作物杂志,2016, 第6期: 112–119 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2016.06.019

• 生理生化·植物营养·栽培耕作 • 上一篇    下一篇

干旱胁迫下不同小豆品种根系生长规律研究

王姣1,张永清1,2   

  1. 1 山西师范大学生命科学学院,041004,山西临汾
    2 山西师范大学地理科学学院,041004,山西临汾
  • 收稿日期:2016-06-23 修回日期:2016-08-24 出版日期:2016-12-15 发布日期:2018-08-26
  • 作者简介:王姣,硕士,研究方向为植物生理生态学
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(31571604)

Observation on Growth Pattern of Root System in Different Adzuki Bean Varieties under Drought Stress

Wang Jiao1,Zhang Yongqing1,2   

  1. 1 College of Life Science,Shanxi Normal University,Linfen 041004,Shanxi,China
    2 College of Urban and Environmental Science,Shanxi Normal University,Linfen 041004,Shanxi,China
  • Received:2016-06-23 Revised:2016-08-24 Online:2016-12-15 Published:2018-08-26

摘要:

采用盆栽人工控水的方法,研究不同小豆品种根系对干旱胁迫的响应。结果表明,干旱胁迫抑制了小豆根系的生长,随着干旱胁迫的加剧,小豆的最大根长呈先增加后减少的趋势,根重、总根长、根表面积、根体积、株高、茎粗和叶面积呈减小的趋势,根冠比呈增加的趋势;不同品种小豆对干旱胁迫的响应存在差异,抗旱型品种的根重、总根长、根表面积、根体积、株高、茎粗和叶面积随干旱胁迫的加剧下降幅度小,根冠比显著加大。重度干旱胁迫下,品种间最大根长、根重、根体积、株高、茎粗、叶面积和根冠比差异在整个生育期间达显著水平。抗旱型品种冀红8937的根系更为发达,根冠比较高,中度干旱胁迫下,最大根长的增加幅度较大,随着干旱胁迫的加剧,其根重、总根长、根表面积、根体积、株高、茎粗和叶面积下降幅度较小,根冠比显著增加。

关键词: 干旱胁迫, 小豆, 根系, 生长规律

Abstract:

Growth pattern of root system of different adzuki bean varieties were investigated under drought stress by controlling water using pot culture. Root growth was inhibited by drought stress. With increasing the drought stress, the maximum root length was increased at first then decreased. Root weight, total root length, root surface area, root volume, plant height, stem diameter and leaf area were decreased, while the root-shoot ratio was increased; Different varieties showed the different responses of root morphology to the drought stress. For the drought resistant variety , the root weight, total root length, root surface area, root volume, plant height, stem diameter and leaf area were not significantly decreased along with the increase of drought stress while the root-shoot ratio was increased sharply. Under the severe drought stress, the maximum root length, root weight, root volume, plant height, stem diameter, leaf area, and root-shoot ratio were significantly different in the whole growth period of the two varieties (p<0.05). Jihong8937 exhibited higher drought resistance than the other, the root system was developed better, and the root-shoot ratio was higher. Under moderate drought stress, the maximum root length was increased largely. With increasing of drought stress, the root weight, total root length, root surface area, root volume, plant height, stem diameter, leaf area were not significantly decreased, while the root-shoot ratio was increased sharply.

Key words: Drought stress, Adzuki bean, Root system, Growth pattern

图1

干旱胁迫对不同小豆品种最大根长的影响不同小写字母表示同一品种同一时期不同处理间差异在5%水平上显著,不同大写字母表示同一处理不同品种间差异在5%水平上显著,下同"

图2

干旱胁迫对不同小豆品种根重的影响"

图3

干旱胁迫对不同小豆品种总根长的影响"

图4

干旱胁迫对不同小豆品种根表面积的影响"

图5

干旱胁迫对不同小豆品种根体积的影响"

图6

干旱胁迫对不同小豆品种株高的影响"

图7

干旱胁迫对不同小豆品种茎粗的影响"

表1

干旱胁迫对不同小豆品种叶面积的影响"

