物体内矿质平衡:在促进N/P/K吸收的同时,将有毒的Zn含量显著降低。
有趣的"能量分配博弈"现象被首次发现:高浓度TU促进地上部生长时,500 mg L?1处理反而使根系干重和体积更优。这表明TU能动态调控光合产物(photoassimilates)在冠层-根系间的智能分配。研究还捕捉到TU对叶温的调节作用(降幅达205.9%),如同给植物装上"天然空调"。
这些发现不仅破解了TU增强植物重金属抗性的生理密码,更为污染农田的生态修复提供了创新方案。当TU浓度达到1000 mg L?1时,小麦仿佛穿上"防毒铠甲",在重金属胁迫下依然保持茁壮生长。这项研究开创了农用化学品安全应用的新范式,让"镉麦"难题的解决迎来曙光。
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