水分胁迫对紫花苜蓿光合生理特性及品质的影响

发布时间：2020-11-11 02:18

　　 长期以来,干旱在很大程度上影响着牧草产业的发展。近年,由于气候逐渐变暖、降雨量减少、环境恶化等诸多原因,干旱己经成为阻碍现代农业健康持续发展的一大障碍。针对永昌荒漠化灌区紫花苜蓿作为区域主要饲草经济作物,其产量低、品质差、水分效率低等问题,在具有典型荒漠气候特征的甘肃河西荒漠灌区,以甘农3号紫花苜蓿为试验材料,在地下滴灌方式下,采取人工控制土壤水分的方法,对紫花苜蓿进行水分调控(土壤含水量占田间持水量百分比)75%~85%(CK:充分灌溉)、65%~75%(LD:轻度水分胁迫)、55%~65%(MD:中度水分胁迫)、45%~55%(SD:重度水分胁迫)试验研究,分析不同水分胁迫下紫花苜蓿的光合特性、叶绿素荧光参数、地上生物量及营养品质,探明水分胁迫对紫花苜蓿生理指标、产量及品质的影响,获得适宜荒漠灌区苜蓿生长的最佳水分调控模式,得到如下主要结论:(1)随着水分胁迫的加剧,前3茬紫花苜蓿的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、气孔限制值(Ls)逐渐下降,其胞间CO_2浓度(Ci)在轻度水分胁迫下逐渐降低,在中度和重度水分胁迫下升高,水分利用效率达到峰值时以LD的最大。第4茬紫花苜蓿的Pn、Gs、Tr均随着水分胁迫的加剧逐渐降低,Ci在轻度和中度水分胁迫下逐渐降低,在重度水分胁迫下升高,Ls在轻度和中度水分胁迫下逐渐上升,在重度水分胁迫下下降,WUE在14:00左右时达到峰值,各水分处理之间均差异不显著。研究表明,水分胁迫下紫花苜蓿Pn降低既有气孔因素也有非气孔因素,前3茬在轻度水分胁迫下以气孔限制为主,中度和重度水分胁迫以非气孔限制为主,第4茬在轻度和中度水分胁迫下以气孔限制为主,重度水分胁迫以非气孔限制为主。(2)环境因子是影响苜蓿叶片光合作用的重要因素,经相关性分析影响第1茬和第3茬紫花苜蓿净光合速率日变化的主要因子是气孔导度、蒸腾速率和光合有效辐射,影响第2茬紫花苜蓿净光合速率日变化的主要因子是气孔导度、蒸腾速率,影响第4茬紫花苜蓿净光合速率日变化的主要因子是光合有效辐射。(3)随着水分胁迫的加剧,4茬紫花苜蓿的叶绿素a(Chla)、叶绿素总量(Chl(a+b))和叶绿素比值(Chla/b)均先升高后降低,以轻度水分胁迫下最大,其值按茬次依次为1.65、2.04、4.15,1.44、1.79、4.03,1.19、1.50、3.89,0.9、1.27、3.42;Chlb在充分灌溉下最大,其值依次为0.44、0.40、0.35、0.29,随着水分胁迫的加剧逐渐降低,4茬紫花苜蓿在轻度水分胁迫与充分灌溉下的Chla、Chl(a+b)无显著差异,表明轻度水分胁迫能增加光能利用效率。(4)随着水分胁迫的加剧,4茬紫花苜蓿的紫花苜蓿的初始荧光(Fo)基本呈增加趋势,最大荧光(Fm)、可变荧光(Fv)、PSⅡ原初光能转化效率(Fv/Fm)和PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)显著降低;光化学猝灭系数(qP)和实际光化学效率(ΦPSⅡ)在前3茬随水分胁迫的加剧下降幅度明显加剧,在第4茬下降趋势不明显;表观电子传递速率(ETR)随着水分胁迫的加剧呈下降趋势,但在第1茬下降幅度较大,后3茬下降幅度较小;非光化学猝灭系数(NPQ)则随着水分胁迫的加剧增加幅度较小。在轻度水分胁迫下,紫花苜蓿的Fv/Fm、Fv/Fo、ΦPSⅡ、ETR下降幅度较小,表明轻度水分胁迫下叶片的光系统受伤较轻。(5)4茬紫花苜蓿的株高、茎粗、干草产量均在充分灌溉下取得最大值,其值按茬次依次为100cm、3.73mm、5718kg·hm~(-2),87cm、3.57mm、3759kg·hm~(-2),76cm、3.13mm、3241kg·hm~(-2),39cm、2.36mm、2354kg·hm~(-2),随着水分胁迫的加剧,4茬紫花苜蓿的株高、茎粗、干草产量均呈降低趋势,但轻度水分胁迫(LD)与充分灌溉(CK)之间无显著差异,表明在轻度水分胁迫下够达到节水稳产的目的。(6)在同一茬次,不同水分处理下紫花苜蓿在LD下的粗蛋白含量和相对饲喂价值最大,其值按茬次依次为20.67%、139.68,19.24%、144.95,18.06%、160.42,21.20%、199.28,粗蛋白含量在前3茬与对照差异显著,第4茬差异不显著;中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量最小,其值按茬次依次为41.94%、33.28%,42.83%、28.45%,38.75%、28.34%,32.79%、23.95%,4茬均与对照差异显著;4茬紫花苜蓿在轻度水分胁迫下的粗灰分含量与CK下的无显著差异;轻度水分胁迫下蛋白含量的升高、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量降低,表明适当水分胁迫能够提高苜蓿的营养品质。
【学位单位】：甘肃农业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2020
【中图分类】：S541.9
【部分图文】：

