3個(gè)小黑麥品種苗期抗旱性評(píng)價(jià)

王偉強(qiáng)，田新會(huì)，杜文華

(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院，草業(yè)生態(tài)系統(tǒng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，甘肅省草業(yè)工程實(shí)驗(yàn)室，中-美草地畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展研究中心，甘肅 蘭州 730070)

干旱是制約中國(guó)可持續(xù)發(fā)展尤其是農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要障礙之一[1]。它是影響中國(guó)農(nóng)業(yè)最為嚴(yán)重的氣象災(zāi)害，造成的損失也相當(dāng)嚴(yán)重[2]。干旱對(duì)植物的危害主要體現(xiàn)在使其水分喪失，導(dǎo)致植物細(xì)胞內(nèi)外滲透失衡，進(jìn)而影響植物正常的生命活動(dòng)[3]。

小黑麥(×Triticosecale)為一年生禾本科植物，是黑麥(Secale)和小麥(Triticum)經(jīng)屬間有性雜交和染色體加倍繁育而成的新物種，它不僅表現(xiàn)出小麥的豐產(chǎn)性和籽粒飽滿的優(yōu)良品質(zhì)，還保持了黑麥抗逆性強(qiáng)的特點(diǎn)，是一種性狀優(yōu)良的糧飼兼用型作物[4]。甘肅地處青藏、蒙新和黃土高原交匯地帶，分屬黃河、長(zhǎng)江、內(nèi)陸河3大流域，東南遠(yuǎn)離海洋，西北緊靠世界屋脊，有著特殊的地理位置，地形地貌復(fù)雜多樣，氣候干燥，降水量稀少，農(nóng)業(yè)發(fā)展受到嚴(yán)重制約[5]。因此，篩選抗旱、穩(wěn)產(chǎn)、高效的飼草作物及品種，是當(dāng)前農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整中亟待解決的問題。

目前國(guó)內(nèi)有關(guān)植物抗旱性的研究主要集中在形態(tài)學(xué)、產(chǎn)量、農(nóng)藝性狀及生理生化指標(biāo)方面，如株高、根系、葉片形態(tài)、產(chǎn)量、水分生理、光合速率、氣孔導(dǎo)度、Pro，SS，SP，Chl，MDA含量、SOD，POD和CAT活性等，生理生化指標(biāo)的變化可以反映植物對(duì)干旱脅迫適應(yīng)的程度，并最終決定飼草的產(chǎn)量。魏添梅等[6]研究表明，在旱地條件下，小麥(Triticumaestivum)的株高與干旱程度顯著相關(guān)。顧亞峰等[7]試驗(yàn)表明，前期的干旱可降低春小麥地上、地下部干重和單株葉面積，影響灌漿期旗葉同化產(chǎn)物的分配。當(dāng)水分脅迫解除后，根系的干物重累計(jì)迅速增加。任麗花等[8]研究表明，在中度、重度和極度干旱的情況下植物葉片細(xì)胞中線粒體內(nèi)外膜破裂，葉綠體膜斷裂。陳彩虹等[9]研究表明在各生育期，不同程度干旱都會(huì)影響水稻的產(chǎn)量。任麗花等[10]結(jié)果表明，隨著土壤干旱脅迫梯度的增加，植物葉片相對(duì)含水量、葉片失水率、凈光合速率以及Chl含量均呈下降趨勢(shì)。王金玲[11]試驗(yàn)表明，Pro的積累能力與抗旱性呈正相關(guān)，隨著脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)，抗旱性強(qiáng)的小黑麥Pro含量積累高。常麗等[12]試驗(yàn)表明，干旱脅迫下可促進(jìn)SS、SP的積累。曾曉琳等[13]研究表明隨著干旱程度增加結(jié)縷草(Zoysiajaponica)的MDA含量、SOD，POD和CAT活性顯著增強(qiáng)。甘農(nóng)4號(hào)小黑麥為2019年青海省審定的小黑麥品種，但截至目前，有關(guān)其抗旱性研究方面的報(bào)道較少。本試驗(yàn)采用防雨棚隔雨法模擬干旱脅迫，研究了不同干旱脅迫天數(shù)下不同小黑麥品種葉片的生理生化指標(biāo)的變化，并結(jié)合隸屬函數(shù)法對(duì)其苗期抗旱性進(jìn)行評(píng)價(jià)，以確定其抗旱性。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)在甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)(N 36°03′，E 103°53°，海拔1 580 m)育種溫室內(nèi)進(jìn)行，年均溫9.0 ℃，年均降水量350 mm，降水主要集中在6-8月，無霜期153 d，年均降水量1 665 mm，試驗(yàn)區(qū)有灌溉條件，土壤類型為黃綿土。

