干旱和复水对紫花苜蓿幼苗生长的影响

材料，对干旱胁迫及复水条件下紫花苜蓿幼苗的叶片相对含水量、叶绿素含量、地上生物量及地下生物量、植物叶片形态、气孔开度等形态指标及生理生化指标进行测定。[结果]干旱胁迫下紫花苜蓿叶片相对含水量、叶绿素含量、叶片长度、叶片宽度、叶片厚度均逐渐减少；复水后叶片相对含水量、叶绿素含量增加，而叶片长度、叶片宽度、叶片厚度则无明显增加。在干旱胁迫下，紫花苜蓿主根长度、主根直径、地上生物量、总生物量、气孔长度、气孔宽度、气孔开度下降，而根系体积、地下生物量、根冠比、气孔密度则上升。[结论] 该研究可为紫花苜蓿在干旱地区和南方地区的推广栽培提供理论依据

关键词紫花苜蓿；干旱胁迫；复水；幼苗生长

中图分类号S541+.1文献标识码A文章编号0517-6611（2015）21-148-03

紫花苜蓿（Medicago sativa）因其营养价值高、适口性好、适应性强等特点，在我国西北、华北、东北等地区广泛种植，南方地区由于夏季高温、高湿等原因，干旱胁迫已经成为限制紫花苜蓿在我国南方大面积推广的重要原因，优质饲草不足已成为制约南方畜牧业快速发展的重要因素。因此，开展紫花苜蓿抗旱性研究与揭示干旱胁迫对紫花苜蓿幼苗的影响，对于改善紫花苜蓿在我国南方地区的推广具有重要意义。笔者对干旱胁迫及复水条件下紫花苜蓿幼苗的叶片相对含水量、叶绿素含量、地上生物量及地下生物量、植物叶片形态、气孔开度等形态指标及生理生化指标进行测定，旨在揭示干旱胁迫对紫花苜蓿幼苗生长的影响，为紫花苜蓿在干旱地区和南方地区的推广栽培提供理论依据。

1 材料与方法

1.1试验材料

试验材料为紫花苜蓿品种正道，苜蓿种子来自北京林业大学草业科学实验室。

1.2 试验设计

2013年10月至2014年3月，将处理后的基质分装于干净花盆中，对照组及处理组各取10个重复，每盆装过筛基质5 kg，并施以定量的有机肥。然后，将种子精选、消毒后置于底部覆盖有滤纸的培养皿中，定期补充培养皿水分，直至大部分种子萌发。精选出长势相近的萌发种子，播种于花盆中，按照同等株距，每盆播种12颗种子，覆土后浇足水，次日开始保持土壤绝对含水量在20%左右，直至紫花苜蓿苗高均超过10 cm。此时，全部植株一次性灌足水，而对照组正常浇水，保持土壤绝对含水量在20%左右，处理组则采取连续干旱法处理，第9天对处理组进行复水。每隔3 d进行相关指标测定，复水后第3天即试验的第12天进行最后一次指标测定。

1.3测定项目与方法

1.3.1

土壤含水量、叶片相对含水量和叶绿素含量。于干旱胁迫0、3、6、9 d及复水后第3天采集样品，测定土壤含水量、叶片相对含水量、叶绿素含量，每个指标重复3次。土壤含水量的测定采用烘干法测量，叶片相对含水量的测定采用饱和称重法，叶绿素含量的测定采用乙醇浸提法。

1.3.2

叶片形态指标、根系形态指标、生物量和气孔指标。叶片形态指标每3 d用刻度尺和游标卡尺分别量取随机标记叶片长度、宽度、厚度并记录。干旱胁迫0、3、6、9 d及复水后第3天采集样品，每个指标重复3次。根系形态指标及生物量测定在复水后第3天进行，测定主根长度、主根直径、根系体积、地上生物量、地下生物量根冠比等。每个指标重复3次。气孔指标的测定于第9天进行，采用改良刮制法处理试验材料，制成样品备用。将样品置于光学显微镜下观测气孔长度和宽度，每份材料选择4个视野，取测量值的平均数。随后将样片置于16×10倍光学显微镜下观察气孔密度，每份材料随机选取10个观察点，计算视野内气孔数，将其平均值换算为每平方毫米的气孔数，即为叶片的气孔密度。

2 结果与分析

2.1干旱和复水对紫花苜蓿叶片相对含水量的影响

从图1可以看出，干旱胁迫下处理紫花苜蓿叶片相对含水量随着干旱胁迫时间的延长而逐渐降低，复水后叶片相对含水量有所回升。与对照组相比，第3天、第6天及第9天紫花苜蓿叶片相对含水量分别下降8.34%、27.21%和34.51%。复水后第3天处理叶片相对含水量上升，与第0天相比差值仅6.55%。这表明在土壤发生干旱胁迫时紫花苜蓿幼苗叶片保水能力随着干旱胁迫时间的延长而逐渐下降，短时间干旱胁迫后复水，紫花苜蓿能恢复正常保水能力。

