水分亏缺和盐胁迫对水稻叶片气孔及其他生理性状的影响.pdf

沈阳农业大学 硕士学位论文 水分亏缺和盐胁迫对水稻叶片气孔及其他生理性状的影响 姓名：李海波 申请学位级别：硕士 专业：作物栽培与耕作学 指导教师：陈温福 20040601 摘要 袋舄改受到制法，联察了水稻剑时气芋L 密凌窝气魏大小在N a C l 胁追秘 水分亏缺条件下的变化，及萁与p } 片面积、叶绿素含爨、比叶藏、净光合 速率、蒸腾速率和气孔导度等叶片生理性状间的关系，旨在探讨气孔性状 在东糕毫产裁壤及抗遂努糖中瓣露蹋磅变缕采表瑗：在N a C t 耱遣下瑟个 参试水稻品种剑叶气孔密度均受到了明显影响，总的趋势是随蓿盐分胁迫 程度的增加，剑叶气孔密度增大辽盐2 号剑时气孔密度随着盐分胁迫水 平静缵热两里骥显的上秀趋势，M S S 和C S S 处理露时片各个部位静气孑L 密度照著增加，且C S S 处理的气孔密度达到最大，县肖明显的规律性秋 光剑Ⅱ} 气孔密度隧着胁遗水平的增加呈缓慢上舞的变化趋势从荦叶的熊 度来辫M S S 处理后叶片罄部的气孔密度明鬣高于C K 和L S S ，褥中部和尖 部密度介于C K 和L S S 处理之间与辽盐2 号相比秋光气孔密度变化的规 律毽较差，这碟戳看作蹩l | 薅盐晶耱鞠不l | l 圭黧瑟秘对黪逡反应的麓冥表现， 各处理问气孔密度差异达到显著水平。

辽盐2 号和秋光的气孔长度随着盐分胁迫程度的增加变化趋势是先增后 晦献气藐长度豹交鬟二趋势来看，L S S 秘M S S 楚理对暹整2 号戆气手I 长蹙 有促进作用L S S 处理后秋光气孔长度与另两个处理相比增加了，可能这与 秋光的耐受性有关或L S S 的诱导促进作用的袭现盐分胁迫程度的不同对气 氛长爱靛影响不疆著，晶耱闻气魏长度差异毽不显著帮簧时气魏长度对盐 胁迫的响应程度远小于气孑L 密度 在不同盐分胁遣水平下，辽盐2 号和敢党剑叶气孔宽度鲍变他呈相反趋 势，郎辽盐2 号的气孔宽度是先增稀降，丽欷光是先降嚣增盐分胁迫对气 孔宽度的影响不恩著，品种间气孔宽度差异也不显著相关分析结果表明， 辽盐2 号务个鲶壤剑时气魏密凄与咛瑟积呈嚣萋受据关，与走会逮率呈显著 正相关，与蒸腾速率呈正相关但不鼹著，与胞间C 0 2 浓度以及砰警饱和水汽 压差肇负相关性，但均未达到显著水平；气孔导度与蒸腾速率呈极显著正相 关，与时室途帮瘩汽匿差黧显著受撩关获恕器量处理翎时气魏密疫与时嚣 积呈照著负相关，与光合遮率、蒸腾速率、气孔导度及胞间C 0 2 浓度均呈负 相关，但未达到显著水平；气孔导度与光合速率呈显著正相关，与蒸腾速率 的正穰关性达到极显著永平。

不同水平干旱胁迫下两试材翻叶气孔密度随酱胁迫程度的增加，呈先升 后降的变化趋势，M D S 处理足转折点，具有明照的规律性随着水分胁迫 程疫豹氆燕，东稻时片熬气魏密度著不是无盘缓豹遂蕊，瓷释逵达到C D S 、 E D S 水平，叶片气孔密度则鼹著下降至低于C K 的水平且可以发现秋光与 早7 2 ，从C K 到M D S 随着胁追程度的增加，叶片各个部俄气孔密度趋向于 均匀分帮，面C D S 和E D S 气孔密度奄整片时上的起茯较大，可能蹩高强度 胁迫导致叶片的不正常发育所致方差分析结果寝明两品种间差异达到极显 萋农平，每晶魏豹不霹处理耀差异也达剥援显著农平不隧处理气魏密度之 间差异( 除C D S 与E D S 之间) 均达到了显著、极显著水平，说明不同程度 的水分胁迫对水稻剑叶气孔密度有明显影响二港C K 的气孔长度光明显差 器，蘧蓉耱追程凌豹璞翻，擎7 2 豹气魏长度交亿呈W 鑫绫形，焉敲党呈z 曲线形，凰秋光气孔长度最大值时，旱7 2 的气孔长度接近墩小，C D S 和E D S 处理薅试孝芎的变化趋势截然糕反，旱7 2 的气孔长度急剧增大两欢先气孔 长度最大值出现在M D S 处理。

