干旱對(duì)黃瓜幼苗生理生長(zhǎng)的影響

劉靜霖

摘 ? 要：試驗(yàn)通過(guò)PEG-6000處理模擬干旱脅迫，研究黃瓜幼苗生物量、根冠比、葉片含水量、葉綠素含量、根系活力和根系面積等生長(zhǎng)指標(biāo)的變化，探討作物耐旱機(jī)制。運(yùn)用水培試驗(yàn)方法，以黃瓜幼苗為試驗(yàn)材料，待4葉1心時(shí)進(jìn)行PEG-6000脅迫處理，對(duì)照正常生長(zhǎng)。試驗(yàn)結(jié)果表明，在20%PEG干旱脅迫下，黃瓜植株生長(zhǎng)緩慢，植株生物量降低。與正常生長(zhǎng)的黃瓜幼苗相比，PEG-6000脅迫使黃瓜幼苗根系表面積減少，根系活力先增加后減少，說(shuō)明黃瓜可以通過(guò)提高根系活力來(lái)補(bǔ)償根系吸收面積的減小，這是一種對(duì)干旱脅迫的適應(yīng)性反應(yīng)。

關(guān)鍵詞：干旱脅迫;黃瓜;生長(zhǎng);生理特性;影響

干旱對(duì)植物的傷害非常巨大，不僅制約了植物的生長(zhǎng)，造成植物萎蔫，還造成作物產(chǎn)量大大減少。黃瓜（Cucumis sativus Linn）是我國(guó)重要的蔬菜經(jīng)濟(jì)作物，對(duì)水分的反應(yīng)特別敏感[1]。所以，增強(qiáng)黃瓜幼苗在干旱環(huán)境下的抗旱能力，從而達(dá)到黃瓜作物產(chǎn)量增加的目的，已經(jīng)成為當(dāng)下必須解決的問(wèn)題[2]。

1 ? 材料和方法

1.1 ? 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料為華研地黃瓜、甲烯藍(lán)、石英砂、碳酸鈣、聚乙二醇、30%過(guò)氧化氫（均為分析純）。

1.2 ? 試驗(yàn)方法

將紗布疊成3層并置于大培養(yǎng)皿底部，往培養(yǎng)皿中倒入少量水，使紗布浸透。選取飽滿且大小一致的黃瓜種子均勻地鋪撒在紗布上，保證各個(gè)種子間都有一定的距離。放入25 ℃培養(yǎng)箱中暗培養(yǎng)。

待黃瓜種子生根且根長(zhǎng)1～2 cm時(shí)播種到30穴的育苗盤(pán)中并覆膜，每穴1苗。放入光照培養(yǎng)箱中，溫度25 ℃，光強(qiáng)300 μmol·m-2·s-1，每隔2 d澆1次水。待黃瓜幼苗長(zhǎng)出第2片真葉時(shí)，將其移栽到直徑6 cm的塑料培養(yǎng)缽中，移栽的時(shí)候要輕拿輕放，避免根部損傷。1缽1株，共60株。長(zhǎng)到4葉1心時(shí)，30株用1 L20%的PEG-6 000溶液處理，另30株用1 L的水澆灌作為對(duì)照，每3 d澆灌1次。

第1天、第3天、第5天、第7天、第9天時(shí)，分別取處理和對(duì)照各3株黃瓜幼苗，測(cè)定其第4片葉的生物量、根冠比和葉片含水量。第2天、第4天、第6天、第8天、第10天時(shí)，同樣分別取處理和對(duì)照各3株黃瓜幼苗，測(cè)定第4片葉的根系活力和根系面積。采用烘干法測(cè)定生物量、根冠比和葉片含水量[3]，用甲烯藍(lán)法測(cè)定根系活力和根系表面積[4-7]。

2 ? 結(jié)果與分析

2.1 ? 根冠比和生物量

從表1可知，隨著時(shí)間增加，干旱脅迫下黃瓜幼苗的生物量逐漸增加，整體表現(xiàn)為上升趨勢(shì)。對(duì)照組數(shù)值也在逐步增長(zhǎng)，但較干旱環(huán)境下的黃瓜幼苗生物量高，在第9天的生物量差值最大，說(shuō)明黃瓜幼苗在缺乏水分的環(huán)境下，其生物量大大減少。

