全 文 ：水分胁迫对小黑麦旗叶光合特性的影响
魏亦农
(新疆兵团绿洲生态农业重点实验室　石河子　832003)
摘要:研究比较小黑麦不同品系在不同干旱条件下 ,抽穗期旗单叶光合速率日变化。结果表明:小黑麦不同品种(系)光
合日变化基本呈现双峰型 , 在干旱时旗叶光合明显下降。绿叶面积和产量之间呈显著正相关.绿叶面积大 , 光合持续时
间就长 ,制造的光合产物也多。对小黑麦来说 ,在抽穗以后有一定的绿叶面积 ,较高的光合速率是其抗旱的重要生理标
志。
关键词　小黑麦　旗叶　光合速率　日变化
The Ef fect to Photosynthesis of the T riticale
Flag Leave in Water St ress
Wei Yinong
(Xinjiang Key laboratory of Oasis ecological Ag riculture Shihezi 832003)
Abstract:The change of day Photosynthesis in the Triticale flagleave w ere studied in different water stress.The results indicat-
ed that the change of day Photosynthesis took in double peak shape , the pho tosynthesis ratio of flag leave obviously descended at
drought condition.There were positive cor relation significantly be tw een g reen leaf area and the yield.The larger green leafarea ,
the longer duration of pho tosynthesis , and made mo re production.Fo r thetritical , it is the important physiolo gy sign that was
drought-resistant.
Key words　T riticale　F lag leave　Changes of day photothynsis rate
水分胁迫对植物的光合作用影响是多方面的 ,不仅直接引发了光合机构的异常 ,同时也影响光合电子传递。
对于小麦而言 ,其籽粒干物质的 80%是在抽穗开花后形成的 ,其中 1/3以上由旗叶供给 。因此 ,提高抽穗开花后
作物群体和旗叶的光合能力 ,对提高产量有重要作用[ 1] 。
新疆地处欧亚大陆腹地 ,属典型的内陆干旱性气候 。缺水给农业生产造成很大损失 ,寻找抗旱性品种是一项
重要的措施。小黑麦具有很好的抗旱性能 ,许多人从形态 、生理生化等方面进行了研究 ,而对其光合特性研究较
少 ,本文仅从旗叶光合对干旱胁迫的反应及对产量的影响来研究小黑麦 ,目的是为我区抗旱育种提供选择依据。
1　材料和方法
1.1　试材及田间试验
供试春性小黑麦品种为 87-162 ,87-491 、OH1881 、PH929F9 、东农 8809 。试验在石河子大学农科系试验站水
泥防渗池中进行 ,试验地灌溉灰漠土 。播前测得土壤有机质为 1.89%, 碱解氮为 56.65mg/kg ,速效磷为 15.
5mg/kg ,速效钾为 194.67mg/kg ,生育期间不施肥 。设 3种水分处理:W1(ck)为正常灌水 ,全生育期灌水 5次 ,每
次 900m3/hm2;W2 为半量灌水 ,全生育期灌水 5次 ,每次 450m3/hm2;W3 为不灌水 ,全生育期中降水 75mm 。每
品种种 5行区 ,行长 1.5m ,行距 20cm ,重复 3次。
1.2　测定方法
在小黑麦抽穗期选 5株有代表性单株作测定 ,在抽穗期采用 CID301PS(美国产)光合测定仪测定旗叶的光
合 ,并同时记录当时的太阳光的光量子通量密度(PFD)、气温和相对湿度。抽穗期日变化是在晴天下的8∶00 ～
20∶00进行测定 ,测定期间的 PFD在 0.9×105 ～ 1.0×105μmolm-2·s-1 ,其中在 14∶00的 PFD最高;气温变化在
22 ～ 31℃之间 ,其中以 16∶00气温最高;大气相对湿度在 35%～ 54%,以 8∶00最高 ,20∶00最低。
2　结果分析
2.1　水分胁迫对小黑麦不同品种旗叶光合速率日变化的影响
为了比较小黑麦在不同水分胁迫条件下对旗叶光合的影响 ,在抽穗期多次测定小黑麦旗叶光合 ,并进行平
