水稻生长对干旱胁迫的响应

论文摘要

干旱缺水是世界农业面临的最大问题之一,我国的水资源严重短缺,农业灌溉用水的利用率和农田水分生产效率很低,不足发达国家的一半,农业用水面临着水资源短缺和用水浪费的双重危机。水稻淹水栽培耗水量惊人,也是农业灌溉用水的利用率低的一个原因。由此可见,发展水稻的节水栽培模式是节水农业的重中之重,而对水稻抗旱的生理机制和适应性的研究也日益引起重视。因此,对传统的淹水种稻进行改革,开展水稻节水栽培的研究,对于保障国民经济的持续稳定发展,具有重大的社会效益、经济效益和科学价值。本文试验采用室内土培试验,研究了抗旱能力不同的水稻品种[旱优3号(H3)是抗旱品种,扬稻6号(Y6)、连粳4号(L4)是非抗旱品种]在不同水分管理条件下(淹水对照、湿润灌溉、水稻旱作)形态学和抗旱生理生化性状的差异,和不同有机质(半腐解水稻秸秆和腐熟猪粪)添加模式下,水稻形态学特性和主要抗旱生理生化性状对干旱胁迫的响应的对比。结果表明:不同水分管理条件下扬稻6号(Y6)、旱优3号(H3)和连粳4号(L4)的形态学指标和生理生化性状都发生变化(株高降低,分蘖减少,叶绿素含量减小,抗氧化酶SOD、CAT和POD活性降低)。扬稻6号和连粳4号水稻在淹水和湿润状态下的株高、分蘖数显著高于干旱状态下的株高、分蘖数,而旱优3号以上差异却不显著,其在干旱状态下株高、分蘖数在数值上只比淹水和湿润状态下株高、分蘖数稍低。三种水稻淹水和湿润状态下的抗氧化酶活性间差异并不显著,而两者与干旱时超氧歧化酶SOD、过氧化氢酶CAT活性的差异,连粳4号显著,扬稻6号和旱优3号不显著。扬稻6号和连粳4号水稻在干旱时与在淹水或湿润状态下的POD活性的差异显著高于旱优3号。在水稻旱作条件下,扬稻6号(Y6)、和连粳4号(L4)的形态学指标和抗干旱指标显著降低,而旱优3号(H3)并无显著变化,这说明抗旱能力强的水稻,这些变化就会减小。以扬稻4号(Y4)的试材,研究了输入不同有机物料条件下水稻生长和生理对干旱胁迫的响应。干旱胁迫下水稻株高降低、分蘖数减少,根系则表现出主根伸长、支根增多、根表面积和根体积增加;秸秆表施和猪粪混施可明显改善水稻的生长和根系形态,而秸秆混施和猪粪表施的改善作用不显著;干旱胁迫下叶片叶绿素含量显著降低,SOD、POD及CAT活性均显著下降,秸秆表施和猪粪混施能够在一定程度上抑制这种下降幅度。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 引言
• 第1部分 文献综述
• 1 水分胁迫对水稻生长的影响
• 1.1 水分胁迫对水稻各发育期生长的影响
• 1.1.1 苗期
• 1.1.2 分蘖初盛期
• 1.1.3 分蘖末期
• 1.1.4 孕穗期至抽穗开花期
• 1.1.5 灌浆乳熟期
• 1.2 水分胁迫对水稻根系的影响
• 1.2.1 水稻根系形态的研究
• 1.2.2 水稻根系对水分胁迫的响应
• 1.2.3 水稻产量与根系
• 1.2.4 肥料对水稻根系的影响
• 1.2.5 水肥耦合对水稻根系的影响
• 2 水分胁迫对水稻生理生化性状的影响
• 2.1 呼吸作用
• 2.2 光合作用
• 2.3 脯氨酸
• 2.4 脱落酸
• 2.5 活性氧代谢与丙二醛
• 2.6 抗氧化系统
• 3 水稻的抗旱机制
• 3.1 气孔行为
• 3.2 渗透调节
• 3.3 活性氧的清除
• 3.4 植物激素水平的调节
• 3.5 Lea蛋白的保护作用
• 4 水稻对干旱胁迫的农艺调节
• 4.1 改变生育期,调节生育进程
• 4.2 减少水分蒸腾,增强吸水能力
• 4.3 营养调节
• 第2部分 试验部分
• 第一章 不同水分管理对不同品种水稻生长的影响
• 1 材料与方法
• 1.1 供试植物
• 1.2 供试土壤
• 1.3 试验设计
• 1.4 水稻形态学指标的测定
• 1.5 数据处理方法
• 2 结果与讨论
• 2.1 水稻株高
• 2.2 水稻分蘖数
• 3 本章小结
• 第二章 不同水分管理对不同品种水稻生理生化性状的影响
• 1 材料与方法
• 1.1 供试植物
• 1.2 供试土壤
• 1.3 试验设计
• 1.4 水稻生理生化性状的测定方法
• 1.5 数据处理方法
• 2 结果与讨论
• 2.1 叶绿素a含量
• 2.2 叶绿素b含量
• 2.3 超氧歧化酶（SOD）活性
• 2.4 过氧化氢酶（CAT）活性
• 2.5 过氧化物酶（POD）活性
• 3 本章小结
• 第三章 不同有机物添加模式下水稻生长对干旱胁迫的响应
• 1 材料与方法
• 1.1 供试植物
• 1.2 供试土壤与有机物
• 1.3 试验设计
• 1.4 水稻形态学指标的测定方法
• 1.5 数据处理方法
• 2 结果与讨论
• 2.1 水稻株高
• 2.2 水稻分蘖数
• 2.3 最大根长
• 2.4 不定根数
• 2.5 总根长
• 2.6 根表面积
• 2.7 根体积
• 3 本章小结
• 第四章 不同有机物添加模式下水稻生理生化性状对干旱胁迫的响应
• 1 材料与方法
• 1.1 供试植物
• 1.2 供试土壤与有机物
• 1.3 试验设计
• 1.4 水稻生理生化性状的测定方法
• 1.5 数据处理方法
• 2 结果与讨论
• 2.1 水稻叶片叶绿素a含量
• 2.2 水稻叶片叶绿素b含量
• 2.3 水稻叶片超氧歧化酶（SOD）活性
• 2.4 水稻叶片过氧化氢酶（CAT）活性
• 2.5 水稻叶片过氧化物酶（POD）活性
• 3 本章小结
• 全文结论
• 参考文献
• 致谢
• 在读期间发表论文