春小麥適應(yīng)干旱的生理生態(tài)學(xué)機(jī)制.pdf

1、水分虧缺是限制旱區(qū)農(nóng)業(yè)產(chǎn)量與作物布局的主要生態(tài)因子，揭示作物適應(yīng)干旱的生理生態(tài)學(xué)機(jī)制對(duì)于改善旱區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理技術(shù)和作物新品種選育具有重要意義。本項(xiàng)工作以半干旱區(qū)主要糧食作物--春小麥為研究對(duì)象，通過(guò)施加漸進(jìn)干旱處理，研究了三個(gè)春小麥品種在適應(yīng)和應(yīng)對(duì)干旱的生理生態(tài)過(guò)程、產(chǎn)量特征的變化，取得如下結(jié)論： 1、本文采用泥炭土．珍珠巖的混合物培養(yǎng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)非水力根信號(hào)的閾值范圍與產(chǎn)量維持率之間表現(xiàn)出正相關(guān)關(guān)系(r=0.99，P<0.05)

2、。并且在中等水分脅迫下，籽粒的產(chǎn)量隨閾值范圍的擴(kuò)大而提高。而在嚴(yán)重干旱脅迫下，并沒(méi)有表現(xiàn)出籽粒產(chǎn)量和產(chǎn)量維持率與非水力根信號(hào)的閾值范圍之間正相關(guān)關(guān)系。這個(gè)結(jié)果說(shuō)明非水力根信號(hào)的閾值范圍有助于中等脅迫下，產(chǎn)量維持率和籽粒產(chǎn)量的提高，而在水分脅迫更為嚴(yán)重的情況下，非水力根信號(hào)與產(chǎn)量之間可能沒(méi)有直接關(guān)系。 2、在中等水分脅迫下，產(chǎn)量維持率與滲透調(diào)節(jié)之間存在顯著的正相關(guān)的關(guān)系(r=0.95，P<0.05)，并且增加的產(chǎn)量與滲透調(diào)節(jié)能力有

3、關(guān)。而在嚴(yán)重的水分脅迫下，沒(méi)有表現(xiàn)出類似的關(guān)系。 3、本文的研究結(jié)果指出非水力根信號(hào)的閾值范圍與滲透調(diào)節(jié)能力呈顯著的正相關(guān)關(guān)系(r=0.93，P<0.05)。因此，非水力根信號(hào)的閾值范圍與滲透調(diào)節(jié)能力之間的協(xié)同作用是適應(yīng)干旱的一種機(jī)制，在中等水分脅迫下，這種協(xié)同作用提高了春小麥產(chǎn)量的形成。 4、干旱嚴(yán)重程度決定植物適應(yīng)水分脅迫的策略。在逐漸干旱的過(guò)程中，非水力根信號(hào)首先感應(yīng)到土壤干旱，它通過(guò)降低氣孔開(kāi)度減少了水分損失。在

4、中等水分脅迫下，非水力根信號(hào)閾值范圍提高了春小麥產(chǎn)量維持率。隨著水力根信號(hào)的出現(xiàn)，非水力根信號(hào)對(duì)氣孔的調(diào)控作用被弱化，而滲透調(diào)節(jié)通過(guò)在葉片中積累滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)加強(qiáng)了春小麥對(duì)于干旱的防御能力。在中等水分脅迫下，產(chǎn)量維持率與滲透調(diào)節(jié)能力之間呈顯著的正相關(guān)關(guān)系。當(dāng)土壤水分虧缺進(jìn)一步加重，在嚴(yán)重脅迫下，滲透調(diào)節(jié)被削弱，這將導(dǎo)致產(chǎn)量維持率和滲透調(diào)節(jié)能力之間的關(guān)系變得模糊(不一定)。但非水力根信號(hào)與滲透調(diào)節(jié)之間的協(xié)同作用對(duì)產(chǎn)量的提高是無(wú)容置疑的。

5、 5、現(xiàn)代品種的水分利用效率比古老品種高，并且與根系效率、根系吸水效率呈顯著的正相關(guān)關(guān)系，與根重呈顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系。 6、非水力根信號(hào)的形成是自然選擇的結(jié)果，而人工選擇強(qiáng)化了非水力根信號(hào)的閾值范圍。在抗旱育種中，非水力根信號(hào)的預(yù)警閾值被弱化，一個(gè)重要的原因可能是從非水力根信號(hào)出現(xiàn)到水力根信號(hào)出現(xiàn)期間，古老品種ABA含量比現(xiàn)代品種的高，但非水力根信號(hào)的閾值較窄。而現(xiàn)代品種通過(guò)快速合成適量的ABA含量，從而表現(xiàn)出對(duì)干旱有較強(qiáng)的敏

6、感性。 7、非水力根信號(hào)是即將面臨更為嚴(yán)重干旱的唯一的早期預(yù)警反應(yīng)。氧化還原信號(hào)和活性氧是非水力根信號(hào)誘發(fā)的二級(jí)信使，在非水力根信號(hào)出現(xiàn)時(shí)，它們沒(méi)有表現(xiàn)出顯著性的變化。 8、植物經(jīng)歷逐漸干旱時(shí)，有三次防御階段：早期預(yù)警的閾值范圍被認(rèn)為是早期防御的第一階段(從非水力根信號(hào)出現(xiàn)到水力根信號(hào)出現(xiàn))。特征是活性氧和保護(hù)酶的活性沒(méi)有顯著提高。但是ABA含量顯著提高，靠ABA調(diào)節(jié)的氣孔關(guān)閉屬于一種主動(dòng)防御，沒(méi)有膜損傷。第二個(gè)防御階段