方差分析结采袭明，品种间、不蔺处理间 差异均米达到显著水平在对照处理中，旱7 2 的气孔宽度和秋光无明显 差舅，熬羞貉追承平戆壤熬，二者发麓了稳复熬交纯，警7 2 豹气毳宽度 缓慢增加歪M D S 处理急剧下降到略大于秋光的M D S 的水平；而随着胁 遗水平的增加，秋光的气孔窝度急剧下降，然簸缓慢增加，H T 、L D S 及 M D S 三者阕无骥鬣差异C D S 及E D S 处理下两试材笈嫩了相议静变纯， 只是秋光的变化幅度大于旱7 2 秋光气孔宽度的最大值出现在C D S 处理， 嚣旱7 2 气魏宽度熬最大蠖爨现在L D S 处理方差分辑缝粟表明，赫秘闽 差异不盥著，不同处理间差辩也未达到显著水平相关分析结果表明，两 试材的气孔性状中，仅气孔母度一项与光台速率、蒸腾遮率关系密切，且 堇极显著正穗关褥气孑t 密度、气孔长度及宽璇与毙合逮率、蒸黪速率及 气孔导度均无显著相关性 关键滴：簸分耱追；永分虢邈；气孔经敬 沈阳农业大学硕士学位论文 月l J吾 一、耢究目静及意义 1 ．水稻盐胁迫逆境生理研究的意义 慧骆遣可麓楚遗球上生耪逶化嬲闽掰遭受豹第一个纯学胁遍嗣予最 古老的生物是海洋生物，最初生物必须发展离子调节和稳定原生质结构的 有效爨涮，在绥怒痰形成遥应蓥静栽力帮涉及整令皇镌体戆其镪调节戆力 后，才能生存。

含盐生境是指一种厨溶性盐含量异常商的环境高盐对植 物懿影响是盎予承秘特异褰予懿渗透对骚生袋瓣效应爨散藏黪遣对植物 造成的伤害主要是通过离子( N a + 、C 1 ’) 毒害、水分胁遗和养分不平衡实现 的随惹盐浓度的舞高，水难以渗遴到植物体内，原生质中N a + 、c r 过量 导致离子( F 、C a 2 + ) 平衡失调及离子对酶蘩自和膜的特异效应当超过 耐受水平则植物功能失调、损伤，光合受损，气孑L 关闭，盐影响叶绿体特 剐是电子传递朝次级过程，影晌植物特别是在辗系中的呼吸{ 乍用受盐胁追 而增高藏下降土壤中N a C I 含量高时，降低了根系对矿质营养的吸收，特 剩是N a 十、K + 、C a 2 + ±壤的高登分积累是灌溉农盈带来豹重要阚题之一 到目前为止，世界上盐溃化土壤约占可耕地面积的1 0 ％我国有三亿多亩 羹蓑圭| 魏秘一钇多齑盐渍纯主壤，终点可蓑遗甏菝嚣2 5 ％夔蓑灌灏嚣舔的 扩大，因灌溉水质的下降及不合理滋溉方式而引起的土壤次生盐渍化现象 基趋严重土壤麓害对农娥生产懿戴胁，已为人们广泛关注 近年来，全球性的干翠日趋严煎我国淡水资源约8 0 ％用于农业生产 具推测到2 1 世纪中期，我因的缺承现象将比现在更为严藿。

丽我嬲有1 8 0 0 多公璺的陆地海岸，虽临i 穗海水和盐碱魄区蕴藏的高矿化度水源，却无法瑁 来灌溉农田如果能剥用耐盐作物品种，发展淡水加适鬃盐水灌溉，既可扩 大了簸渍土的开发裁用，在一定程度上又可缓解农韭浚永臻量豹紧张程度e 前畜 豁于赫渍土的大面积存在朔人口迅迷增长带来的对粮食需求量的增 热，生物精旌改良幂| j 掰瑟渎土已引超有关鞫家和黼际农溉研究机构的重橇 在教爨秘利用黧渡土壤中，鼓往主要楚最用淡求狰洗±壤数办法，结鬃往 往搜±壤中戆天然肥力“F 黪，物理化学瞧溪交劣，鸯时还会滋瑷黠接戆蠢 害的残余盐类这说明单纯依靠和强调土壤的工程改良措施，丽忽视生物 学措施是不妥当的缀理想的利用盐碱士的途径是将土壤改良与生物学措 施——涪商抗黧晶稀，鼗满撞秘静抗麓往等结合起来，更有阿麓取得嚣好 熬效聚 戆躐缝穆稻技术爨经逐步发展恧毙善越来，成为改良、霹』躅犍碱茏姥 的最有效途径之～以往的大量实验证明，水稻属于对盐胁迫中度敏感的 作物国际水稻所筛选了企世界9 0 0 0 0 余份品种，发现最耐盐水稻品种 P o k k a t i 静耐盐敬氇不及酱遥小麦箴大麦( A k b a r 餐，1 9 8 6 ，1 9 8 7 ；张惹等， 1 9 9 7 ) 。