1.2 試驗(yàn)材料

參試小黑麥品種為甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)培育的甘農(nóng)4號(hào)，石河子大學(xué)培育的石大1號(hào)，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所培育的中飼1048。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)采用裂區(qū)設(shè)計(jì)，主區(qū)為干旱脅迫時(shí)間，設(shè)7個(gè)水平(0，7，14，21，28，35和42 d)；副區(qū)為小黑麥品種，設(shè)3個(gè)水平，分別為甘農(nóng)4號(hào)(A1)，石大1號(hào)(A2)，中飼1048(A3)。挑選籽粒飽滿無痕，大小均勻的小黑麥種子為播種材料，播種前在試驗(yàn)地0.5 m深處鋪雙層防水塑料布，試驗(yàn)小區(qū)的面積為3 m×5 m，每個(gè)小黑麥品種分別種3行(行長(zhǎng)2 m)，點(diǎn)播，株距5 cm，行距20 cm，播種深度4～5 cm。播種前和出苗期施氮50 kg/hm2，并及時(shí)人工清除雜草。出苗期前灌水，在灌水后的0，7，14，21，28，35和42 d采集葉片，測(cè)定葉片的生理指標(biāo)。每個(gè)對(duì)照品種種于相鄰的試驗(yàn)地，進(jìn)行正常灌水。試驗(yàn)期間及時(shí)人工除草。播種時(shí)間為2020年8月25日。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目與方法

田間持水量采用環(huán)刀法測(cè)定。土壤含水量采用烘干稱重法測(cè)定。生理生化指標(biāo)的測(cè)定，脯氨酸(Pro)含量：采用茚三酮比色法測(cè)定；可溶性糖(SS)含量：采用蒽酮比色法測(cè)定；可溶性蛋白(SP)含量：采用考馬斯亮藍(lán)G-250染色法測(cè)定；葉綠素含量(Chl)含量：采用95%乙醇法測(cè)定；丙二醛(MDA)含量：采用硫代巴比妥酸法測(cè)定；超氧化物歧化酶(SOD)活性：采用氮藍(lán)四唑光化還原法測(cè)定；過氧化物酶(POD)活性：采用愈創(chuàng)木酚法測(cè)定；過氧化氫酶(CAT)活性：采用KMnO4滴定法測(cè)定[14]；以上指標(biāo)測(cè)定均3次重復(fù)。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

運(yùn)用Microsoft Excel 2016進(jìn)行數(shù)據(jù)整理及作圖，利用SPSS 19.0進(jìn)行差異顯著性分析。如果差異顯著，則分別利用Duncan法進(jìn)行多重比較。試驗(yàn)結(jié)果以“平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)誤”表示。用隸屬函數(shù)法對(duì)各參試的小黑麥品種的抗旱性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

1.6 生理生化指標(biāo)相對(duì)值的計(jì)算

由于各項(xiàng)生理生化指標(biāo)的差異和自身遺傳特性帶來的影響，本試驗(yàn)將采用各生理生化指標(biāo)的相對(duì)值來計(jì)算，計(jì)算公式如下：

式中，Xd代表干旱處理生理生化值，Xw代表對(duì)照處理生理生化值[15]。

1.7 綜合評(píng)價(jià)

在模糊的數(shù)學(xué)當(dāng)中，1個(gè)評(píng)估因子指標(biāo)的測(cè)量值屬于某一級(jí)別的程度稱為隸屬度，隸屬度是介于0和1之間的值。數(shù)值越接近1，隸屬于這一級(jí)別程度越大。每個(gè)評(píng)估因子指標(biāo)的測(cè)量值對(duì)應(yīng)1個(gè)隸屬度，這種對(duì)應(yīng)關(guān)系稱為隸屬函數(shù)。隸屬函數(shù)值法的計(jì)算公式如下：

