趙大華 溫智鵬

摘要

[目的] 揭示干旱脅迫對紫花苜蓿幼苗生長的影響。[方法] 以紫花苜蓿 “正道”為試驗(yàn)材料，對干旱脅迫及復(fù)水條件下紫花苜蓿幼苗的葉片相對含水量、葉綠素含量、地上生物量及地下生物量、植物葉片形態(tài)、氣孔開度等形態(tài)指標(biāo)及生理生化指標(biāo)進(jìn)行測定。[結(jié)果]干旱脅迫下紫花苜蓿葉片相對含水量、葉綠素含量、葉片長度、葉片寬度、葉片厚度均逐漸減少；復(fù)水后葉片相對含水量、葉綠素含量增加，而葉片長度、葉片寬度、葉片厚度則無明顯增加。在干旱脅迫下，紫花苜蓿主根長度、主根直徑、地上生物量、總生物量、氣孔長度、氣孔寬度、氣孔開度下降，而根系體積、地下生物量、根冠比、氣孔密度則上升。[結(jié)論] 該研究可為紫花苜蓿在干旱地區(qū)和南方地區(qū)的推廣栽培提供理論依據(jù)

關(guān)鍵詞紫花苜蓿；干旱脅迫；復(fù)水；幼苗生長

中圖分類號S541+.1文獻(xiàn)標(biāo)識碼A文章編號0517-6611（2015）21-148-03

紫花苜蓿（Medicago sativa）因其營養(yǎng)價值高、適口性好、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，在我國西北、華北、東北等地區(qū)廣泛種植，南方地區(qū)由于夏季高溫、高濕等原因，干旱脅迫已經(jīng)成為限制紫花苜蓿在我國南方大面積推廣的重要原因，優(yōu)質(zhì)飼草不足已成為制約南方畜牧業(yè)快速發(fā)展的重要因素。因此，開展紫花苜?？购敌匝芯颗c揭示干旱脅迫對紫花苜蓿幼苗的影響，對于改善紫花苜蓿在我國南方地區(qū)的推廣具有重要意義。筆者對干旱脅迫及復(fù)水條件下紫花苜蓿幼苗的葉片相對含水量、葉綠素含量、地上生物量及地下生物量、植物葉片形態(tài)、氣孔開度等形態(tài)指標(biāo)及生理生化指標(biāo)進(jìn)行測定，旨在揭示干旱脅迫對紫花苜蓿幼苗生長的影響，為紫花苜蓿在干旱地區(qū)和南方地區(qū)的推廣栽培提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料為紫花苜蓿品種正道，苜蓿種子來自北京林業(yè)大學(xué)草業(yè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)室。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計

2013年10月至2014年3月，將處理后的基質(zhì)分裝于干凈花盆中，對照組及處理組各取10個重復(fù)，每盆裝過篩基質(zhì)5 kg，并施以定量的有機(jī)肥。然后，將種子精選、消毒后置于底部覆蓋有濾紙的培養(yǎng)皿中，定期補(bǔ)充培養(yǎng)皿水分，直至大部分種子萌發(fā)。精選出長勢相近的萌發(fā)種子，播種于花盆中，按照同等株距，每盆播種12顆種子，覆土后澆足水，次日開始保持土壤絕對含水量在20%左右，直至紫花苜蓿苗高均超過10 cm。此時，全部植株一次性灌足水，而對照組正常澆水，保持土壤絕對含水量在20%左右，處理組則采取連續(xù)干旱法處理，第9天對處理組進(jìn)行復(fù)水。每隔3 d進(jìn)行相關(guān)指標(biāo)測定，復(fù)水后第3天即試驗(yàn)的第12天進(jìn)行最后一次指標(biāo)測定。

