干旱脅迫對(duì)玉米生長(zhǎng)的影響

干旱脅迫對(duì)玉米生長(zhǎng)的影響吳婷大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，750021【摘要】植物的生命活動(dòng)十分復(fù)雜，水分、溫度、光照、土壤等外界環(huán)境會(huì)影響植物的生長(zhǎng)與發(fā)育。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)干旱與正常生長(zhǎng)的不同處理設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)，再通過(guò)測(cè)量植物的生長(zhǎng)速度、脯氨酸的含量以及測(cè)定植物的形態(tài)指標(biāo)(鮮重、干重、根冠比)來(lái)研究干旱對(duì)植物生長(zhǎng)的影響?！娟P(guān)鍵詞】玉米、干旱脅迫、正常生長(zhǎng)EffectsofdroughtonmaizegrowthWuting(Ningxiauniversityoflifescienceschool)【Abstract】Plantlifeactivityisverycomplex,moisturecontent,temperature,light,soilandotherexternalenvironmentwillaffectplantgrowthanddevelopment.Thisexperimentbydroughtandnormalgrowthofdifferentprocessingdesign,againthroughthemeasurementofplantgrowthrateandthecontentofprolineanddeterminationofplantmorphologicalindex(freshanddryweightofroot,thestudyofdrought)ofplantsgrow.[Keywords]drought,maize玉米喜溫，種子發(fā)芽的最適溫度為25?30笆，適宜的土壤pH為5?8,以6.5?7.0最適。在我國(guó)東北地區(qū)，干旱和低溫是制約玉米幼苗生長(zhǎng)的兩個(gè)重要因素，為此本實(shí)驗(yàn)研究了干旱對(duì)玉米生長(zhǎng)的影響1。為玉米育種提供理論依據(jù)。1實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備與幼苗培養(yǎng)1.1實(shí)驗(yàn)材料與器材材料：實(shí)驗(yàn)室老師準(zhǔn)備的玉米種子，本地區(qū)土壤、自來(lái)水器材：6個(gè)花盆，尺子、記錄本1.2播種

每個(gè)花盆中分散播種6~8粒玉米種子，當(dāng)玉米苗出現(xiàn)第3片葉子時(shí)開(kāi)始間苗，每盆保留3株長(zhǎng)勢(shì)良好且一致的玉米苗，玉米苗在花盆中如圖1分布，有利于玉米苗生長(zhǎng)2。圖一1.3干旱處理及生長(zhǎng)速度的測(cè)量當(dāng)玉米苗出現(xiàn)第5片葉子時(shí)開(kāi)始干旱處理，連續(xù)處理3周；每天測(cè)量植株葉片生長(zhǎng)長(zhǎng)度。1.4生長(zhǎng)量的測(cè)定1.4.1植株鮮重的測(cè)定將不同處理的玉米苗小心、連同根系取出，洗凈，用吸水紙吸干水分后天平稱取鮮重，比較不同處理植株鮮重的差別3。1.4.2植株干重的測(cè)定將稱取鮮重的玉米苗置于110笆烘箱中殺青15min后，80笆烘干至恒重后用天平稱干重，并計(jì)算植株含水量4。植株含水量(%)=植株鮮重一植株干重

植株鮮重X100%1.4.3植株含水量(%)=植株鮮重一植株干重

植株鮮重X100%植株根系干重根冠比=植株地上部分干重

2數(shù)據(jù)記錄處理2.1玉米葉片生長(zhǎng)速度在不同處理中分別選取新長(zhǎng)出的葉片，每天測(cè)量其長(zhǎng)度，記錄，求出單位時(shí)間（1d）葉片長(zhǎng)度變化值，作隨時(shí)間變化的動(dòng)態(tài)圖。數(shù)據(jù)如下表：分別為5、6片葉子時(shí)間（月.日）對(duì)照（平均值）干旱（平均值）3月12日26.9426.953月13日31.4827.843月14日35.1728.543月15日38.8833.133月16日43.1135.29時(shí)間（月.日）對(duì)照（平均值）干旱（平均值）3月17日33.1423.663月18日39.5924.223月19日40.924.373月20日43.3324.68表一5、6片葉子平均生長(zhǎng)長(zhǎng)度從兩片葉子的生長(zhǎng)速度比較中看出，干旱處理的生長(zhǎng)較慢。由水的生理作用知道：水是細(xì)胞質(zhì)的主要組成物質(zhì)，是代過(guò)程中的反應(yīng)物質(zhì)，參與物質(zhì)運(yùn)輸與維持細(xì)胞的形態(tài)、維持環(huán)境的穩(wěn)定5。缺水造成植物生長(zhǎng)緩慢，主要原因是影響了其部的生命活動(dòng)，造成機(jī)體器官的萎縮或者死亡。從中我們可以得到啟示，在玉米種植中，當(dāng)干旱出現(xiàn)時(shí)應(yīng)該及時(shí)灌溉，否則會(huì)影響到其的生長(zhǎng)與發(fā)育，造成收成的減產(chǎn)。2.2玉米生長(zhǎng)量（表二）鮮重（g）干重（g）植株對(duì)照123.375.55干旱49.302.53地上部分對(duì)照100.494.1

