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

论文摘要

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。研究在干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。

论文目录

• 符号及缩略语
• 摘要
• ABSTRACT
• 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（WUE）的因子
• 3.2 水分利用效率的概念及影响植物水分利用效率（WUE）的因子
• 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（OAA）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
• 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号菊芋株高平均日增长量的影响
• 2.2 不同浓度海水浇灌对南芋2号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（WUE）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 土表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
• 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号菊芋幼苗丙二醛（MDA）含量的影响
• 2.3 膜覆盖下不同浓度海水浇灌对南芋2号菊芋幼苗叶片超氧化物歧化酶（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（Chl）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分利用效率（WUE）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
• 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（WUE）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丙二醛（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
• 1.5 数据分析
• 2 结果与分析
• 2+对南芋2号菊芋幼苗根系生长量的影响'>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+对南芋2号菊芋幼苗叶片相对含水量（RWC）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（RWC）的影响
• 2+对南芋2号菊芋幼苗光合特性、叶片水分利用效率（WUE）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（WUE）的影响
• 2+对南芋2号菊芋幼苗叶片质膜透性的影响'>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+对南芋2号菊芋幼苗叶片脯氨酸（Pro）含量的影响'>2.5 海水灌溉下Ca²⁺对南芋2号菊芋幼苗叶片脯氨酸（Pro）含量的影响
• 2+对南芋2号菊芋幼苗叶片丙二醛（MDA）含量的影响'>2.6 海水灌溉下Ca²⁺对南芋2号菊芋幼苗叶片丙二醛（MDA）含量的影响
• 3. 讨论
• 4. 本章小结
• 全文结论
• 一、结论
• 二、创新点
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的文章