播种后天数(d)
Days after seeding
保876-16 Bao 876-16 冀红8937 Jihong 8937
正常供水
Normal water supply
中度干旱胁迫
Moderate drought stress
重度干旱胁迫
Severe drought stress
正常供水
Normal water supply
中度干旱胁迫
Moderate drought stress
重度干旱胁迫
Severe drought stress
25 11.30±0.45aA 8.05±0.62bB 6.05±0.48cB 11.95±1.22aA 10.49±0.85aA 9.46±0.82bA
40 15.63±0.80aA 11.50±0.77bB 10.56±1.55bB 15.54±1.51aA 15.21±0.29aA 12.47±0.81bA
55 22.46±0.82aA 16.85±1.22bB 13.47±0.69cB 24.46±0.82aA 19.79±0.47bA 16.15±0.30cA
70 26.50±0.83aB 24.56±0.98bB 20.50±0.90cB 30.92±0.40aA 26.80±0.47bA 24.06±1.28cA
85 32.76±0.44aB 26.62±0.71bB 22.57±0.89cB 35.75±1.26aA 30.70±0.46bA 27.34±0.41cA
100 33.71±1.73aB 29.51±0.88bB 24.20±1.37cB 38.47±0.88aA 35.97±0.44bA 30.72±1.25cA

表2

干旱胁迫对不同小豆品种根冠比的影响"