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第 23 卷第 8 期　　2004 年 8 月　　　　　　　　　　　种　子(Seed)　　　　　　　　　　　　　　Vol.23.No8　Aug.2004
DOI :10.16590/j.cnki.1001-4705.2004.08.048
均。由图 1可以看到小黑麦旗叶光合速率日变化曲线基本上都呈现出双峰曲线 ,双峰值出现的时间基本相同。
第一高峰值都集中在中午 13∶30 ～ 14∶30之间 ,第二高峰在 17∶30左右。小黑麦在适水条件下的光合速率值大于
在轻度干旱和重度干旱条件下的光合速率值 。轻度干旱时 ,小黑麦旗叶光合速率有所下降(图 2),但下降的幅度
较小 ,日变化曲线也呈双峰曲线;在重度胁迫下 ,小黑麦旗叶光合速率下降较大(图 3),而且品种之间表现出差
异。从图上可以看出 ,对于小黑麦不同品种来说 , 87-162 、PH929F9在适水时有较高的光合速率 ,而且在重度胁迫
时光合速率也相对较高;东农 8809在适水时光合速率较高 ,在重度胁迫时光合速率下降较大 ,表明光合速率受干
旱的影响较大。
a　适水时小黑麦旗叶光合速率日变化　　　　　b　轻度胁迫小黑麦旗叶光合日变化　　　　　c　重度干旱小黑麦旗叶光合速率日变化
图 a、b 、c　不同水分条件下对小黑麦旗叶光合速率日变化的影响
2.2　水分胁迫对小黑麦品系单株绿叶面积和产量关系的影响
小黑麦开花后随着子粒形成 ,绿叶面积 、叶片光合功能不断下降 ,能有一定的绿叶面积维持一定的光合是提
高籽粒产量的重要保证 ,同时也是抗旱的重要指标 。乳熟期分别测定了各品种单株绿叶面积 ,由表 1 可知 ,在适
水时单株叶面积在品种间有差异 ,而在干旱时其差异依然存在 ,但变化不同 。干旱胁迫下 ,绿叶面积与产量有较
强的相关性 ,干旱时叶面积大 ,产量也较高。
表 1　水分胁迫对小黑麦绿叶面积 、产量的影响
品种 绿叶面积(cm
2/株) 产量(kg/ 667m2)
适水 干旱 适水 干旱
87-162 82.2A 41.6A 612A 417A
87-491
OH1881
PH929F9
东农 8809
67.3B
57.7C
53.4C
78.2B
40.6A
19.2C
37.3B
38.4B
537B
516B
509B
589A
391A
219C
330B
352B
3　结论与讨论
3.1　用水分处理旗叶光合速率得知随着土壤水分含量的减少光
合速率呈现降低的趋势 ,虽轻度干旱旗叶光合下降不明显 ,但在重
度干旱时旗叶光合下降明显 ,而且处理间差异显著。水分胁迫影
响了旗叶的光合速率 ,开花后 ,轻度胁迫能较长时间保持高的光合
速率 ,有利于籽粒充分灌浆获得高产 。重度胁迫光合速率下降明
显 ,从而造成灌浆受阻 ,产量降低。
3.2　不同的土壤水分条件对叶面积有一定的影响 。叶面积是作物光合状况的指标 ,叶面积高低将不同程度地影
响光合功能。本实验结果表明 ,重度干旱对叶面积的影响较大 ,干旱越重表现尤为突出。干旱胁迫同时对产量也
有同样的影响。
3.3　近年来研究表明 ,叶片光合作用功能期的长短与植株物质积累和产量形成能力具有更为密切的关系[ 2] ,较
长的光合作用功能期有利于植株物质积累量和产量的增加 ,延缓生育后期上部叶片尤其旗叶的衰老时间 ,对于提
高籽粒产量的潜力具有重要意义[ 3] 。张荣铣等(1988)指出光合功能高值持续期与光合速率整合在一起能更好
地反映叶片一生中的碳同化能力 ,较长的光合持续期 ,有利于提高叶片的 CO2 同化总量 ,即叶源量(LSC),进而保
证叶片具有较强的光合生产能力。通过我们的研究 ,对于小黑麦来说旗叶光合速率高是一个方面 ,而最为重要的
是在抽穗中后期 ,保证有较大的绿叶面积 ,维持较高的光合速率 ,才能保证在干旱胁迫下获得较高的产量 。
参考文献
1　宣亚南 ,吴源英 ,贾高峰等.小麦旗叶展开后氮素对光合能力的调控及其与穗粒重的关系[ J] .南京农业大学学报 ,1996 , 19(4):5～ 9
2　李明启.作物光合效率与产量的关系及影响光合效率的内在因子[ J] .植物生理学通讯 , 1980(2):1 ～ 8
3　Austin R B.Crop characteristics and the potential yield of w heat[ J] .J Ag ric Sci , 1982 , 98:447-453
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