【摘要】：本研究于2015～2016年在沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院試驗基地進行,在干旱條件下,選用抗旱能力存在差異的高粱品種為試驗材料,分別利用盆栽和土柱栽培的種植方式,通過干旱-復(fù)水、氮素處理和不同層次斷根方式分別對高粱根系形態(tài)、生理特性與產(chǎn)量形成過程進行了系統(tǒng)性的研究,揭示干旱條件下高粱根系的變化及對地上部分的作用,豐富高粱抗旱機制的內(nèi)容,為高粱的抗旱性栽培措施優(yōu)化和育種方向選擇提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。本研究的結(jié)果如下:1.干旱脅迫對2個抗旱性不同的高粱品種的根系形態(tài)及根系活力產(chǎn)生了差異性的影響。干旱條件下,吉雜305在苗期和灌漿期根系長度、根系表面積、根系體積的增幅明顯高于吉雜127,表現(xiàn)出較好的根系下扎能力;復(fù)水后吉雜305能夠迅速恢復(fù),表現(xiàn)出一定的補償效應(yīng)。同時,干旱降低了2個高粱品種的根系活力,吉雜127的降幅較大,復(fù)水后恢復(fù)速度較慢。干旱脅迫影響了 2個高粱品種的光合作用,氣孔限制使Pn、Gs、Ci和Tr出現(xiàn)了不同程度的下降,吉雜305降幅較低;干旱造成PS Ⅱ反應(yīng)中心活性的降低,導(dǎo)致Fo增加的同時Fv/Fm、qL及ETR均有降低,復(fù)水后,吉雜305的恢復(fù)程度較好,表現(xiàn)較好的干旱適應(yīng)能力。干旱脅迫降低了 2個高粱品種各器官的干物質(zhì)積累量,吉雜127受影響嚴(yán)重,根部干重降低明顯,根冠比低于吉雜305;在復(fù)水后,地上部分的生長有所恢復(fù),2個高粱品種的根冠比有所減小。干旱降低了2個高粱品種的籽粒產(chǎn)量和生物產(chǎn)量,導(dǎo)致收獲指數(shù)降低,吉雜127各產(chǎn)量指標(biāo)的降幅均高于吉雜305,受干旱影響較大,抗旱指數(shù)較低。2.不同氮素水平下,干旱對2個高粱品種的抗氧化酶系統(tǒng)產(chǎn)生了差異性影響。施氮素處理的SOD、POD及CAT活性明顯高于不施氮處理,抗旱性強的品種B35抗氧化酶活性較高于三尺三;復(fù)水過后,抗氧化酶的活性隨著干旱脅迫的解除而恢復(fù),同時,氮素還顯著降低了高粱品種葉片與根系的MDA含量。干旱降低了2個高粱品種各氮素水平上PEP和RUBP羧化酶的活性,復(fù)水后2種羧化酶活性有所恢復(fù)。正常水分條件下,施氮素處理PEP羧化酶活性明顯高于不施氮處理,而RUBP羧化酶對氮素不敏感。氣孔限制因素影響了高粱品種的光合能力,施氮條件下高粱品種的Pn、Gs、Ci和Tr高于不施氮水平,同時也提高了 PSⅡ反應(yīng)中心活性,氮素對于抗旱品種B35的光合特性表現(xiàn)出明顯的促進作用。氮素水平明顯提升了高粱品種各器官對N、K元素的積累,對P元素的作用不明顯。氮素對于高粱品種的干物質(zhì)積累和產(chǎn)量形成均有明顯促進作用,使得各器官的干重、籽粒和生物產(chǎn)量均有所增加。3.在持續(xù)干旱過程中,高粱品種根系的傷流強度也持續(xù)降低,不同土層根系處理根系傷流強度的大小依次為CK(無斷根處理)R60(土層60cm深度處斷根)R30(土層30cm深度處斷根),吉雜305根系傷流強度高于吉雜127。干旱使得CK根系傷流液中可溶性糖和氨基酸的含量高于R30和R60處理,而可溶性蛋白在持續(xù)干旱過程中積累量逐漸降低。干旱下不同土層根系傷流液中ABA的含量呈現(xiàn)不同的狀態(tài),CK隨著干旱的持續(xù)表現(xiàn)為先上升后下降的趨勢,而R30和R60處理隨著干旱的持續(xù)而表現(xiàn)為不同程度的降低,吉雜305根系傷流液中ABA含量低于吉雜127。干旱條件下,不同土層根系對地上部分的干物質(zhì)積累產(chǎn)生了顯著的影響,R30處理高粱品種的莖、穗部的干物質(zhì)積累受到了明顯的限制,隨著干旱的持續(xù)而逐漸降低。R30處理下2個高粱品種的籽粒產(chǎn)量和生物產(chǎn)量最低,R60對于CK的降幅較為明顯,斷根使高粱品種的產(chǎn)量形成受到很大程度的影響。
【學(xué)位授予單位】：沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：S514
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本文編號：2520094