播种后天数(d)
Days after seeding
保876-16 Bao 876-16 冀红8937 Jihong 8937
正常供水
Normal water supply
中度干旱胁迫
Moderate drought stress
重度干旱胁迫
Severe drought stress
正常供水
Normal water supply
中度干旱胁迫
Moderate drought stress
重度干旱胁迫
Severe drought stress
25 0.84±0.04bA 0.95±0.04bB 1.16±0.07aB 0.92±0.05bA 1.08±0.09bA 1.36±0.07aA
40 0.70±0.06cA 0.83±0.03bA 1.05±0.03aB 0.77±0.01cA 0.92±0.04bA 1.79±0.04aA
55 0.41±0.02cB 0.63±0.05bB 0.82±0.03aB 0.60±0.04cA 0.78±0.01bA 1.03±0.03aA
70 0.37±0.06cB 0.55±0.01bA 0.69±0.05aB 0.46±0.06cA 0.63±0.05bA 0.93±0.04aA
85 0.33±0.03bA 0.40±0.06aA 0.54±0.04aB 0.29±0.04cA 0.36±0.11bA 0.72±0.09aA
100 0.20±0.01bA 0.27±0.05aA 0.38±0.05aB 0.22±0.05cA 0.32±0.02bA 0.60±0.03aA
[1] 上官周平. 高粱抗旱机理的研究进展(综述).国外农学·杂粮作物, 1993(1):35-38.
[2] 王建革, 苏晓华, 张冰玉 . 植物抗旱研究工作中的问题与方法初探. 中国农学通报, 2004,20(3):93-96.
doi: 10.3969/j.issn.1000-6850.2004.04.032
[3] 廖其兴 . 根系研究法评述.世界农业, 1995(7):23-24.
[4] 张永清 . 谷类作物根系生长与调控研究.北京: 中国农业科学技术出版社, 2006: 77.
[5] 刘莹, 盖钧镒, 吕彗能 . 作物根系形态与非生物胁迫耐性关系的研究进展. 植物遗传资源学报, 2003,4(3):265-269.
doi: 10.3969/j.issn.1672-1810.2003.03.018
[6] 崔洪秋, 张玉先, 祁倩倩 , 等. 不同氮磷密度水平对红小豆产量的影响. 黑龙江八一农垦大学学报, 2007,19(5):30-34.
doi: 10.3969/j.issn.1002-2090.2007.05.009
[7] 高义平, 董福双, 王海波 . 红小豆生物技术研究进展.生物技术通报, 2013(3):10-14.
[8] 于章龙, 段欣, 武晓娟 , 等. 红小豆功能特性及产品开发研究现状.食品工业科技, 2011(1):360-361.
[9] 牟善积, 何明华 . 红小豆合理施肥的研究综述.天津农学院学报, 1994(1):1-2.
[10] 梁丽雅, 闰师杰 . 红小豆的加工利用现状.粮油加工与食品机械, 2004(1):1-2.
[11] 连慧达, 裴红宾, 张永清 , 等. 红小豆根系水浸提液对4种受体作物的化感作用. 中国农学通报, 2014,30(30):65-70.
doi: 10.3969/j.issn.1009-4229.2015.10.019
[12] 罗海婧, 张永清, 石艳华 . 不同红小豆品种幼苗对干旱胁迫的生理响应. 植物科学学报, 2014,32(5):493-501.
doi: 10.11913/PSJ.2095-0837.2014.50493
[13] 李鑫, 张永清, 王大勇 , 等. 水氮耦合对红小豆根系生理生态及产量的影响. 中国生态农业学报, 2015,23(12):1511-1519.
[14] 单长卷 . 水分胁迫对洛麦9133幼苗根系生长特征的影响. 河南科技学院学报, 2010,38(3):8-11.
[15] Nour A E, Wiebel D E . Evaluation of characteristics in grain sorghum. Agronomy Journal, 1987,70:217-219.
doi: 10.2134/agronj1978.00021962007000020002x
[16] 冯广龙, 罗远培, 刘建利 , 等. 不同水分条件下冬小麦根与冠生长及功能间的动态消长关系. 干旱地区农业研究, 1997,15(2):15-19.
[17] 汤章城 . 植物对水分胁迫的反应和适应性-植物对干旱的反应和适应性.植物生理学通讯, 1983(4):1-7.
[18] 齐健, 宋凤斌, 刘胜群 . 苗期玉米根叶对干旱胁迫的生理响应. 生态环境, 2006,15(6):1264-1265.
doi: 10.3969/j.issn.1674-5906.2006.06.028
[19] Turner N C . Plant-water relations and adaptation to stress. Plant & Soil, 1981,58(1):97-131.
doi: 10.1007/BF02180051
[20] Bray E A . Plant response to water deficit. Trend in Plant Science, 1997,2(2):48-54.
doi: 10.1016/S1360-1385(97)82562-9
[21] 张永清 . 几种谷类作物根土系统的研究. 太谷:山西农业大学, 2006: 8-9.
[22] 张喜英 . 冬小麦根系生长规律及土壤环境条件对其影响的研究. 生态农业研究, 1984,2(3):73-80.
