叶面施用壳聚糖纳米颗粒通过形态生理和生化调控提高玉米（Zea mays L.）耐旱性的效果

《Journal of Soil Science and Plant Nutrition》：Efficacy of Foliar-applied Chitosan Nanoparticles in Enhancing Drought Tolerance of Maize (Zea Mays L.) Through Morpho-Physiological and Biochemical Modulation

玉米干旱耐受性研究中，壳聚糖纳米颗粒（CSNPs） foliar施用可显著改善植物形态、抗氧化能力及钾离子吸收，最佳浓度为50 mg/L，提升 shoot biomass 28%、root length 22%、chlorophyll 35%及抗氧化酶活性45%，通过 osmotic adjustment 和 ROS清除机制缓解干旱胁迫。

　　

摘要

目的

尽管壳聚糖具有已知的促进生长和缓解胁迫的作用，但关于其纳米颗粒形式（CSNPs）及其在玉米抗旱性中的具体作用的研究仍然较少。本研究探讨了叶面施用CSNPs是否可以通过改善生理、生化和形态特征来增强玉米的抗旱能力，并确定了缓解干旱胁迫的最佳浓度。

方法

玉米植株被置于受控的干旱条件下（田间持水量为40%），并分别以0、25、50和75 mg L?1的浓度施用CSNPs，以评估其对生长、光合色素和抗氧化反应的影响。

结果

结果表明，干旱胁迫显著降低了茎和根的生长、叶绿素含量以及抗氧化酶的活性，同时增加了氧化损伤。CSNPs的施用以浓度依赖的方式减轻了这些不利影响，其中50 mg L?1的浓度处理效果最为显著。具体而言，与未处理的干旱胁迫植株相比，50 mg L?1的CSNPs使茎生物量增加了28%，根长增加了22%，叶绿素含量增加了35%。同样，包括超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和过氧化物酶在内的抗氧化酶的活性提高了高达45%，表明其具有更强的活性氧清除能力。钾离子吸收量增加了18%，可溶性蛋白含量增加了30%，有助于在干旱条件下维持渗透调节和细胞保护。

结论

CSNPs通过改善玉米的形态、生化和抗氧化防御机制显著增强了其抗旱能力。由于这些结果来自受控盆栽实验，建议进行田间试验并优化CSNPs的用量和施用时间，以便在干旱易发地区实现可持续应用。总体而言，CSNPs为提高玉米在水资源受限条件下的抗旱性提供了一种有前景且环保的方法。