玉米根系水導(dǎo)差異的生理生態(tài)原因分析.pdf

1、水分和養(yǎng)分缺乏是半干旱地區(qū)植物生長的主要限制因子，如何高效利用有限水分和養(yǎng)分是干旱半干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)的一個重要目標(biāo)。根系作為環(huán)境脅迫的首先感受者，闡明其在逆境下的作用對植物生產(chǎn)力的提高具有重要意義。本研究以雜交種(戶單四號)及其父母本(♀，803 ；♂，天四)為研究對象，通過水培實(shí)驗(yàn)研究了水分脅迫下不同基因型玉米根系吸水能力的差異及其原因，同時就水肥互作下的玉米(戶單四號)根系吸水能力的變化及其原因進(jìn)行了研究，主要結(jié)論如下： 1.對

2、水分脅迫下玉米地上部分的研究表明，不同玉米基因型對水分脅迫的反應(yīng)明顯不同。雜交種F1 代較強(qiáng)的抗旱能力是其各個方面共同作用的結(jié)果。F1 代通過增加游離脯氨酸含量增加了其滲透調(diào)節(jié)能力，改善了玉米的水分狀況，維持了其水分平衡以及細(xì)胞膜穩(wěn)定性，使其在逆境條件下保持較好的抗逆性。水分脅迫對植物光合作用的影響是多方面的，不僅影響光合電子傳遞，光合磷酸化等過程，同時也直接引發(fā)光合機(jī)構(gòu)的損傷。雖然水分脅迫下F1 代光合速率下降最多，但其通過將過多的光

3、化學(xué)電子傳遞以熱的形式耗散掉，光化學(xué)活性受到的傷害較小，有效的保護(hù)光合機(jī)構(gòu)免受損傷。 2.對于不同基因型玉米根系水導(dǎo)研究表明，根系水導(dǎo)和其抗旱能力有關(guān)，具有較強(qiáng)抗旱能力的雜交種F1 代(戶單四號)具有較高的水力學(xué)導(dǎo)度，而不抗旱的父本803 水力學(xué)導(dǎo)度較低，較抗旱的母本天四介于二者之間。F1 具有根系水導(dǎo)上的雜種優(yōu)勢現(xiàn)象。通過對其生理和形態(tài)變化研究表明：根系的吸水能力和其生理生態(tài)因素緊密相關(guān)。根系生長主要影響整株根系水導(dǎo)，但是根系

4、的大小和根系水力學(xué)導(dǎo)度的大小并不相關(guān)，即并不是根系大，水力學(xué)導(dǎo)度就高。根系的解剖結(jié)構(gòu)主要影響根系的單根水力學(xué)導(dǎo)度，其中皮層對根系水力學(xué)導(dǎo)度的影響較大，皮層在根系中的比重大，則根系的導(dǎo)水能力就低；皮層在根系中的比重較小，則根系的導(dǎo)水能力就高。 3.水肥虧缺顯著降低了玉米單根水導(dǎo)和整株根系水導(dǎo)。整根水平上，營養(yǎng)虧缺對根系的水力學(xué)導(dǎo)度影響更大，其中水肥虧缺使根系水導(dǎo)明顯降低，缺氮處理具有較低的水力學(xué)導(dǎo)度。單根水平上，水分脅迫條件下單根

5、的水力學(xué)導(dǎo)度顯著下降，氮虧缺下根系水力學(xué)導(dǎo)度大于磷虧缺，但是營養(yǎng)脅迫之間對根系水力學(xué)導(dǎo)度的影響不顯著。根系生長特征的變化具有營養(yǎng)處理間的差異，正常水分下，氮磷虧缺增加了根系面積、根冠比、根干重和平均根長；水分脅迫使根系面積、根干重和平均根長顯著降低，并增加了玉米的根冠比。水分和氮磷營養(yǎng)虧缺均增大了玉米的根冠比，磷虧缺對根冠比的影響大于氮虧缺。水分和氮磷虧缺均使根系直徑、導(dǎo)管直徑和根系皮層厚度降低，與水分單因子相比，水肥虧缺對根系導(dǎo)管直徑