水分胁迫对紫花苜蓿光合生理特性及品质的影响7和干草产量的影响，明确水分调控对苜蓿产量的影响，确定其最佳的灌水处理。1.3.2.5水分胁迫对紫花苜蓿营养品质的研究对不同水分胁迫处理下苜蓿粗蛋白、粗灰分、酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维等营养品质含量的变化规律进行分析，阐释不同水分胁迫处理对紫花苜蓿营养品质的影响，从而得出适宜永昌荒漠化灌区高产优质高效苜蓿生产的最佳水分调控模式。1.4技术路线图1.1技术路线图Fig.1.1Researchframework

水分胁迫对紫花苜蓿光合生理特性及品质的影响11第三章水分胁迫对不同茬次紫花苜蓿光合特性的影响3.1不同茬次田间环境因子日变化3.1.1大气温度（Ta）日变化如图3-1所示，4茬的Ta的日变化趋势相似，均呈单峰曲线，在8:00时为一天最小值，在14:00时温度达到最大值。4茬8:00时的温度依次为17℃、17℃、15℃、5℃，14:00时的温度依次为27℃、31℃、24℃、14℃，日温相差10℃、14℃、9℃、9℃。图3-1不同茬次紫花苜蓿生长的田间环境因子日变化Fig.3-1Diurnalchangesoffieldenvironmentalfactorsforalfalfagrowthindifferentcrops3.1.2大气CO2浓度（Ca）日变化如图3-1所示，4茬的大气CO2浓度在一天中的变化幅度不大，保持在420～350μmol·mol-1之间，8:00时CO2浓度为一天最大值。除第3茬外，从8:00开始

水分胁迫对紫花苜蓿光合生理特性及品质的影响13第4茬紫花苜蓿的Pn也呈“单峰”趋势，在8:00左右时的Pn从大到小其值依次为LD(21.24μmol·m-2·s-1)、MD(19.81μmol·m-2·s-1)、SD(17.45μmol·m-2·s-1)。之后各处理的Pn开始上升，在14:00左右时，Pn出现最大值，以CK最大，其值为13.99μmol·m-2·s-1，较LD、MD、SD分别增大了7%、18.4%、35.2%，CK与LD无显著差异，与MD、SD差异显著(P﹤0.05)，随后各处理的Pn逐渐下降。以上情况表明，轻度水分胁迫对紫花苜蓿光合效率基本没有影响，过度水分胁迫不利于苜蓿光合效率的增加，而灌水有助于提高苜蓿的的同化能力,因而提高了光合速率。图3-2水分胁迫条件下4茬紫花苜蓿的净光合速率日变化Fig.3-2Diurnalchangesofnetphotosyntheticrateofalfalfaunderwaterstress3.3水分胁迫对不同茬次紫花苜蓿气孔导度日变化的影响气孔导度是气体及水分进出难易程度的指标。如图3-3所示，第1茬紫花苜蓿在水分胁迫下的气孔导度(Gs)的日变化呈“双峰”趋势，第2茬、第3茬和第4茬均呈先降低后升高再降低趋势。
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本文编号：2878612