1.3測定項(xiàng)目與方法

1.3.1

土壤含水量、葉片相對含水量和葉綠素含量。于干旱脅迫0、3、6、9 d及復(fù)水后第3天采集樣品，測定土壤含水量、葉片相對含水量、葉綠素含量，每個指標(biāo)重復(fù)3次。土壤含水量的測定采用烘干法測量，葉片相對含水量的測定采用飽和稱重法，葉綠素含量的測定采用乙醇浸提法。

1.3.2

葉片形態(tài)指標(biāo)、根系形態(tài)指標(biāo)、生物量和氣孔指標(biāo)。葉片形態(tài)指標(biāo)每3 d用刻度尺和游標(biāo)卡尺分別量取隨機(jī)標(biāo)記葉片長度、寬度、厚度并記錄。干旱脅迫0、3、6、9 d及復(fù)水后第3天采集樣品，每個指標(biāo)重復(fù)3次。根系形態(tài)指標(biāo)及生物量測定在復(fù)水后第3天進(jìn)行，測定主根長度、主根直徑、根系體積、地上生物量、地下生物量根冠比等。每個指標(biāo)重復(fù)3次。氣孔指標(biāo)的測定于第9天進(jìn)行，采用改良刮制法處理試驗(yàn)材料，制成樣品備用。將樣品置于光學(xué)顯微鏡下觀測氣孔長度和寬度，每份材料選擇4個視野，取測量值的平均數(shù)。隨后將樣片置于16×10倍光學(xué)顯微鏡下觀察氣孔密度，每份材料隨機(jī)選取10個觀察點(diǎn)，計算視野內(nèi)氣孔數(shù)，將其平均值換算為每平方毫米的氣孔數(shù)，即為葉片的氣孔密度。

2 結(jié)果與分析

2.1干旱和復(fù)水對紫花苜蓿葉片相對含水量的影響

從圖1可以看出，干旱脅迫下處理紫花苜蓿葉片相對含水量隨著干旱脅迫時間的延長而逐漸降低，復(fù)水后葉片相對含水量有所回升。與對照組相比，第3天、第6天及第9天紫花苜蓿葉片相對含水量分別下降8.34%、27.21%和34.51%。復(fù)水后第3天處理葉片相對含水量上升，與第0天相比差值僅6.55%。這表明在土壤發(fā)生干旱脅迫時紫花苜蓿幼苗葉片保水能力隨著干旱脅迫時間的延長而逐漸下降，短時間干旱脅迫后復(fù)水，紫花苜蓿能恢復(fù)正常保水能力。

2.2 干旱和復(fù)水對紫花苜蓿葉綠素含量的影響

從圖2可以看出，試驗(yàn)期間對照組紫花苜蓿葉片葉綠素含量差異均不顯著（P<0.05）。處理組紫花苜蓿葉綠素含量隨著干旱脅迫時間的延長而逐漸降低，復(fù)水后葉綠素含量有所回升。其中，第0天與第3天之間葉綠素含量差異極顯著（P<0.01），第6天、第9天及復(fù)水后第3天之間葉綠素含量差異極顯著

（P<0.01）。第3天、第6天、第9天處理葉綠素含量比對照

分別下降14.30%、16.46%、33.87%。這說明隨著干旱脅迫時間的延長，紫花苜蓿葉綠素含量逐漸減少。

2.3 干旱和復(fù)水對紫花苜蓿葉片生長的影響

植物葉片的形態(tài)指標(biāo)能指示植物的生長狀況，在干旱脅迫下紫花苜蓿的葉片的生長受到抑制。由表1可知，干旱脅迫下紫花苜蓿葉片長度、葉片寬度及葉片厚度均隨著干旱脅迫時間的延長而減少，其中葉片厚度下降明顯，復(fù)水后葉片長度及葉片寬度未見增長，葉片厚度有所增長，但幅度較小。與對照組相比，試驗(yàn)組第3天、第6天、第9天及復(fù)水后第3天葉片長度分別下降0%、3.49%、5.95%和7.06%，葉片寬度分別下降1.35%、1.41%、9.72%和13.89%，葉片厚度分別下降6.09%、33.64%、48.65%和47.27%。對照組紫花苜蓿葉片的生長則呈平穩(wěn)趨勢。

