菊芋(Helianthus tuberosus L.)幼苗海水灌溉下干旱胁迫特征及外源钙的缓解效应研究

摘要

干旱缺水是农业生产的主要限制因素，提高作物的水分利用效率是节水农业的关键。在沿海滩涂地区，利用海水灌溉耐盐植物，不仅可以节约有限的淡水资源，而且轻度干旱和低浓度海水灌溉可提高耐盐植物的水分利用效率，为滨海地区农业的可持续发展提供了一条新途径。因此，重新认识菊芋的优良特性，尤其是对其耐盐性和水分利用效率进行深入研究，对于合理开发利用滩涂植物具有重要意义。 本研究分三部分：海水浇灌试验、海水浇灌和干旱胁迫试验、外源钙缓解海水胁迫试验。 主要结论如下： 海水浇灌试验 通过盆栽土培法研究了不同浓度海水浇灌对南芋2号菊芋幼苗的生长发育、光合作用、耗水特性和相应生理生化指标，从不同角度探索了海水浇灌对南芋2号菊芋幼苗的影响，筛选出适合菊芋生长且能够提高其水分利用效率的海水浇灌浓度。 结果表明： (1)海水浇灌对南芋2号菊芋幼苗的株高、生物量、净光合速率、气孔导度、叶片水分利用效率等具有显著影响，海水浇灌还可促进根系向纵深生长。 (2)海水浇灌对菊芋叶片的生理指标均有影响，而且在5％、10％海水灌溉下，土壤渗透压尚未对南芋2号造成伤害，而30％和40％海水处理下，高渗透压严重降低了细胞含水量，影响光合作用和水分利用效率，导致菊芋生长受到抑制。总之，在10％浓度下，水分、光合、生物量等指标均符合生理和生产的要求。 海水浇灌和干旱胁迫试验 在海水浇灌试验的基础上，用盆栽南芋2号菊芋模拟大田条件下干旱胁迫和海水灌溉。研究在于旱条件下进行海水浇灌对菊芋生长发育、光合作用、耗水特性和水分利用效率的影响。结果表明： (1)浓度为10％的海水且土壤含水量为75％～85％时菊芋长势最好，但叶片水分利用效率和生物量水平水分利用效率不高；而10％海水浇灌同时在干旱胁迫条件下菊芋具有较高的水分利用效率。 (2)在充足灌水下南芋2号生长良好，但在海水浓度达到20％且干旱胁迫条件下南芋2号则表现出不适应性。 (3)海水浇灌浓度为10％且适度干旱条件下，菊芋在生长发育和生理特性上表现较好，尤其具有较高的水分利用效率，因此，可以沿海滩涂地区推广海水灌溉种植菊芋。 外源钙缓解海水胁迫效应试验 (1)外源氯化钙可缓解海水对菊芋幼苗的胁迫，表现在同一梯度海水浓度浇灌下，施加外源氯化钙可增加其生物量，且增强对海水胁迫的抗性。 (2)外源氯化钙还可提高菊芋叶片保水力，对叶片水分利用效率也有促进作用。

