干旱胁迫对冬小麦幼苗生理特征的影响.doc

干旱胁迫对冬小麦幼苗生理特征的影响摘要：为了研究干旱胁迫对冬小麦幼苗生理特征的影响,本试验以冬小麦为供试植物,采用盆栽试验,通过设置不同水分处理,干旱胁迫一段时间后,测定其生物量、叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量、类胡萝卜素等, 结果表明：进行干旱胁迫，小石麦的叶绿素a、类胡萝卜素含量均表现出正常处理条件下含量显著高于干旱胁迫条件，干旱胁迫显著降低了小石麦的生物量，鲜重降低了47.7%。说明在营养生长过程中小石麦叶绿素含量与水分管理有密切关系，探明叶绿素之间的关系，有利于为在干旱、半干旱区的植被恢复提供理论依据。关键词：干旱胁迫 冬小麦 叶绿素 生物量1.前言当前,环境恶化严重威胁人类的生存与发展,干旱是最为严重的自然灾害之一,其出现的次数、持续的时间、影响的范围及造成的损失居各种自然灾害之首1。据统计全世界由于干旱胁迫导致的作物减产可超过其他因素造成减产的总和。而我国是荒漠化危害较为严重的国家之一,荒漠化带来的恶劣生态环境条件已给我国的经济和社会发展带来严重影响。几年来,我国的荒漠化治理工作虽然取得了举世瞩目的成绩,并在局部地区控制了荒漠化的发展,但还未从根本上扭转荒漠化土地扩大的趋势。干旱胁迫是植物逆境最普遍的形式,它影响植物生长。在干旱、半干旱区,水分是影响树木成活与生长的重要限制因子。冬小麦是我国主要粮食作物之一,干旱是北方小麦产区的共同气候特点,是小麦单产提高的主要限制因子,因而国内外学者在小麦抗旱育种和抗旱栽培方面进行了广泛研究2-4。作物叶绿素含量的高低是反映其光合能力的重要指标之一,叶绿素的含量往往直接影响着光合作用的速率和光合产物的形成,最终影响作物产量和品质的提高5 ,6。类胡萝卜素可参与植物光合机构中过剩光能的耗散,进而使植物免受光抑制的损伤6。本试验以冬小麦为供试植物,采用盆栽试验,通过设置不同水分处理,干旱胁迫一段时间后,测定其生物量、叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量、类胡萝卜素等,探讨它们之间的关系,为在干旱、半干旱区的植被恢复提供理论依据7。2.材料与方法2.1试验材料石麦15，由保定商贸市场购买。2.2试验设计试验采用213设计方式， 即设置干旱和正常2个处理，干旱和灌水2个处理在试验初期为保证小石麦的正常生长，均进行正常的水分管理。每个处理3个重复，随机排列。每花盆中加入300g土壤（含水量为0.68%），在盆中分别加入正常发芽石麦15粒，浇水50g,培养两星期，其中每次浇水间隔为48h，每次保证总重恒定。（总重=盆重+土重（300g）+45.6g）培养两星期后，开始对石麦进行间苗，干旱处理，保持总重恒定。浇水间隔为48h。培养两星期。（干旱环境总重=盆重+土重（300g）+15.8g；正常环境总重=盆重+土重（300g）+45.6g）两星期后，将石麦进行处理，将地上部分和地下部分进行称重，并把地上部分取出0.2g，加入5ml丙酮，置于4000r/min下离心10min。2.3测定内容2.3.1生物量测定生物量=石麦地上部分重量+石麦地下部分重量2.3.2叶绿素含量测定用离心液于663nm、646nm、470nm处测定其OD值。2.4计算根据如下公式计算叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量、类胡萝卜含量。叶绿素a（mg/L）=12.21A663-2.81A646叶绿素b（mg/L）=20.13A646-5.03A663叶绿素总量（mg/L）=叶绿素a+叶绿素b类胡萝卜（mg/L）=(1000A646-3.27叶绿素a-104叶绿素b)/229叶绿体色素含量（mg/gFW）=色素浓度提取液体积/样品鲜重3.结果3.1 干旱胁迫对叶绿素含量的影响叶绿素作为最重要的光合色素之一，在植物的生长发育过程中起着重要的作用。而叶绿素含量的多少受很多因素制约，其中，包括水分、光照、温度等。