王剛

摘要? ? 干旱是制約作物生長(zhǎng)發(fā)育的重要環(huán)境因子。本文分析了濟(jì)寧地區(qū)降水及旱災(zāi)發(fā)生情況，并從葉片光合色素、呼吸、酶類抗氧化系統(tǒng)和水勢(shì)5個(gè)方面闡述了干旱脅迫對(duì)作物葉片生長(zhǎng)的影響機(jī)理，并提出相應(yīng)的防御對(duì)策，以期為有效利用水資源、科學(xué)灌溉提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞? ? 干旱;作物葉片;生理特性;防御對(duì)策;山東濟(jì)寧

中圖分類號(hào)? ? S423? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼? ? A? ? ? ? 文章編號(hào)? ?1007-5739（2019）06-0175-01

水分是影響作物生長(zhǎng)的重要因子之一，土壤水分過(guò)多或不足均會(huì)使作物生長(zhǎng)受限，嚴(yán)重時(shí)甚至導(dǎo)致作物死亡。近年來(lái)，隨著全球氣候變暖的加劇，由干旱脅迫帶來(lái)的農(nóng)作物損失在所有脅迫中已居首位[1]。濟(jì)寧地區(qū)農(nóng)作物種植面積大，種類豐富。因此，分析濟(jì)寧地區(qū)降水及干旱發(fā)生狀況，系統(tǒng)研究作物光合、呼吸、酶類抗氧化系統(tǒng)等生理生化指標(biāo)對(duì)土壤干旱條件的響應(yīng)機(jī)制，探明作物生理生化指標(biāo)及變化過(guò)程與土壤水分的內(nèi)在關(guān)系，確定干旱導(dǎo)致減產(chǎn)的內(nèi)在原因，可以為干旱條件下的作物栽培及灌溉管理提供依據(jù)。

1? ? 濟(jì)寧地區(qū)降水分析

以自然降水距平百分率（距離降水平均值程度）≤40%時(shí)界定為旱災(zāi)，分析濟(jì)寧地區(qū)1961—2000年的降水資料，可以發(fā)現(xiàn)，濟(jì)寧地區(qū)降水雖呈南多北少的趨勢(shì)，但均有干旱災(zāi)害發(fā)生。其中，北部地區(qū)干旱發(fā)生10次，最低年平均降水量?jī)H為285 mm;中部地區(qū)干旱發(fā)生12次，最低年平均降水量為347 mm;南部微山地區(qū)干旱發(fā)生9次。

2? ? 干旱對(duì)作物葉片生理特性的影響

2.1? ? 干旱對(duì)作物光合色素的影響

葉綠素和類胡蘿卜素作為光合作用的保護(hù)色素以及光合作用光能的受體，其含量的高低能夠反映光合作用的強(qiáng)弱以及植株的衰老情況。關(guān)于植物在水分脅迫條件下的光合色素含量變化，對(duì)不同作物的研究結(jié)論有很大差異[2-5]。有學(xué)者認(rèn)為，玉米葉片的葉綠素總量、葉綠素a及葉綠素b含量均在干旱脅迫下顯著減少，但類胡蘿卜素含量卻有所增加;對(duì)番茄和小麥的研究表明，隨著干旱脅迫程度的增加，葉片葉綠素含量呈不斷減少的趨勢(shì)。但也有研究認(rèn)為，干旱會(huì)使番茄葉片光合色素含量不同程度增加，且增加程度與脅迫時(shí)間成正相關(guān)，與脅迫程度關(guān)系較小。

2.2? ? 干旱對(duì)葉片呼吸作用的影響

干旱脅迫嚴(yán)重時(shí)會(huì)改變植物的磷代謝，減少植物體內(nèi)的酸溶性有機(jī)磷化合物，影響植物生理過(guò)程的正常進(jìn)行[6]。研究發(fā)現(xiàn)，呼吸作用對(duì)干旱脅迫的響應(yīng)趨勢(shì)因器官、作物種類和干旱脅迫程度、持續(xù)時(shí)間的不同而有所差異。例如，小麥根系在干旱脅迫發(fā)生時(shí)，呼吸速率顯著降低，但葉片的呼吸速率卻隨干旱脅迫程度的加重呈先增加后減小的趨勢(shì)。

2.3? ? 干旱對(duì)葉片酶類抗氧化系統(tǒng)和膜脂過(guò)氧化的影響

酶類抗氧化系統(tǒng)廣泛存在于植物細(xì)胞中，能夠在逆境脅迫下清除植物體內(nèi)的氧自由基，分解H2O2，減少活性氧對(duì)細(xì)胞膜的傷害。植株在水分虧缺條件下產(chǎn)生大量活性氧，這是細(xì)胞在水分逆境條件下?lián)p傷的初始反應(yīng)，而活性氧可啟動(dòng)膜脂不飽和脂肪酸的過(guò)氧化作用。普遍研究認(rèn)為，作物在干旱脅迫條件下的SOD、POD及CAT會(huì)相應(yīng)增加，從而清除氧自由基，以減輕逆境傷害，避免細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)及組織器官的損傷。但保護(hù)酶含量變化趨勢(shì)與植物種類、干旱脅迫程度及持續(xù)時(shí)間密切相關(guān)。在水分脅迫下，玉米葉片保護(hù)酶活性對(duì)水分脅迫的反應(yīng)成正相關(guān)，且絕大多數(shù)的相關(guān)系數(shù)達(dá)顯著或極顯著水平，但是不同保護(hù)酶活性對(duì)水分脅迫的敏感程度不同，POD較SOD對(duì)水分脅迫敏感性更高。

正常供水條件下，植物體內(nèi)活性氧含量維持在較低水平，不會(huì)產(chǎn)生傷害。研究認(rèn)為，干旱脅迫條件下，植物體內(nèi)丙二醛（MDA）含量和細(xì)胞質(zhì)膜透性改變，活性氧增多，蛋白質(zhì)降解，使細(xì)胞質(zhì)膜透性改變，細(xì)胞膜脂過(guò)氧化，植物生長(zhǎng)受限。干旱持續(xù)時(shí)間及程度是影響植物體內(nèi)MDA含量變化的重要因素。有研究顯示，干旱5 d并不會(huì)引起豌豆酶活性的改變，但干旱10 d時(shí)，豌豆植株中MDA含量顯著上升。

2.4? ? 干旱對(duì)葉片水勢(shì)的影響

土壤水分變化是影響植物水勢(shì)的最直接因素。其中，葉片水勢(shì)對(duì)土壤水分含量最為敏感，是反映干旱脅迫的重要生理指標(biāo)。大量研究表明，干旱脅迫程度越重，葉水勢(shì)越低。

3? ? 防御對(duì)策

針對(duì)目前大田作物可能面臨的干旱災(zāi)害，其防御對(duì)策如下：一是選育耐旱品種;二是優(yōu)化水肥管理，選用滴灌、分根區(qū)交替灌溉等節(jié)水灌溉方式，適當(dāng)增施有機(jī)肥，提高作物抗旱能力;三是建立健全旱災(zāi)監(jiān)測(cè)預(yù)警服務(wù)系統(tǒng)，及時(shí)跟蹤作物生長(zhǎng)狀況，必要時(shí)采取人工增雨等有效措施。

4? ? 參考文獻(xiàn)

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