目录

文摘

英文文摘

声明

引言

第一章文献综述

1.我国水资源概况

2.海水灌溉农业及其发展前景

3.植物水分利用效率的研究

3.1水分利用效率的概念及影响植物水分利用效率的因子

3.2植物水分利用效率与抗旱性的关系

3.3植物不同层次水分利用效率概况

3.4植物水分利用效率的测定方法

3.5提高植物水分利用效率的措施

4.干旱胁迫对植物生理和生长影响的研究进展

4.1干旱胁迫对植物生长的影响作用

4.2干旱胁迫对光合作用的影响

4.3干旱胁迫对物质合成和相关酶活性的影响

4.4干旱胁迫对活性氧清除系统的影响

4.5干旱胁迫对渗透调节能力的影响

5.本试验研究目的与意义

第二章不同浓度海水浇灌对南芋2号菊芋幼苗生长发育、光合特性的影响

1.试验材料、地点、设计和方法

1.1试验材料

1.2试验地点

1.3试验设计

1.4测定项目及方法

1.5数据分析

2结果与分析

2.1不同浓度海水浇灌对南芋2号菊芋株高相对增量的影响

2.2不同浓度海水浇灌对菊芋幼苗地下部生物量鲜重及幼苗干物质的影响

2.3不同浓度海水浇灌对南芋2号菊芋幼苗光合特性的影响

2.4不同浓度海水浇灌对南芋2号菊芋幼苗叶片水分利用效率的影响

2.5不同浓度海水浇灌对南芋2号菊芋幼苗叶片持水力的影响

2.6不同浓度海水浇灌对土体剖面盐分分布变化的影响

3.讨论

4.本章小结

第三章膜覆盖对不同浓度海水浇灌下南芋2号菊芋幼苗的耗水特征等影响

1.试验材料、地点、设计和方法

1.1试验材料

1.2试验地点

1.3试验设计

1.4测定项目及方法

1.5数据分析

2结果与分析

2.1膜覆盖下不同浓度海水浇灌对南芋2号菊芋幼苗耗水量的影响

2.2膜覆盖下不同浓度海水浇灌对南芋2号菊芋幼苗MDA含量的影响

2.3膜覆盖下不同浓度海水浇灌对南芋2号菊芋幼苗叶片SOD活性的影响

2.4膜覆盖下不同浓度海水浇灌对南芋2号菊芋幼苗叶绿素含量的影响

2.5膜覆盖下不同浓度海水浇灌对南芋2号菊芋幼苗叶片可溶性糖(SS)含量的影响

2.6膜覆盖下不同浓度海水浇灌对南芋2号菊芋幼苗生物量的影响

2.7膜覆盖下不同浓度海水浇灌对南芋2号菊芋幼苗生物量水平水分利用效率的影响

3.讨论

4.本章小结

第四章干旱胁迫下不同浓度海水浇灌对两品种菊芋耗水特性、光合特征等生理参数的影响

1.试验材料、地点、设计和方法

1.1试验材料

1.2试验地点

1.3试验设计

1.4测定项目及方法

1.5数据分析

2结果与分析

2.1干旱胁迫下海水浇灌对菊芋鲜重(FW)、干重(DW)的影响

2.2干旱胁迫下海水浇灌对菊芋蒸发蒸腾耗水量和生物量水分利用效率的影响

2.3干旱胁迫下海水浇灌对菊芋株高日平均增长量的影响

2.4干旱胁迫下海水浇灌对叶片光合特征参数的影响

2.5干旱胁迫下海水浇灌对MDA、质膜透性的影响

2.6干旱胁迫下海水浇灌对叶绿素(Chl)、可溶性糖(SS)含量的影响

3.讨论

4.本章小结

第五章外源钙对南芋2号菊芋幼苗海水胁迫的缓解效应及对叶片水分利用效率的影响

1.试验材料、地点、设计和方法

1.1试验材料

1.2试验地点

1.3试验设计

1.4测定项目及方法

1.5数据分析

2结果与分析

2.1海水灌溉下Ca2+对南芋2号菊芋幼苗根系生长量的影响

2.2海水灌溉下Ca2+对南芋2号菊芋幼苗叶片相对含水量的影响

2.3海水灌溉下Ca2+对南芋2号菊芋幼苗光合特性、叶片水分利用效率的影响

2.4海水灌溉下Ca2+对南芋2号菊芋幼苗叶片质膜透性的影响

2.5海水灌溉下Ca2+对南芋2号菊芋幼苗叶片脯氨酸含量的影响

2.6海水灌溉下Ca2+对南芋2号菊芋幼苗叶片MDA含量的影响

3.讨论

4.本章小结

全文结论

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的文章