MDA的增加，破壞了細(xì)胞膜的選擇性。通常來講，MDA的增加認(rèn)為是植物不抗旱的表現(xiàn)。所以，相對(duì)MDA含量的隸屬函數(shù)值法的計(jì)算公式如下：

式中，Xj表示各品種第j個(gè)生理生化指標(biāo)的相對(duì)值；Xjmax表示各品種j生理生化指標(biāo)相對(duì)值的最小值；Xjmax表示各品種j生理生化指標(biāo)相對(duì)值的最大值。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤含水量

本試驗(yàn)測(cè)得田間持水量為25.93%，土壤體積含水量占田間持水量80%以上時(shí)為正常水平，50%～70%為輕度干旱，30%～50%為中度干旱，低于30%為重度干旱[16](表1)。

表1 不同干旱脅迫天數(shù)下土壤相對(duì)含水量及干旱程度

2.2 小黑麥品種間、干旱脅迫天數(shù)間及品種×干旱脅迫天數(shù)交互作用間生理生化指標(biāo)相對(duì)值的方差分析

除相對(duì)Pro含量外，品種間相對(duì)SS，SP，Chl，MDA含量及相對(duì)SOD，POD和CAT活性均無顯著差異(P>0.05)(表2)。干旱脅迫天數(shù)及品種×干旱脅迫天數(shù)間除相對(duì)SP含量無顯著差異外，其余生理生化指標(biāo)的相對(duì)值均存在極顯著差異(P<0.01)，需對(duì)上述存在顯著差異的指標(biāo)進(jìn)行多重比較。

表2 干旱脅迫下小黑麥各生理生化指標(biāo)相對(duì)值的方差分析

2.3 小黑麥品種間生理生化指標(biāo)相對(duì)值的差異

3個(gè)小黑麥品種，A1在不同干旱脅迫下葉片的平均相對(duì)SS，SP，Chl和MDA含量及相對(duì)SOD，POD和CAT活性與A2和A3品種無顯著差異(P>0.05)；相對(duì)Pro含量顯著低于A3(P<0.05)，與A2無顯著差異(P>0.05)(表3)。

表3 小黑麥品種間生理生化指標(biāo)相對(duì)值

2.4 干旱脅迫天數(shù)間小黑麥生理生化指標(biāo)相對(duì)值的差異

隨著干旱脅迫時(shí)間的增加，3個(gè)小黑麥品種葉片相對(duì)Pro，SS含量和相對(duì)SOD活性有上升趨勢(shì)，重度干旱(35 d)時(shí)達(dá)到最大，之后開始下降；相對(duì)CAT活性有上升趨勢(shì)，中度干旱(28 d)時(shí)達(dá)到最大，之后開始下降；相對(duì)SP，MDA含量和相對(duì)POD活性均呈上升趨勢(shì)，干旱脅迫到42 d(重度干旱)時(shí)達(dá)到最大；相對(duì)Chl含量呈下降趨勢(shì)，干旱脅迫7 d(輕度干旱)時(shí)達(dá)到最大(表4)。

表4 干旱脅迫天數(shù)間小黑麥葉片生理生化指標(biāo)相對(duì)值

2.5 小黑麥品種×干旱脅迫天數(shù)交互作用間生理生化指標(biāo)相對(duì)值的差異

2.5.1 相對(duì)Pro含量 隨著干旱脅迫天數(shù)的增長(zhǎng)，參試小黑麥材料的相對(duì)Pro含量呈先上升后下降的趨勢(shì)。在輕度干旱(7 d)時(shí)，A1的相對(duì)Pro含量高于A2，低于A3，但無顯著差異(P>0.05)；在輕度干旱(14 d)和中度干旱時(shí)，A1的相對(duì)Pro含量顯著低于A2和A3(P<0.05)；在重度干旱時(shí)，A1的相對(duì)Pro含量高于A2，顯著低于A3(P<0.05)(圖1)。

圖1 小黑麥品種×干旱脅迫天數(shù)交互作用間相對(duì)Pro含量

2.5.2 相對(duì)SS含量 隨著干旱脅迫天數(shù)的增長(zhǎng)，參試小黑麥品種的相對(duì)SS含量呈先上升后下降的趨勢(shì)。在輕度干旱(7 d)時(shí)，A1的相對(duì)SS含量低于A2，高于A3，但無顯著差異(P>0.05)；在輕度干旱(14 d)和中度干旱時(shí)，A1的相對(duì)SS含量高于A2和A3；但無顯著差異(P>0.05)；在重度干旱時(shí)，A1的相對(duì)SS含量高于A2，低于A3(圖2)。