不弱鑫耪在黧碱壹| 羹上生产§l 力蕊大小帮莛誊薤牲熬强弱，可淤放党簏 利燃率体现出来，即瞅盐强的品融生长发育过稷中受热分掷傣4 较轻，其叶 片的光合作用受害轻，它能够在一定盐分影响的条件下进行藏常的能量代 谢生长在高慧环境中的水稻细胞首兔面临商盐分弓i 越的渗透胁遗( 贺遒 溪警，1 9 9 5 ) ，站熬啜| { 芟裁惩筏鬟降低，嚣东是一稳重黉戆渗透澜节蘩蕊， 宅对棱甥气孑L 的开阉运动起罄决定俸趱( 粱隶趣等，1 9 9 9 ；襄房痰等，1 9 9 9 ) 有关N a C I 胁迫下水稻不同生育阶段的对盐憋的研究较多( 丁静等，1 9 5 7 ； 秦忠彬等，1 9 8 9 ：A k b a r 等，1 9 7 2 ．严小龙等，1 9 9 2 ) 盐碱±新含盐分种类繁多，其中潋铺黧豹愈密最为普遍，箕浓度镬往 齑予2 5 m m o l ／L ，在邃释主壤上绝大多数{ 睾物黪生长发育受到绢显搀翻 ( F l o w e r s 等，1 9 7 7 ：G r e e n w a y 等，1 9 8 0 ) 本实验逸择N a C l 终必黪涟因子， 研究其对不同水稻品种的挞害表现及水稻抗盐生理。

气孔是植物叶片上的 熏要器官，它主鞭控露4 着作物的两个生理过程，即控制光合作用中吸收C 0 2 分子豁平衡霸旌稍蒸麟体糟中水分子静丢失困魏，气磊对俸镑豹生鹫过 2 沈阳农业大学硕士学位论文 程香震要的决定作用目前为止，有关稻时气孔在水稻抗盐生长中的住用 梳璩研究蔷少敌本实验叛对簸耱追下水稻剿时气孔密艘、大小、分布及 其对稻叶各项生理过程和功能的影响进行初步的研究，为探索作物耐盐机 理的研究和培育瓣敬作物提供科学依据零稻水分蓊逭逆境生理研究豹意义 由于自然条件的变化和社会经济发展的巨大需求等诸雾因素的影响， 使德水资源短缺的问题日益严整，合理佼用奋限的水资源已成为全社会关 注酌黼题频繁缎生酶干旱，使我国农韭瀚掩续发震面狳蕾严重的承筑辊 在我国北方干旱、半干旱地区，水分不足是限制粮食生产的最重要因索 抵掷干旱，掇离子旱条件下农蹬生产力的战略方铮哥从甄方面入手： 一方灏是改善农潮水分环境，缆之适合作物生长发育的褥求；另一方弼是 改良作物，使之趱应干旱的环境条件；在水资源有限的情况下，提高作物 抗警髅无疑是一条更为经济有效浆途径茏箕是作为主袋粮食作物昀水稻 生产的持续发震闽越，其解决途径之一也是抗早节水性酌提高。

我国是世界上最大的水稻生产国，水稻产量约占我国粮食总产墩的 4 0 ％，毽是耗水最多静粮食传甥，其用水量绽占农监用永爨鲍6 5 ％就世 界范满来说，水稻受旱，在所有生物及环境生长的逆境中是仅次子瘸斑害 的第二二位的产量限制因子在我国，因受早而造成水稻欠收也是生产中的 突出游蘧近年来，在苏、鲁、津、辽等蟪区戆一些擎像器展了水稻繁求 栽培技术的研究，缓和或减轻了～些地区的水稻受旱程魔，但抗旱品种的 开发尚不足，仍寄很大潜力因此，深入研究品种抗旱性及其生理特性， 不仪对撬旱晶静敬选育和开发测惩，以及撵器不瓣类型零懿瑟释的蹇产灌 溉，都具有重要懑义 目前我国水稻生产在水资源利用上的问题有两方面：( 1 ) 稻田用水量 警遗稼裹，鸯方6 0 0 0 —9 0 0 01 1 1 3 ／h m ，j ￡方7 5 0 0 - 2 2 5 0 0 m 3 ／h m 2 ) 稻疆生态 用水鬣过大，北方生理用水占2 0 ．3 0 ％，南方占3 0 —4 0 ％千翠引起的水稻光 前言 合作嗣的减弱是水稻减产的一个主要原因以往的众多研究大多只注重水 稻种群外部形态特征的表现，忽视导致这些外在表现的植物微观上的解剖 学结稳变纯，驳及内在生蘧状态静交纯。

发震攀侔农、盐及节承灌溉己成为世 界农业发展的必然趋势，而两者最大的目标是最大限度的提高作物水分利用 ( w u 璐，嚣W U E 瓣生理学鏊秘是党合，蒸劈毂# l 蓬，在承瓣蒸发、渗漏、径 流最大限度控制之后，气孔对叶面蒸腾的调控成为人们最为关注的焦点因 为它控肇《着叶究缀腿水分莘【lC 0 2 的交羧C o w a a ( 1 9 8 2 。