论文部分内容阅读
干旱缺水是目前限制燕麦生产的重要问题之一,近些年来,气候异常引起的干旱问题愈加严重,干旱可能从中度和短期到极端严重和长期持续,燕麦实际生产将遭遇更为严峻的挑战。因此,研究缺水状态下燕麦的响应机制,对指导燕麦生产具有重要意义。本研究以青海本地推广品种青燕1号(Avena sativa cv.Qingyan No.1)为研究对象,进行了盆栽水分控制试验,探究在不同水分胁迫程度、次数下燕麦生长发育及种子形成的变化,旨在阐明水分亏缺对燕麦生长的影响,为燕麦实际生产提供基础数据。研究结果如下:(1)干旱胁迫对植株形态特征、器官发育及糖分积累影响显著(P<0.05),各处理下株高、茎粗、叶面积及根、茎、叶和穗鲜重下降明显,可溶性糖以穗部积累最多,还原糖和蔗糖以叶部最多;整体水平来看,重度、中度、胁迫3次和2次影响对形态结构和器官发育抑制最大,不同生育期表现以苗期-拔节期、孕穗-抽穗期、开花-乳熟期干旱(SM)影响最大;可溶性糖在穗、茎部以胁迫3次和2次、中度和重度胁迫下积累较多;还原糖在穗、茎和根部以轻度、胁迫3次或2次增加最多,叶在中度胁迫下胁迫3次增加最多;蔗糖在根和叶部的积累受程度和次数影响较小,穗和茎在胁迫3次下轻度和重度胁迫影响最大。(2)干旱胁迫对光合性能及水分利用效率影响差异显著(P<0.05),干旱胁迫后蒸腾速率、光合速率、气孔导度下降明显,胞间CO2浓度变化较小;整体水平来看:胁迫3次、重度胁迫对蒸腾速率和光合速率抑制最大,不同时期胁迫整体影响以苗期-拔节期、孕穗-抽穗期、开花-乳熟期干旱(SM)抑制最大,气孔导度受胁迫2次和3次影响较大。干旱胁迫后Fv/Fm、ΦPSⅡ、qP和NPQ各处理下有增有减,其中重度和中度胁迫、胁迫3次和2次增加或降低最多,不同生育期影响表现为Fv/Fm、ΦPSⅡ以苗期-拔节期、孕穗-抽穗期、开花-乳熟期干旱(SM)影响最大,qP和NPQ则以苗期-拔节期、开花-乳熟期干旱(SF)影响最大,Y(NPQ)和Y(NO)变化不一,光能猝灭和抑制因胁迫程度、次数而异。干旱胁迫明显降低了α分配,增加了β分配,增大了双光系统间激发能分配不平衡偏离系数β/α-1。光化学利用份额P明显减少,依赖NPQ耗散的激发能份额D明显增加,过剩光能主要以热耗散的形式耗散掉。从整体来看,重度胁迫和胁迫3次下α、P、β、β/α-1和D增加或降低幅度最大,Ex整体变化幅度较小,生育期的影响小于胁迫程度和次数。干旱胁迫下水分利用效率均有不同程度增加,各器官组织的碳同位素分辨率有增有减,轻度和中度胁迫变化相似,但重度胁迫存在差异,胁迫次数以胁迫3次和2次降低最多,相关性结果显示,水分利用效率与穗、叶和茎的碳同位素分辨率均存在显著的负相关(P<0.05)。(3)干旱胁迫对干物质积累与分配及产量构成因子影响差异显著(P<0.05),干旱胁迫后穗长、小穗粒数、单序籽粒重、百粒重和产量下降明显,小穗数、穗粒数有增有减,空铃数无明显变化,各器官干物质积累受到抑制,分配比例以茎和根部较多,穗和叶较少;整体水平来看以胁迫3次、中度和重度胁迫最大,不同生育时期胁迫以苗期-拔节期、孕穗-抽穗期、开花-乳熟期干旱(SM)和苗期-拔节期、孕穗-抽穗期干旱(SH)影响最大。各指标相关性分析得出,小穗数、穗粒数、小穗粒数、单序籽粒重、百粒重、穗长、穗干重、茎干重、根干重、叶干重、穗分配指数与产量为显著(P<0.05)正相关,茎、根和叶分配指数与产量呈显著负相关(P<0.05)。通径分析发现,单序籽粒重、百粒重、穗粒数和茎干重是影响到籽粒产量的重要因子。