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1、作物抗旱机制及其指标的研究进作物抗旱机制及其指标的研究进展与现状展与现状 10草业科学 作物抗旱机制及其指标的研究进展与现状作物抗旱机制及其指标的研究进展与现状l引言l作物需水与水分平衡 l作物抗旱机制 l抗旱性鉴定指标 l讨论 引言引言 水是人类最宝贵的资源，也是制约生态环境植物分布和生产力的最基本因素，地球上的水资源有限而且分布不均匀。其干旱半干旱地区约占土地面积的36%，占总耕地面积的42.9%。干旱已成为我国乃至世界广大粮食产区产量提高的重要制约因素。解决这一问题的途径有：改善农田水分环境；改良作物。作物需水与水分平衡作物需水与水分平衡 1 水对作物的作用水对作物的作用 水是连接土壤作
2、物大气（SPA)这个系统的介质，水在吸收、输导和蒸腾中把土壤、作物、大气连在一起。对于作物生产来说，水的收支平衡是高产的前提条件之一。水的主要作用表现在2 个方面：生理需水，生态需水。作物需水与水分平衡作物需水与水分平衡2 作物的水分平衡作物的水分平衡 在正常情况下，作物一方面蒸腾失水，同时又不断地从土壤中吸收水分，吸收、用水、失水三者的动态关系就是水分平衡。只有当吸收、输导和蒸腾3个方面的比例适当，才能维持良好的水分平衡。只有作物吸水和失水维持动态平衡（失水=吸水）时，作物才能进行旺盛的生命活动。作物抗旱机制作物抗旱机制1 干旱对作物的危害干旱对作物的危害 作物遇到的干旱分为大气干旱和土壤干
3、旱2 类。严重干旱能引起作物死亡，原因：首先干旱引起代谢紊乱，先是质壁分离，而后气孔关闭；其次是干旱使细胞脱水变形；第三是严重缺水，蒸腾减弱，而后导致不能降温，使体温升高，高温使原生质变性、结构破坏而死亡。作物抗旱机制作物抗旱机制2 作物的抗旱性作物的抗旱性 就植物和水分而言，一般栽培植物属于中性植物，长期的自然进化也具有了一定的抗旱能力。但从品种选育和栽培的角度看，抗旱的作物品种应具有以下特点：原生质粘性和弹性大；根系深、气孔多，输导组织发达，柔毛多，角质化程度高或蜡质层厚；光合和呼吸比率不变或少变，淀粉储存正常等。抗旱性鉴定指标抗旱性鉴定指标 1 形态指标形态指标 株型紧凑、叶直立、根系发
4、达、较大的根冠比、叶片被腊脂、角质层厚、气孔下陷等这些特征，是作物在适应干旱的环境条件时所形成的形态特征。对叶片的解剖结构发现，抗旱性较强的品种其维管束排列紧密、束内系列导管较多、导管直径较大。但是目前尚未有一种形态指标被大家公认。抗旱性鉴定指标抗旱性鉴定指标2 生长发育指标生长发育指标l反复干旱试验 控制正常生长的植株的灌水，使其受水分胁迫一段时间后再灌水，重复反复几次统计其存活率或观察作物在一定水分胁迫下50%的植株达到永久萎蔫或死亡所需时间，用来鉴别作物的抗旱性。到目前为止反复干旱法仍然是鉴定苗期抗旱性的较好方法。抗旱性鉴定指标抗旱性鉴定指标l种子萌发试验 把种子放在高渗溶液 PEG 或
5、甘露醇中观察其萌发率用来评价品种苗期的抗旱性。l种子胚芽鞘长度试验 王玮，邹琦在室内模拟干旱条件对7 个抗旱性不同的小麦品种进行测定，结果表明渗透胁迫下抗旱性不同的冬小麦品种，芽鞘长、芽长、根长差异显著，以芽鞘长与抗旱性符合最好。抗旱性鉴定指标抗旱性鉴定指标3 生理指标生理指标l水分生理指标 作物的抗旱性与植株的水分状况有关。相对含水量与水势比、失水速率、保水力等这些指标，均能反应作物的抗旱性。近年来，国外研究者对根系提水的研究作了大量工作，抗旱性强的品种的根系提水作用显著大于抗旱性弱的品种。l渗透调节能力 李德全，邹琦研究结果表明，在土壤干旱下，抗旱性强的小麦品种的渗透调节能力大于抗旱性弱的
6、品种。抗旱性鉴定指标抗旱性鉴定指标l质膜透性变化 许长城等对小麦和大豆的研究表明，在干旱胁迫下，供试6个小麦品种和2 个大豆品种的膜透性均有增加，抗旱性强的品种膜透性增加少于抗旱性弱的品种。l光合速率 干旱胁迫下，抗旱性强的品种能维持相对较高的光合速率。李德全研究认为在小麦灌浆期和乳熟期的光合速率可作为作物抗旱性鉴定的可靠指标。抗旱性鉴定指标抗旱性鉴定指标4 生化指标生化指标l渗透调节物质 不同作物品种系之间可溶性糖、氨基酸含量及其它物质含量存在差异。l脱落酸 干旱条件下，植物叶片的ABA 含量能增加数十倍，而且抗旱性品种比不抗旱品种积累更多的ABA，这在小麦玉米等作物上得到证实。l酶活力 干
7、旱条件下，可影响作物体内多种酶活力。抗旱性鉴定指标抗旱性鉴定指标5 产量指标产量指标 作物的抗旱性最终要体现在产量上，品种在干旱条件下产量是鉴定抗旱品种的重要指标之一。胡福顺提出用抗旱指数D1来衡量作物的抗旱性。在作物抗旱鉴定工作中，以抗旱指数为指标收到了良好的效果。抗旱性鉴定指标抗旱性鉴定指标6 综合指标综合指标 综上所述的关于抗旱性鉴定方法中，基本上都是从单项指标因素上进行评定，为了弥补由单一因素评价所造成的缺陷，近年来，较多采用综合指标法，其计算方法为：I抗旱总级别法；II采用模糊数学中的隶属函数的方法。讨论讨论 由于作物抗旱性不仅与作物各种特性有关,而且受干旱发生的时期、强度及持续时间的影响,所以作物抗旱性是复杂的数量性状。尽管已存在多种的与作物抗旱节水相关的指标，但是,现有的指标类型、数量过于庞大,而且多数是从不同学科的单方面研究提出的,指标间存在一定的矛盾。因此，到目前为止,改良作物的抗旱性是一个应用前景广阔，但研究比较薄弱的环节,特别是通过认识作物的抗旱机理,改变其遗传基础,提高抗旱性方面,仍处于探索阶段。