圖2 小黑麥品種×干旱脅迫天數(shù)交互作用間相對(duì)可溶性糖含量

2.5.3 相對(duì)SP含量

隨著干旱脅迫天數(shù)的增長(zhǎng)，參試小黑麥材料的相對(duì)SP含量呈上升趨勢(shì)。在輕度干旱(7 d)時(shí)，A1的相對(duì)SP含量低于A2和A3，但無顯著差異(P>0.05)；在輕度干旱(14 d)時(shí)，A1的相對(duì)SP含量低于A2，高于A3，但無顯著差異(P>0.05)；在中度和重度干旱時(shí)，A1的相對(duì)SP含量低于A2和A3，但無顯著差異(P>0.05)(圖3)。

圖3 小黑麥品種×干旱脅迫天數(shù)交互作用間相對(duì)SP含量

2.5.4 相對(duì)Chl含量 隨著干旱脅迫天數(shù)的增長(zhǎng)，參試小黑麥材料的相對(duì)Chl含量呈下降趨勢(shì)。在輕度干旱(7 d)時(shí)，A1的相對(duì)Chl含量低于A2，高于A3，但無顯著差異(P>0.05)；在輕度干旱(14 d)和中度干旱(21 d)時(shí)，A1的相對(duì)Chl含量低于A2和A3，但無顯著差異(P>0.05)；在中度干旱(28 d)時(shí)，A1的相對(duì)Chl含量顯著低于A3(P<0.05)，高于A2，但無顯著差異(P>0.05)；在重度干旱(35 d)時(shí)，A1的相對(duì)Chl含量低于A3，但無顯著差異(P>0.05)；在重度干旱(42 d)時(shí)，A1的相對(duì)Chl含量高于A2和A3，但無顯著差異(P>0.05)(圖4)。

圖4 小黑麥品種×干旱脅迫天數(shù)交互作用間相對(duì)Chl含量

2.5.5 相對(duì)MDA含量 隨著干旱脅迫天數(shù)的增長(zhǎng)，參試小黑麥品種的相對(duì)MDA含量呈上升趨勢(shì)。在輕度干旱(7 d)時(shí)，A1的相對(duì)MDA含量低于A2，高于A3，但無顯著差異(P>0.05)；在輕度干旱(14 d)時(shí)，A1的相對(duì)MDA含量低于A2和A3，但無顯著差異(P>0.05)；在中度干旱(21 d)時(shí)，A1的相對(duì)MDA含量低于A2，高于A3，但無顯著差異(P>0.05)；在中度干旱(28 d)時(shí)，A1的相對(duì)MDA含量高于A2和A3，與A2無顯著差異(P>0.05)，與A3差異顯著(P<0.05)；在重度干旱時(shí)，A1的相對(duì)MDA含量低于A2和A3，但無顯著差異(P>0.05)(圖5)。

圖5 小黑麥品種×干旱脅迫天數(shù)交互作用間相對(duì)MDA含量

2.5.6 相對(duì)SOD含活性 隨著干旱脅迫天數(shù)的增長(zhǎng)，參試小黑麥品種的相對(duì)SOD活性呈先升后降的趨勢(shì)。在輕度干旱(7 d)時(shí)，A1的相對(duì)SOD活性高于A2和A3，與A3無顯著差異(P>0.05)，與A2有顯著差異(P<0.05)；在輕度干旱(14 d)時(shí)，A1的相對(duì)SOD活性低于A2，高于A3，但無顯著差異(P>0.05)；在中度干旱(21 d)時(shí)，A1的相對(duì)SOD活性低于A2和A3，但無顯著差異(P>0.05)；在中度干旱(28 d)時(shí)，A1的相對(duì)SOD活性高于A2和A3，但無顯著差異(P>0.05)；在重度干旱(35d)時(shí)，A1的相對(duì)SOD活性高于A2，低于A3，但無顯著差異(P>0.05)；在重度干旱(42 d)時(shí)，A1的相對(duì)SOD活性低于A2和A3，但無顯著差異(P>0.05)(圖6)。