干旱30.371.96地下部分對(duì)照35.701.45干旱11.900.87X100%=(123.37—5.55)E每人Lm/E每人Lm/7函、植株鮮重一植株干重植株含水量（對(duì)照）（%）二植株鮮重植株含水量（干旱）（%）=植株鮮重一植株干重

植株鮮重X100%=(49.30—2.53)/49.30X100%=39.5%根冠比（對(duì)照）植株根系干重

植株地上部分干重X100%=1.45/4.1X100%=35.37%根冠比（干旱）植株根系干重

植株地上部分干重根冠比（對(duì)照）植株根系干重

植株地上部分干重X100%=1.45/4.1X100%=35.37%根冠比（干旱）植株根系干重

植株地上部分干重X100%=0.87/1.96X100%=44.39%3玉米的不同指標(biāo)測(cè)定3.1植物體游離的脯氨酸含量的測(cè)定實(shí)驗(yàn)原理：脯氨酸是植物體有效地滲透調(diào)節(jié)劑，幾乎所有的逆境，都導(dǎo)致植物體游離的脯氨酸大量的累積6,尤其是干旱脅迫下，脯氨酸積累尤為明顯，可比正常含量高幾十倍或者百倍。所以脯氨酸是植物抗逆性的一項(xiàng)指標(biāo)7。用磺基水酸提取植物體的游離脯氨酸，在酸性條件下，脯氨酸與茚三酮反應(yīng)生成穩(wěn)定的紅色化合物，用甲苯萃取之后，此化合物在520nm波長(zhǎng)處有最大吸收值8。脯氨酸濃度在一定圍與其吸光度值成正比。實(shí)驗(yàn)材料：干旱組的玉米葉片，對(duì)照組的玉米葉片脯氨酸的含量測(cè)定結(jié)果：先繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，得出回歸方程為：y=0.0455x--0.0138（R2=0.9967）（1）其中y為OD值，x為脯氨酸的濃度測(cè)得的OD值結(jié)果如下：510nm的OD值干旱組對(duì)照組10.2750.06220.2510.054平均值0.2630.058表三將以上數(shù)據(jù)帶入（1）得到：干旱組的脯氨酸的濃度為：6.084ug對(duì)照組的脯氨酸的濃度為：1.578ug脯氨酸的含量：干旱組：4.843ug.g-1對(duì)照組：1.256ug.g-1結(jié)果顯示，在干旱脅迫下，脯氨酸的積累比較明顯。說(shuō)明實(shí)驗(yàn)中的干旱處理達(dá)到了預(yù)期的效果。4結(jié)果分析4.1形態(tài)結(jié)構(gòu)與玉米的抗旱性從表二可以看出，對(duì)照組植株含水量為95.5%，干旱組植株含水量為39.5%；對(duì)照組根冠比為35.37%，干旱組根冠比為44.39%。很明顯玉米因干旱脅迫植株水分大幅度減少，而根冠比比對(duì)照組要大，因?yàn)楦珊灯仁褂衩赘蚋畹哪嗤猎M(jìn)，所以其根系相對(duì)來(lái)說(shuō)比較發(fā)達(dá)。這是對(duì)干旱環(huán)境的一種適應(yīng)。另外我們觀察到，水分脅迫對(duì)玉米的生長(zhǎng)影響很大，在干旱條件下，玉米生長(zhǎng)緩慢，單株最大葉面積和葉片數(shù)相對(duì)減少，單株干物質(zhì)積累量顯著減少，而對(duì)照組卻長(zhǎng)得非常喜人。從圖二、三中可以看出，對(duì)照組玉米葉片的生長(zhǎng)速度比干旱組的要快得多，對(duì)照組的生長(zhǎng)曲線的斜率要比干旱組大，這是因?yàn)閷?duì)照組水分充足，養(yǎng)分供應(yīng)持續(xù)，光合作用速率高，所以有效生長(zhǎng)速度高9。4.2生理代與玉米抗旱性從表三中看出干旱脅迫下，脯氨酸的積累比較明顯。