[23] 杨培岭, 刘洪禄, 任树梅 . 节水条件下大田冬小麦的根冠关系. 中国农业大学学报, 1997,2(6):57-62.
[24] 冯广龙, 刘昌明, 王立 . 土壤水分对作物根系生长及分布的调控作用. 生态农业研究, 1996,4(3):5-9.
[25] Smucker A J M, Alken R M . Dynamic root responses to water deficits. Soil Science, 1992,154(4):281-289.
doi: 10.1097/00010694-199210000-00004
[1] 王袁,郭泽,李晓辉,徐世晓,邢学霞,张思琦,何佳,刘超,陈芳,杨铁钊. 不同温度条件下根结线虫侵染对烟草根系的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 161–166
[2] 柏文恋,郑毅,肖靖秀. 豆科禾本科间作促进磷高效吸收利用的地下部生物学机制研究进展[J]. 作物杂志, 2018, (4): 20–27
[3] 张姣,吴奇,周宇飞,王艺陶,张瑞栋,黄瑞冬. 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[J]. 作物杂志, 2018, (3): 148–154
[4] 张明聪,战英策,何松榆,金喜军,王孟雪,任春元,张玉先. 氮密交互对红小豆干物质积累规律及产量的影响[J]. 作物杂志, 2018, (1): 141–146
[5] 李国龙,孙亚卿,邵世勤,张永丰. 甜菜幼苗叶片抗氧化系统对干旱胁迫的响应[J]. 作物杂志, 2017, (5): 73–79
[6] 卢培娜,刘景辉,赵宝平,李立军,雷雪峰,张丰屹. 菌肥对盐碱地土壤特性及燕麦根系分泌物的影响[J]. 作物杂志, 2017, (5): 85–92
[7] 钟娟,傅志强,刘莉,祝志娟,郑华斌. 水稻植株甲烷传输能力与根系特性的相关性分析[J]. 作物杂志, 2017, (4): 105–112
[8] 郝曦煜,王红丹,尹智超,梁杰,尹凤祥,郝建军. PEG胁迫对小豆苗期抗旱生理指标的影响及抗旱鉴定体系建立[J]. 作物杂志, 2017, (4): 134–142
[9] 刘振兴,周桂梅,陈健,马志. 不同药剂对小豆花叶病毒病防治效果研究[J]. 作物杂志, 2017, (4): 165–168
[10] 吉雯雯,张泽燕,张耀文,孙黛珍. 不同地区小豆资源芽期抗旱性鉴定[J]. 作物杂志, 2017, (3): 54–59
[11] 王宏信,袁祎,杨素丹,刘红梅. 水培对金荞麦生理生化特性及根系形态指标的影响[J]. 作物杂志, 2017, (1): 83–87
[12] 郭建华,于崧,于立河,郭伟,薛盈文,金珊珊,梁海芸,段君君. 种植方式和密度对小豆产量及干物质积累的影响[J]. 作物杂志, 2017, (1): 113–118
[13] 张春明,赵雪英,闫虎斌,朱慧珺,张泽燕,张耀文. 间作栽培模式下不同小豆品种的光合特性研究[J]. 作物杂志, 2016, (6): 67–72
[14] 陈颖,周振翔,周天阳,许志伟,王志琴,顾骏飞. 水稻氮高效吸收利用机制及栽培调控措施[J]. 作物杂志, 2016, (6): 26–32
[15] 赵乾旭,岳献荣,夏运生,张乃明,年夫照,杨云强,马玉林. 设施条件接种丛枝菌根真菌对紫色土上玉米/大豆生长及氮素利用的影响[J]. 作物杂志, 2016, (5): 94–100
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
[1] 赵广才,常旭虹,王德梅,陶志强,王艳杰,杨玉双,朱英杰. 小麦生产概况及其发展[J]. 作物杂志, 2018, (4): 1 –7 .
[2] 权宝全,白冬梅,田跃霞,薛云云. 不同源库关系对花生光合特性及产量的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 102 –105 .
[3] 黄学芳,黄明镜,刘化涛,赵聪,王娟玲. 覆膜穴播条件下降水年型和群体密度对张杂谷5号分蘖成穗及产量的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 106 –113 .
[4] 黄文辉, 王会, 梅德圣. 农作物抗倒性研究进展[J]. 作物杂志, 2018, (4): 13 –19 .
[5] 赵云,徐彩龙,杨旭,李素真,周静,李继存,韩天富,吴存祥. 不同播种方式对麦茬夏大豆保苗和生产效益的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 114 –120 .
[6] 陆梅,孙敏,任爱霞,雷妙妙,薛玲珠,高志强. 喷施叶面肥对旱地小麦生长的影响及与产量的关系[J]. 作物杂志, 2018, (4): 121 –125 .
[7] 王晓飞,徐海军,郭梦桥,肖宇,程薪宇,刘淑霞,关向军,吴耀坤,赵伟华,魏国江. 播期、密度及施肥对寒地油用型紫苏产量的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 126 –130 .
[8] 朱鹏锦,庞新华,梁春,谭秦亮,严霖,周全光,欧克维. 低温胁迫对甘蔗幼苗活性氧代谢和抗氧化酶的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 131 –137 .
[9] 高杰,李青风,彭秋,焦晓燕,王劲松. 不同养分配比对糯高粱物质生产及氮磷钾利用效率的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 138 –142 .
[10] 商娜,杨中旭,李秋芝,尹会会,王士红,李海涛,李彤,张晗. 鲁西地区常规棉聊棉6号留叶枝栽培的适宜密度研究[J]. 作物杂志, 2018, (4): 143 –148 .