圖6 小黑麥品種×干旱脅迫天數(shù)交互作用間相對(duì)SOD活性

2.5.7 相對(duì)POD活性 隨著干旱脅迫天數(shù)的增長(zhǎng)，參試小黑麥材料的相對(duì)POD活性呈上升趨勢(shì)。在輕度干旱(7 d)時(shí)，A1的相對(duì)POD活性高于A2，低于A3，但無顯著差異(P>0.05)；在輕度干旱(14 d)時(shí)，A1的相對(duì)POD活性低于A2和A3，與A3差異顯著(P<0.05)，與A2無顯著差異(P>0.05)；在中度干旱時(shí)，A1的相對(duì)POD活性低于A2和A3；在重度干旱(35 d)時(shí)，A1的相對(duì)POD活性低于A2和A3，與A2差異顯著(P<0.05)，與A3無顯著差異(P>0.05)；在重度干旱(35 d)時(shí)，A1的相對(duì)POD活性高于A2，低于A3，但無顯著差異(P>0.05)(圖7)。

圖7 小黑麥品種×干旱脅迫天數(shù)交互作用間相對(duì)POD活性

2.5.8 相對(duì)CAT活性 隨著干旱脅迫天數(shù)的增長(zhǎng)，參試小黑麥材料的相對(duì)CAT活性呈先上升后下降的趨勢(shì)。在輕度干旱時(shí)，A1的相對(duì)CAT活性低于A2，高于A3；在中度和重度干旱時(shí)，A3的相對(duì)CAT活性低于A2和A3(圖8)。

圖8 小黑麥品種×干旱脅迫天數(shù)交互作用間相對(duì)CAT活性

2.6 小黑麥苗期抗旱性評(píng)價(jià)

采用隸屬函數(shù)法對(duì)3個(gè)參試小黑麥品種的8項(xiàng)生理生化指標(biāo)的相對(duì)值進(jìn)行隸屬函數(shù)值的計(jì)算，得出小黑麥品種隸屬函數(shù)值的大小并對(duì)其進(jìn)行排名，小黑麥品種苗期抗旱性排名依次為中飼1048(A3)>石大1號(hào)(A2)>甘農(nóng)4號(hào)(A1)(表5)。

