干旱胁迫对大豆生理生态及产量的影响.docx

干旱胁迫对大豆生理生态及产量的影响摘要大豆是我国主要粮食作物之一而干旱胁迫已成为限制大豆产量和品质的主要因素。阐明了干旱胁迫对大豆根系、叶片、豆荚的影响并分析干旱胁迫对大豆产量和品质的影响以为干旱胁迫下大豆相关研究提供借鉴。关键词大豆；干旱胁迫；生理生态；产量；影响中图分类号S565.1文献标识码A文章编号1007-5739（2015）08-0070-01大豆是我国主要粮食作物之一也是作为人类食用油脂和优质蛋白的重要来源。大豆需水量较高每生成1kg的大豆干物质需要水分800kg左右是豆类作物中对缺水最敏感的一种。作物生长中某一生育阶段缺水会直接影响生育阶段还会影响以后阶段的生长发育及干物质积累[1]。干旱在我国自然灾害中最常见农作物长时间的干旱严重影响其生长在全球气候变暖的新形势下干旱天气出现频率更高、范围更广。多年来笔者一直从事干旱对大豆生长及产量的影响研究并同时关注大豆在旱胁迫时生理生态变化情况。对此结合上蔡县大豆种植实际将近年来所得经验总结如下为农户种植大豆抗旱保收提供参考。1大豆对干旱胁迫的生理生化反应1.1大豆根系的影响根系能为植株提供充足的养分和水分是植物不可缺少的部位。作物的地上与地下部位形态功能相协调促成植物的生长发育健壮的根系形态有无直接决定了作物能否获得充足的养分和水分而且作物根系对土壤水分变化极为敏感。普遍认为具有健壮根系的植物能耐旱植物的干旱情况可以从根系上的化学信号得到直接反映。大豆根系生长情况随大豆生长期和环境的不同而表现不同的形态大豆在不同干旱处理下其根系的数目、总面积、总干重、主根长、有效吸收总面积以及其根活力等具有广泛的遗传性。当豆棵受到长时间的干旱胁迫时随着水分亏缺增大大豆根总干重、根系有效吸收表面积、根伤流和根吸取养分和水分的能力均呈显著的下降趋势[2-3]。1.2大豆叶片的影响作物生理受干旱胁迫的影响是一个较复杂的过程短时间的干旱胁迫会导致植物组织细胞个数减少和体积变小。由于水分的缺乏植物细胞组织液浓度增加细胞液会向组织液转运导致细胞变小坏死在形态上主要表现为组织坏死或生长抑制。植株叶片受到干旱胁迫时其相对含水量会显著下降大豆叶子的生理反应发生较大的变化[4]。被干旱处理过的大豆叶片与正常叶片相比其叶绿素含量明显减少；其不同部位的叶子面积和周长均比正常叶片小。在大豆生长不同时期受干旱胁迫对其叶的影响不同如果在初花期和鼓粒期时大豆叶面积有所减小叶温升高电导率增大同时叶绿素含量和比叶重都有所降低；并且叶片的游离脯氨酸和丙二醛含量较正常叶有所增加SOD酶活性增强可溶性糖增加这些指标都随着干旱胁迫的加强而升高。许多研究表明干旱胁迫能降低植株叶片光合速率但作用机制目前还不十分清楚。普遍认为存在气孔限制因素和非气孔限制因素2种影响因素。气孔限制因素是大豆在轻度干旱胁迫下根系吸取水分减少导致叶片气孔关闭和降低光合速率。非气孔限制因素是大豆在强度干旱胁迫下长时间的缺水影响了细胞酶活性、激素和代谢活动致使叶片光合速率的降低。1.3大豆豆荚的影响大豆豆荚受干旱胁迫的影响极显著。干旱胁迫发生在开花期时会导致大豆单株荚数及豆荚中大豆粒数显著减少；结荚期受到干旱胁迫会导致粒数减少；而且成秕荚数量增多大豆百粒重受到影响主要是在鼓粒期受到干旱胁迫[5-6]。有学者研究表明干旱胁迫发生在开花期时大豆豆荚含水量和豆荚鲜重均有所降低；当干旱胁迫到一定程度时豆荚的鲜重会减小；随着干旱胁迫的进一步加重豆荚开始停止生长甚至干瘪掉落。当干旱胁迫减缓时花蕾和部分较新豆荚的含水量会有所恢复花蕾的恢复速度较豆荚要快。2干旱胁迫对大豆产量的影响干旱胁迫是通过减少大豆根系的水分吸收和加大叶片的水分挥发来影响豆棵正常生长致使大豆减产甚至绝收。苗期干旱胁迫对豆棵影响最小这是因为干旱胁迫一解除豆棵还有大豆蕾、花、荚、粒形成等期间来补充水分和恢复。开花期干旱胁迫会造成秕荚大量增加粒数减少单株荚数影响最大；鼓粒期受干旱胁迫是导致大豆百粒重下降的直接原因对大豆产量影响最大；鼓荚期干旱胁迫会导致每荚正常成熟粒数的减少每粒品质降低及植株提前成熟等从而直接造成产量大幅度下降。干旱胁迫从开花至鼓粒期影响最为明显研究表明这是因为在这段时期大豆根系对水分较敏感而且充足的水分是大豆营养生长与生殖生长的必须条件。3干旱胁迫对大豆品质的影响大豆中的蛋白质、脂肪、籽粒油酸亚油酸等含量是大豆品质的一个主要指标。近年来学者对大豆品质受干旱胁迫的影响已有深入研究。如果干旱胁迫发生在大豆生长的开花、结荚及鼓粒期间会使大豆中的蛋白质含量提高而脂肪含量下降引起的变化最为显著是鼓