而處理組和對(duì)照組黃瓜幼苗根冠比沒(méi)有顯著性差異，在干旱脅迫下根冠比最大值為處理后的第7天，對(duì)照組黃瓜幼苗第9天根冠比最大，約0.407。對(duì)照不明顯，變化沒(méi)有明顯的規(guī)律。

2.2 ? 葉片含水量

從圖1來(lái)看，黃瓜幼苗葉片含水量表現(xiàn)為下降趨勢(shì)，PEG-6 000干旱脅迫下的黃瓜幼苗的相對(duì)含水量均低于對(duì)照，在干旱處理5 d后葉片相對(duì)含水量開(kāi)始顯著下降，第9天達(dá)到最低，說(shuō)明干旱脅迫對(duì)黃瓜幼苗生長(zhǎng)有不利影響。

2.3 ? 根系活力和根系表面積

圖2為甲烯藍(lán)濃度光密度曲線，即繪制的甲烯藍(lán)溶液標(biāo)準(zhǔn)曲線。

由圖3得出，隨著處理時(shí)間增加，正常生長(zhǎng)的黃瓜幼苗根系表面積的整體長(zhǎng)勢(shì)比較平穩(wěn)，而干旱脅迫下的幼苗根系表面積呈現(xiàn)下滑的趨勢(shì)。干旱脅迫下的第2天，根系表面積約為對(duì)照的94%，低于正常生長(zhǎng)的黃瓜幼苗根系表面積，而處理后第10天根系表面積約為對(duì)照的91%。說(shuō)明干旱脅迫下，黃瓜幼苗的根系表面積減少，且隨著時(shí)間延長(zhǎng)，越來(lái)越不利于黃瓜幼苗根系的生長(zhǎng)。

由圖4表明，處理第4天根系活力最高，第2天次之，且處理組黃瓜幼苗的根系活力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于對(duì)照組，第6天和第8天逐漸趨于對(duì)照組。隨著處理天數(shù)的增加，PEG-6000脅迫后的黃瓜幼苗根系活力大體呈先升高、后降低的趨勢(shì)。而正常生長(zhǎng)的黃瓜幼苗根系活力在0.99～1.03 μg·g-1·h-1上下浮動(dòng)，大體上比較平穩(wěn)。

3 ? 結(jié)論

隨著PEG-6000處理時(shí)間的增加，使葉片相對(duì)含水量和根系表面積及生物量均呈下降趨勢(shì)，根系活力呈先增加后降低的變化趨勢(shì)，表明黃瓜幼苗對(duì)干旱環(huán)境會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的適應(yīng)性變化。

參考文獻(xiàn)：

[ 1 ] 張愛(ài)慧，朱士農(nóng)，劉廣勤.模擬干旱脅迫對(duì)黃瓜幼苗生長(zhǎng)及生理特性影響[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，6（121）：200-203.

[ 2 ] 宋唯一.PEG6000模擬干旱脅迫對(duì)黃瓜幼苗生長(zhǎng)的影響[J].湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，50（12）：2394-2397.

[ 3 ] 季楊，張新全，彭燕.干旱脅迫對(duì)鴨茅幼苗根系生長(zhǎng)及光合特性的影響[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2013，24（10）：2763-2769.

[ 4 ] 王新超.不同品種茶樹(shù)氮素營(yíng)養(yǎng)差異及其機(jī)制的研究[D].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院，2003.

[ 5 ] 陳露露，王秀峰，劉美，等.鈣與脫落酸對(duì)干旱脅迫下黃瓜幼苗光合及相關(guān)酶活性的影響[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2016，27（12）：3996-4002.

[ 6 ] 李雪萍.過(guò)氧化氫參與干旱條件下脫落酸誘導(dǎo)黃瓜不定根形成及其差異蛋白分析[D].蘭州：甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)，2017.

[ 7 ] 陳露露，王秀峰，劉美，等.外源鈣對(duì)干旱脅迫下黃瓜幼苗葉片膜脂過(guò)氧化和光合特性的影響[J].山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016，48（4）：28-33.

（收稿日期：2019-10-23）