2.2 干旱和复水对紫花苜蓿叶绿素含量的影响

从图2可以看出，试验期间对照组紫花苜蓿叶片叶绿素含量差异均不显著（P<0.05）。处理组紫花苜蓿叶绿素含量随着干旱胁迫时间的延长而逐渐降低，复水后叶绿素含量有所回升。其中，第0天与第3天之间叶绿素含量差异极显著（P<0.01），第6天、第9天及复水后第3天之间叶绿素含量差异极显著

（P<0.01）。第3天、第6天、第9天处理叶绿素含量比对照

分别下降14.30%、16.46%、33.87%。这说明随着干旱胁迫时间的延长，紫花苜蓿叶绿素含量逐渐减少。

2.3 干旱和复水对紫花苜蓿叶片生长的影响

植物叶片的形态指标能指示植物的生长状况，在干旱胁迫下紫花苜蓿的叶片的生长受到抑制。由表1可知，干旱胁迫下紫花苜蓿叶片长度、叶片宽度及叶片厚度均随着干旱胁迫时间的延长而减少，其中叶片厚度下降明显，复水后叶片长度及叶片宽度未见增长，叶片厚度有所增长，但幅度较小。与对照组相比，试验组第3天、第6天、第9天及复水后第3天叶片长度分别下降0%、3.49%、5.95%和7.06%，叶片宽度分别下降1.35%、1.41%、9.72%和13.89%，叶片厚度分别下降6.09%、33.64%、48.65%和47.27%。对照组紫花苜蓿叶片的生长则呈平稳趋势。

2.4 干旱胁迫对紫花苜蓿生物量的影响

由表2可知，干旱胁迫下，紫花苜蓿地上生物量有所减少，地下生物量则有所增加，总生物量减少。与对照相比，紫花苜蓿地上生物量鲜重和地上生物量干重分别减少1.20和0.14 g，地下生物量鲜重及地下生物量干重分别增加0.22和0.04 g，生物量鲜重和生物量干重分别减少0.98和0.10 g。由此可见，干旱胁迫降低了紫花苜蓿的生物量。

2.5 干旱胁迫对紫花苜蓿根系生长的影响

根系是植物吸收、转化和贮藏养分的器官。廖彦军等研究发现根系类型与其伸展广度和吸水能力密切相关，根系伸展越深，受干旱胁迫的影响就越小。由表3可知，干旱胁迫下紫花苜蓿主根长度及主根直径均有所减少，主根长度和主根直径分别减少1.20 cm和0.44 mm，根系体积则比对照有所增加，较对照增加014 cm3。但是，按鲜重和干重计算的根冠比与对照相比分别增加47.38%和35.47%。由此可见，干旱胁迫抑制了紫花苜蓿主根的伸长生长，但根系体积有所增大，促进了根系的生长。

2.6 干旱胁迫对紫花苜蓿叶片气孔的影响

气孔是叶片与外界进行气体交换的门户。由表4可知，干旱胁迫下，与对照相比紫花苜蓿叶片气孔长度（包括外长和内长）有所增加，但并不明显，紫花苜蓿叶片气孔宽度（包括外宽和内宽）也有所减少，其中内宽减少明显。由图3可知，与对照相比，紫花苜蓿叶片气孔密度明显增加，增幅达47.17%，而气孔开度明显减少，降幅为44.11%。电镜下紫花苜蓿处理及对照气孔照片见图4。

3小结

（1）干旱胁迫下，紫花苜蓿叶片相对含水量降幅较大，其中第6天和第9天降幅较大，复水后叶片相对含水量回升幅度较大。

（2）干旱胁迫下紫花苜蓿叶绿素含量下降明显，是由于水分胁迫使叶绿素的生物合成过程减弱。复水后，由于土壤

含水量的上升，叶绿素含量有明显回升。

（3）干旱条件下紫花苜蓿叶片长度、叶片宽度、叶片厚度均随着干旱胁迫时间的延长而逐渐减少，其中第6天和第9天叶片长度和叶片宽度均出现显著差异，叶片厚度极显著减

少，复水后叶片长度、叶片宽度、叶片厚度均无恢复。由此可见，干旱胁迫对紫花苜蓿叶片的生长有抑制作用。沈艳对几种苜蓿品种抗旱性研究及评价中指出，叶片适应性的主要变化有利于保水和提高水分利用效率。

（4）紫花苜蓿在干旱胁迫下表现出生物量、地上生物量下降。同时，由于干旱条件下根系生长速率相比冠部受到较少影响，表现出根冠比增大的情况，这与陈淑义的研究结果相一致。

（5）干旱胁迫促使紫花苜蓿叶片表皮气孔长度增加，宽度减少，其中气孔内宽明显减少，同时气孔开度下降，这与刘丽霞等研究结果相一致。该研究也表明，干旱胁迫使紫花苜蓿气孔密度增大，同时使叶片长度和叶片宽度逐渐减小。

安徽农业科学2015年

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