在该试验中通过干旱胁迫来研究小石麦叶绿素含量的变化。由图、表可以看出：进行干旱胁迫，小石麦的叶绿素a、类胡萝卜素含量均表现出正常处理条件下含量显著高于干旱胁迫条件，说明在营养生长过程中小石麦叶绿素含量与水分管理有密切关系。 3.2 干旱胁迫对生物量的影响植物生物量包括地上生物量和地下生物量两部分，在生产实践中，小石麦主要应用其地上部分生物量。由表可以看出，干旱胁迫显著降低了小石麦的生物量，鲜重降低了47.7%。Mg/g FW图干旱胁迫对小石麦叶绿素含量的影响（小写字母表示在0.01 水平下差异极显著）生物指标生境叶绿素aMg/g FW叶绿素b Mg/g FW生物量Mg/g FW胡萝卜素Mg/g FW干旱植株1153.629209.1005362.729526.09686植株2115.2705132.3185247.58917.62857植株3219.4985253.2795472.77814.26276正常植株1595.6153500.98431096.679.69422植株2539.8945291.584831.478599.16947植株3266.6175158.3375424.95594.37144表干旱胁迫对小石麦叶绿素含量的影响干旱地上部分（g）0.45680.52850.522地下部分（g）0.14730.23750.273生物量（g）0.60410.7660.795正常地上部分（g）0.22960.2560.2047地下部分（g）0.15850.1580.1245生物量（g）0.38810.4140.3292表干旱胁迫对小黑麦生物量的影响3讨论 干旱是栽培作物最大的逆境因子,其危害程度相当于其他自然灾害之和8 。作物在不同生育阶段经常遭受不同程度的水分亏缺胁迫,它们对作物的生长发育、物质生产及最终经济学产量都有不同程度的影响9,10。作物叶绿素含量的高低是反映其光合能力的重要指标之一,小麦叶片叶绿素含量的高低直接影响着光合速率和光合产物的形成,提高小麦开花后功能叶片叶绿素含量与提高小麦产量品质密切相关11。类胡萝卜素除吸收传递光能外,还可起保护作用。测定植物生物量、叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量、类胡萝卜素等,探讨它们之间的关系,为在干旱、半干旱区的植被恢复提供理论依据。本试验结果表明, 在干旱胁迫下,小麦叶片的叶绿素总量下降,可能此时光合器官的生理功能遭到破坏,这与薛崧等12-13的试验结果一致。参考文献1 彭珂珊,徐宣斌,胡晋辉,等.干旱是西部地区生态系统受损的关键因素J.石家庄经济学院学报,2002,25(3):257-262.2 姚雅琴,汪沛洪,胡东维,等.水分胁迫下小麦叶肉细胞超微结构变化与抗旱性的关系J.西北植物学报,1993,13(1):16-20.3 徐振柱,于振文,董庆裕,等.水分胁迫对冬小麦旗叶细胞质膜及叶肉细胞超微结构的影响J.作物学报,1997,23(3):370-375.4 梁新华,许兴,徐兆桢,等.干旱对春小麦旗叶叶绿素a荧光动力学特征及产量间关系的影响J.干旱地区农业研究,2001,19 (3):72-77.5 胡恒觉,黄高宝.新型多熟种植研究M.兰州:甘肃科学技术出版社,1999:49-210.6 由继红,陆静梅.钙对低温胁迫下小麦幼苗光合作用及相关生理指标的影响J.作物学报,2002,28(5):693-696.7 白志英,李存东,孙红春,等.干旱胁迫对小麦叶片叶绿素和类胡萝卜素含量的影响及染色体调控J.东北农学报.2009,24(1): 126.8 克雷默P J.植物与水分关系M.许旭旦译.北京:科学技术出版社,1989.9 汤章城.植物对水分胁迫的反应与适应性J.植物生理学通讯,1983(3):24-29.10 薛崧,汪沛洪,许大全,等.水分胁迫对冬小麦CO2同化作用的影响J.植物生理学报,1992,18(1):1-7.11 裴雪霞,张定一,王娇爱,等.钾锌锰配施对冬小麦旗叶叶绿素含量的影