這是因?yàn)楦珊荡呱鶤BA，ABA能提高根系的水勢(shì)、降低滲透勢(shì)、增加滲透調(diào)節(jié)能力，而且能夠顯著地提高脯氨酸含量，ABA濃度能影響葉綠體的超微結(jié)構(gòu)，增加ABA濃度會(huì)導(dǎo)致外膜破裂，完全破壞膜結(jié)構(gòu)10。干旱條件也影響到作物的光合代，如光合與呼吸強(qiáng)度、電子傳遞速率、光合磷酸化活性等，干旱對(duì)光合作用的影響很大程度上是通過(guò)氣孔的開(kāi)放來(lái)完成的1。水分脅迫引起氣孔關(guān)閉，CO2擴(kuò)散阻力增大，PSII及光合磷酸化活性下降，RuBP再生受阻，光暗呼吸變等化在輕度水分脅迫條件下，以氣孔因素限制為主，在嚴(yán)重水分脅迫時(shí)光合作用的抑制可能主要是RuBPC和PEPC活性大大降低的結(jié)果。干旱脅迫也直接影響光合機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和活性11。最終干旱脅迫導(dǎo)致光合作用減弱和光合速率下降。5討論從本實(shí)驗(yàn)研究得出的結(jié)論可以看出，干旱脅迫對(duì)玉米的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理代都有影響。這與其他在農(nóng)作物上研究的專家的結(jié)論一樣，但本實(shí)驗(yàn)對(duì)玉米生理代與干旱脅迫的研究中發(fā)現(xiàn)，在輕度水分脅迫條件下，PSII及光合磷酸化活性下降，RuBP再生受阻，光暗呼吸變等化以氣孔因素限制為主12。在嚴(yán)重水分脅迫時(shí)光合作用的抑制主要是RuBPC和PEPC活性大大降低的結(jié)果。但該結(jié)論作用機(jī)理還有待進(jìn)一步研究。結(jié)論水分脅迫對(duì)玉米的生長(zhǎng)影響很大，在干旱脅迫下，脯氨酸的積累比較明顯，玉米生長(zhǎng)緩慢，單株最大葉面積和葉片數(shù)相對(duì)減少。干旱條件也影響到作物的光合代，如光合與呼吸強(qiáng)度、電子傳遞速率、光合磷酸化活性等，干旱對(duì)光合作用的影響很大程度上是通過(guò)氣孔的開(kāi)放來(lái)完成的。干旱脅迫也直接影響光合機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和活性。最終干旱脅迫導(dǎo)致光合作用減弱和光合速率下降。從中我們可以得到啟示，在玉米種植中，當(dāng)干旱出現(xiàn)時(shí)應(yīng)該及時(shí)灌溉，否則會(huì)影響到其的生長(zhǎng)與發(fā)育，造成收成的減產(chǎn)。致詞恩師難忘！在此，向我的老師毛桂蓮致以崇高的敬意和衷心的感！本實(shí)驗(yàn)承蒙毛老師的悉心、指導(dǎo)和大力支持，從實(shí)驗(yàn)的選題、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)施，都凝聚了老師的心、血。恩師淵博的知識(shí)，敏銳的思維，嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的科研作風(fēng)給我啟迪和鞭策，恩師盡心盡責(zé)、孜孜不倦、兢兢業(yè)業(yè)的工作態(tài)度是我學(xué)習(xí)的榜樣，使我無(wú)論在思想境界、專業(yè)知識(shí)，還是學(xué)術(shù)水平和科研能力，都得到了極大的提高。感小組同學(xué)婷、蒲若蘭、化、炎東、羅愛(ài)肖的勉勵(lì)和關(guān)懷！特別感我的父母，在我多年的求學(xué)路上所給予的關(guān)心、愛(ài)護(hù)和理解。最后，向提及和未提及的所有關(guān)心、和幫助過(guò)我老師、同學(xué)和朋友們表示衷心感！【參考資料】

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