2.4 干旱脅迫對紫花苜蓿生物量的影響

由表2可知，干旱脅迫下，紫花苜蓿地上生物量有所減少，地下生物量則有所增加，總生物量減少。與對照相比，紫花苜蓿地上生物量鮮重和地上生物量干重分別減少1.20和0.14 g，地下生物量鮮重及地下生物量干重分別增加0.22和0.04 g，生物量鮮重和生物量干重分別減少0.98和0.10 g。由此可見，干旱脅迫降低了紫花苜蓿的生物量。

2.5 干旱脅迫對紫花苜蓿根系生長的影響

根系是植物吸收、轉(zhuǎn)化和貯藏養(yǎng)分的器官。廖彥軍等研究發(fā)現(xiàn)根系類型與其伸展廣度和吸水能力密切相關(guān)，根系伸展越深，受干旱脅迫的影響就越小。由表3可知，干旱脅迫下紫花苜蓿主根長度及主根直徑均有所減少，主根長度和主根直徑分別減少1.20 cm和0.44 mm，根系體積則比對照有所增加，較對照增加014 cm3。但是，按鮮重和干重計算的根冠比與對照相比分別增加47.38%和35.47%。由此可見，干旱脅迫抑制了紫花苜蓿主根的伸長生長，但根系體積有所增大，促進(jìn)了根系的生長。

2.6 干旱脅迫對紫花苜蓿葉片氣孔的影響

氣孔是葉片與外界進(jìn)行氣體交換的門戶。由表4可知，干旱脅迫下，與對照相比紫花苜蓿葉片氣孔長度（包括外長和內(nèi)長）有所增加，但并不明顯，紫花苜蓿葉片氣孔寬度（包括外寬和內(nèi)寬）也有所減少，其中內(nèi)寬減少明顯。由圖3可知，與對照相比，紫花苜蓿葉片氣孔密度明顯增加，增幅達(dá)47.17%，而氣孔開度明顯減少，降幅為44.11%。電鏡下紫花苜蓿處理及對照氣孔照片見圖4。

3小結(jié)

（1）干旱脅迫下，紫花苜蓿葉片相對含水量降幅較大，其中第6天和第9天降幅較大，復(fù)水后葉片相對含水量回升幅度較大。

（2）干旱脅迫下紫花苜蓿葉綠素含量下降明顯，是由于水分脅迫使葉綠素的生物合成過程減弱。復(fù)水后，由于土壤

含水量的上升，葉綠素含量有明顯回升。

（3）干旱條件下紫花苜蓿葉片長度、葉片寬度、葉片厚度均隨著干旱脅迫時間的延長而逐漸減少，其中第6天和第9天葉片長度和葉片寬度均出現(xiàn)顯著差異，葉片厚度極顯著減

少，復(fù)水后葉片長度、葉片寬度、葉片厚度均無恢復(fù)。由此可見，干旱脅迫對紫花苜蓿葉片的生長有抑制作用。沈艷對幾種苜蓿品種抗旱性研究及評價中指出，葉片適應(yīng)性的主要變化有利于保水和提高水分利用效率。

（4）紫花苜蓿在干旱脅迫下表現(xiàn)出生物量、地上生物量下降。同時，由于干旱條件下根系生長速率相比冠部受到較少影響，表現(xiàn)出根冠比增大的情況，這與陳淑義的研究結(jié)果相一致。

（5）干旱脅迫促使紫花苜蓿葉片表皮氣孔長度增加，寬度減少，其中氣孔內(nèi)寬明顯減少，同時氣孔開度下降，這與劉麗霞等研究結(jié)果相一致。該研究也表明，干旱脅迫使紫花苜蓿氣孔密度增大，同時使葉片長度和葉片寬度逐漸減小。

安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)2015年

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