表5 不同品種小黑麥隸屬函數(shù)值及排名

3 討論

3.1 小黑麥品種間抗旱相關(guān)性生理生化指標(biāo)相對(duì)值的差異及原因

通過研究不同小黑麥品種在干旱脅迫條件下生理生化指標(biāo)相對(duì)值的變化，表明環(huán)境因子對(duì)小黑麥生理特性的影響主要由基因而定。方敏彥等[17]研究表明，Pro在植物受到干旱脅迫下會(huì)成倍的增加，Pro在干旱脅迫的積累下能夠維持一段時(shí)間的植物細(xì)胞含水量，也是植物在干旱脅迫下正常生命活動(dòng)的一種調(diào)控方式。本試驗(yàn)結(jié)果表明，A3的相對(duì)Pro含量較大，同時(shí)，也表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗旱性。小黑麥品種在干旱脅迫35 d后相對(duì)Pro含量有不同程度的下降，總體表現(xiàn)為Pro含量與小黑麥品種抗旱性呈正相關(guān)。SS含量可反映植物的抗脅迫能力。SS含量越高，滲透調(diào)節(jié)作用越明顯，植物的抗旱能力越強(qiáng)[18]。在相同的干旱脅迫環(huán)境下，抗旱性強(qiáng)的品種可能會(huì)產(chǎn)生更多的蛋白質(zhì)，從而增加了細(xì)胞中的應(yīng)答蛋白，以抵抗缺水對(duì)細(xì)胞帶來的迫害[19]。本試驗(yàn)表明，A1的相對(duì)SS較高，但與A2和A3差異不顯著。A2的相對(duì)SP含量高于A1和A3，對(duì)其抗旱的表達(dá)有一定的影響，所以抗旱性較弱。在干旱脅迫的環(huán)境中，Chl的合成受阻，分解加快，致使葉片發(fā)黃，在一定范圍內(nèi)，Chl的含量直接影響植物的光合作用。所以Chl含量對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育具有十分重要的意義[20]。在本試驗(yàn)中，A3的相對(duì)Chl含量高于A1和A2，所以，A3的光合能力較強(qiáng)，生長(zhǎng)發(fā)育能力迅速，抗旱性也較強(qiáng)。植物在遭受干旱脅迫時(shí)，MDA含量將快速升高，同時(shí)，自身將積累一些可溶性物質(zhì)(如SS和Pro)進(jìn)行滲透調(diào)節(jié)，以此適應(yīng)干旱的環(huán)境[21]。在本試驗(yàn)中，A2相對(duì)MDA含量高于A1和A3，似乎與前人結(jié)論相悖。但是干旱脅迫使葉片的MDA含量升高的同時(shí)，也伴隨著SS和Pro含量的上升，所以抗旱性也隨之增強(qiáng)。反之，當(dāng)葉片中MDA含量下降時(shí)，SS和Pro含量也隨之減少，抗旱性也將變?nèi)?。SOD，POD和CAT是3種關(guān)鍵的抗氧化酶，其活性與植物抗性密切相關(guān)[22]。SOD，POD共同作用是消除因逆境環(huán)境中引起的活性氧對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育產(chǎn)生的不良影響，以增強(qiáng)植物自身的抗旱能力，為保證植物細(xì)胞能夠進(jìn)行正常的生理生化活動(dòng)，植物體內(nèi)會(huì)通過大量的SOD和POD進(jìn)行酶促反應(yīng)，來消除植物體內(nèi)多余的活性氧，從而達(dá)到植物正常的代謝平衡，所以，牧草品種不同，對(duì)活性氧清除能力也有所不同，植物受到脅迫損傷因蛋白合成受阻而導(dǎo)致SOD活性的下降，在逆境條件下還能保持SOD活性，則該品種具有較高水平的抗逆性[23-24]。CAT活性清除植物體內(nèi)H2O2，將有毒的物質(zhì)分解為H2O和O2，阻止H2O2與氧自由基在鐵螯合物作用下生成損害植物細(xì)胞的羥自由基。本試驗(yàn)結(jié)果表明，A1的相對(duì)SOD，POD和CAT活性較低，且增幅比A2和A3小，抗旱性較弱。這與梁新華[25]等研究結(jié)果一致。

3.2 干旱脅迫天數(shù)對(duì)小黑麥葉片生理生化指標(biāo)相對(duì)值的差異及原因

蔣晉豫等[26]研究表明，當(dāng)植物受到干旱脅迫后Pro含量整體呈先增加后下降趨勢(shì)，而A2和A3的Pro含量變化較小。與本試驗(yàn)結(jié)果相比，干旱脅迫天數(shù)與小黑麥相對(duì)Pro含量差異極顯著，說明其對(duì)干旱脅迫比較敏感，能盡快產(chǎn)生Pro來調(diào)節(jié)滲透平衡，與其研究結(jié)果基本相符。譚景晨等[27]研究表明，隨著干旱脅迫程度的增加，SS含量呈先降低后上升的趨勢(shì)。何耀峰等[28]研究表明，干旱脅迫下，植物對(duì)干旱脅迫條件有一定的限度，超過最大限度，植物葉片中蛋白質(zhì)合成受阻，分解加強(qiáng)，SP含量急劇下降，下降幅度越小，抗旱性越強(qiáng)。本試驗(yàn)結(jié)果表明，干旱脅迫天數(shù)與小黑麥相對(duì)SS和SP含量差異極顯著，隨著干旱脅迫天數(shù)的增加，相對(duì)SS含量呈先升后降的趨勢(shì)，相對(duì)SP含量持續(xù)下降。許彩麗等[29]研究表明，隨著干旱脅迫時(shí)間的增加，植物的Chl含量變化從整體上看，先升后降，說明干旱脅迫會(huì)植物Chl含量發(fā)生變化，影響其生成。本試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著干旱脅迫時(shí)間的增加，小黑麥葉片中的相對(duì)Chl含量下降，說明在干旱脅迫后期，Chl含量積累緩慢，植物葉片發(fā)黃，甚至枯萎。通常情況下MDA含量也作為一種抗旱性指標(biāo)[30]。隨著干旱脅迫程度的加劇，植物體內(nèi)MDA含量明顯上升，表明植物細(xì)胞受傷害的程度明顯加深[31]。隨著干旱脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)，植物細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)和功能會(huì)發(fā)生一定程度地變化，胞間平衡將會(huì)被打破，若不能及時(shí)清除這些有害物質(zhì)，會(huì)導(dǎo)致植物體內(nèi)的正常生理生化代謝受阻，MDA含量就會(huì)相應(yīng)地升高。本試驗(yàn)表明，隨著干旱脅迫時(shí)間的加劇，相對(duì)MDA含量相應(yīng)的上升，說明MDA含量在極度干旱環(huán)境下，上升迅速，與前人結(jié)論一致。通常情況下，SOD活性與植物體抗氧化能力呈正相關(guān)，干旱脅迫的初始，SOD活性開始升高，當(dāng)過度干旱或脅迫時(shí)間繼續(xù)延長(zhǎng)時(shí)，SOD活性呈下降的趨勢(shì)[32]。李瑞姣等[33]研究發(fā)現(xiàn)，干旱脅迫剛開始時(shí)，POD活性比SOD活性變化更為明顯，說明POD對(duì)輕度干旱更加敏感，隨著干旱脅迫時(shí)間的繼續(xù)延長(zhǎng)，SOD活性逐漸降低而POD活性大幅升高。本試驗(yàn)表明，小黑麥相對(duì)POD活性隨著干旱脅迫天數(shù)的增加而上升，這是因?yàn)樵谥参镌馐軜O度的干旱時(shí)，SOD活性發(fā)揮主要作用。CAT活性隨著干旱脅迫時(shí)間的加長(zhǎng)，呈先增后降的趨勢(shì)，這與楊淑紅等[34]研究結(jié)果相符。

