作物杂志,2018, 第3期: 148–154 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2018.03.023

• 生理生化·植物营养·栽培耕作 • 上一篇    下一篇

苗期和灌浆期干旱-复水对高粱光合特性和物质生产的影响

张姣2,吴奇2,周宇飞1,2,王艺陶3,张瑞栋2,4,黄瑞冬2   

  1. 1 高粱遗传与种质创新山西省重点实验室,030600,山西晋中
    2 沈阳农业大学农学院,110866,辽宁沈阳
    3 辽宁省农业环境保护监测站,110034,辽宁沈阳
    4 山西省农业科学院经济作物研究所,032200,山西汾阳
  • 收稿日期:2017-11-27 修回日期:2018-05-20 出版日期:2018-06-20 发布日期:2018-06-20
  • 作者简介:张姣,硕士研究生,从事作物栽培与耕作研究
  • 基金资助:
    高粱遗传与种质创新山西省重点实验室开放课题(2015K-02);现代农业产业技术体系建设专项资金(CARS-06);国家科技支撑计划项目(2014BAD07B02);辽宁省教育厅一般项目(L2014271)

Effects of Drought and Rewatering at Seedling and Filling Stages on Photosynthetic Characteristics and Dry Matter Production of Sorghum

Zhang Jiao2,Wu Qi2,Zhou Yufei1,2,Wang Yitao3,Zhang Ruidong2,4,Huang Ruidong2   

  1. 1 Key Laboratory of Sorghum Genetics and Germplasm Enhancement of Shanxi Province, Jinzhong 030600, Shanxi, China
    2 College of Agronomy, Shenyang Agricultural University, Shenyang 110866, Liaoning, China
    3 Agro-environmental Protection and Supervision Center, Shenyang 110034, Liaoning, China
    4 Institute of Economic Crops, Shanxi Academy of Agricultural Sciences, Fenyang 032200, Shanxi, China
  • Received:2017-11-27 Revised:2018-05-20 Online:2018-06-20 Published:2018-06-20

摘要:

本研究以高粱吉杂305和吉杂127为试验材料,研究苗期和灌浆期干旱-复水过程对高粱光合特性和物质生产的影响。结果表明,在苗期和灌浆期干旱胁迫下,2个高粱品种的光合作用受到了明显的抑制,其中净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)、最大光化学效率(Fv/Fm)、光化学淬灭系数(qP)、电子传递效率(ETR)和相对叶绿素含量(SPAD值)均出现了不同程度的下降,且吉杂305降幅低于吉杂127,而干旱使初始荧光(Fo)升高,且吉杂127升高幅度较大。2个时期干旱-复水后,吉杂305光合指标均有所恢复且与对照比较差异不显著,而吉杂127恢复程度有限,除苗期Pn、Ci,灌浆期Gs等指标外,其余光合指标与对照比较差异显著。经历2个时期干旱-复水导致高粱各器官的干物质量、单株子粒产量、单株生物产量和收获指数降低,吉杂127各产量指标的降幅均高于吉杂305,抗旱指数较低。

关键词: 干旱胁迫, 高粱, 光合特性, 物质生产

Abstract:

Sorghum hybrids Jiza 305 and Jiza 127 were used as experimental materials to study the effects of drought and rewatering at seedling and filling stages on photosynthetic characteristics and dry matter production of sorghum. The results showed that the photosynthesis of two sorghum cultivars was inhibited under drought stress at the seedling and filling stages. The net photosynthetic rate (Pn), stomatal conductance (Gs), intercellular CO2 concentration (Ci), transpiration rate (Tr), maximum photochemistry (Fv/Fm), photochemical quenching coefficient (qP), electron transfer rate (ETR) and SPAD all decreased in different degrees, and the declined extent of above-mentioned parameters of Jiza 305 was lower than those of Jiza 127. However, under drought conditions, the initial fluorescence (Fo) of Jiza 127 increased higher than that of Jiza 305. After rewatering, the photosynthetic parameters of Jiza 305 were restored and no significant difference was observed between Jiza 305 and the control, the recovery of other parameters after rewatering in Jiza 127 was limited, except for Pn and Ci at the seedling stage and Gs at the filling stage, the other photosynthetic indexex were significant difference compaired with control. After two periods of drought and rewatering, the dry matter weight, grain yield, biomass yield and harvest index of sorghum organs decreased. The yield of Jiza 127 declined in a larger extent than that of Jiza 305. Jiza 127 showed a lower drought resistance index.

Key words: Drought stress, Sorghum, Photosynthetic characteristics, Dry matter production

图1

干旱-复水对高粱净光合速率的影响"

图2

干旱-复水对高粱Gs的影响"

图3

干旱-复水对高粱Ci的影响"

图4

干旱-复水对高粱Tr的影响"

图5

干旱-复水对高粱SPAD值的影响"

图6

干旱-复水对高粱Fo的影响"

图7

干旱-复水对高粱Fv/Fm的影响"

图8

干旱-复水对高粱qP的影响"

图9

干旱-复水对高粱ETR的影响"

表1

苗期和灌浆期干旱-复水对高粱干物质积累的影响"

生育时期
Growth stage
品种
Cultivar
处理
Treatment
叶(g)
Leaf
茎(g)
Stem
鞘(g)
Sheath
穗(g)
Panicle
根(g)
Root
根冠比
Root/Shoot
苗期Seedling stage 吉杂127 Jiza 127 DS 16.9b 10.4b 9.0c 18.6c 0.51ab
CK 20.2a 17.8a 12.1b 27.0ab 0.48b
吉杂305 Jiza 305 DS 20.1ab 13.0b 11.4b 25.1b 0.54a
CK 23.0a 19.0a 18.2a 29.0a 0.45b
吉杂127 Jiza 127 RW 21.2b 12.9b 13.8a 21.9b 0.47a
CK 23.6a 17.2ab 14.8a 24.8ab 0.46a
吉杂305 Jiza 305 RW 24.7a 17.8ab 13.5a 28.1a 0.48a
CK 25.3a 22.3a 16.6a 29.1a 0.43a
灌浆期Filling stage 吉杂127 Jiza 127 DS 19.4c 28.4c 12.5c 56.5d 27.4d 0.22b
CK 26.2ab 41.4ab 16.4b 75.9b 40.7b 0.23ab
吉杂305 Jiza 305 DS 24.1bc 33.7bc 16.7b 67.3c 38.2c 0.24a
CK 28.5a 43.3a 20.5a 89.6a 44.4a 0.22b
吉杂127 Jiza 127 RW 21.7c 33.3c 13.8c 69.0c 34.1c 0.23a
CK 28.6ab 42.9a 17.8ab 81.0bc 40.6b 0.22a
吉杂305 Jiza 305 RW 25.9b 37.1b 17.0bc 90.8ab 41.0b 0.22a
CK 30.5a 43.6a 20.7a 101.7a 50.3a 0.24a

表2

苗期和灌浆期干旱-复水对高粱产量的影响"

品种
Cultivar
单株子粒产量(g)
Grain yield per plant
单株生物产量(g)
Biological yield per plant
收获指数
Harvest index
抗旱指数
Drought resistance index
吉杂127 Jiza 127 处理Treatment 47.75c 129.35b 0.38 0.54
CK 74.42ab 179.45a 0.40
吉杂305 Jiza 305 处理Treatment 66.56b 169.55a 0.39 0.97
CK 82.02a 193.57a 0.41
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