3.3 小黑麥品種×干旱脅迫天數(shù)交互作用間小黑麥葉片生理生化指標(biāo)相對(duì)值的差異及原因

根據(jù)小黑麥品種×干旱脅迫天數(shù)交互作用間小黑麥抗旱性相關(guān)性生理生化指標(biāo)可知，當(dāng)干旱脅迫達(dá)到第35 d時(shí)，小黑麥品種相對(duì)Pro、SS和SP含量最大，但各小黑麥品種的變化幅度略有差異，Pro、SS和SP含量變化越大的小黑麥品種抗旱性越強(qiáng)[35]。這與胡曉健等[36]研究結(jié)論基本相符。干旱脅迫可使植物體內(nèi)水分大量缺失，蛋白質(zhì)逐漸降解，為緩解植物體過多的蛋白質(zhì)的流失，機(jī)體將會(huì)開啟自我防御功能[37]。當(dāng)干旱脅迫達(dá)到42 d時(shí)，小黑麥品種相對(duì)MDA含量最大。當(dāng)植物正處于干旱脅迫的狀態(tài)下，細(xì)胞膜表面的質(zhì)膜過氧化作用加強(qiáng)，導(dǎo)致MDA含量上升[38]。當(dāng)干旱脅迫達(dá)到28 d時(shí)，小黑麥品種相對(duì)SOD和CAT活性最高，有可能是在極度干旱條件下，植物的缺水會(huì)激活相應(yīng)的SOD和CAT的基因，從而導(dǎo)致其活性繼續(xù)增強(qiáng)，當(dāng)達(dá)到一定的閾值時(shí)，SOD和CAT活性又開始下降，這也是使自身膜系統(tǒng)免受傷害的生理調(diào)節(jié)機(jī)制[39]。當(dāng)干旱脅迫達(dá)到42 d時(shí)，參試小黑麥品種相對(duì)POD活性最高，這表明在極度干旱情況下，植物可以改變酶活性來抵抗逆境對(duì)植物細(xì)胞帶來的損害[40]。

4 結(jié)論

通過分析3個(gè)小黑麥品種在不同干旱條件下的生理生化指標(biāo)變化，并結(jié)合隸屬函數(shù)法，結(jié)果表明，3個(gè)參試小黑麥品種苗期抗旱性強(qiáng)弱依次為中飼1048>石大1號(hào)>甘農(nóng)4號(hào)。甘農(nóng)4號(hào)小黑麥的抗旱性在不同干旱情況下均較弱，適宜于氣候比較濕潤(rùn)的區(qū)域種植。