干旱胁迫对大豆生理生态及产量的影响

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1、干旱胁迫对大豆生理生态及产量的影响摘要大豆是我国主要粮食作物之一，而干旱胁迫已成为限制大豆产量和品质的主要因素。阐明了干旱胁迫对大豆根系、叶片、豆荚的影响，并分析干旱胁迫对大豆产量和品质的影响，以为干旱胁迫下大豆相关研究提供借鉴。关键词大豆；干旱胁迫；生理生态；产量；影响中图分类号S565.1文献标识码A文章编号1007-5739（2015）08-0070-01大豆是我国主要粮食作物之一，也是作为人类食用油脂和优质蛋白的重要来源。大豆需水量较高，每生成1kg的大豆干物质，需要水分800kg左右，是豆类作物中对缺水最敏感的一种。作物生长中某一生育阶

2、段缺水，会直接影响生育阶段，还会影响以后阶段的生长发育及干物质积累[1]。干旱在我国自然灾害中最常见，农作物长时间的干旱，严重影响其生长，在全球气候变暖的新形势下，干旱天气出现频率更高、范围更广。多年来，笔者一直从事干旱对大豆生长及产量的影响研究，并同时关注大豆在旱胁迫时生理生态变化情况。对此，结合上蔡县大豆种植实际，将近年来所得经验总结如下，为农户种植大豆抗旱保收提供参考。1大豆对干旱胁迫的生理生化反应1.1大豆根系的影响5根系能为植株提供充足的养分和水分，是植物不可缺少的部位。作物的地上与地下部位形态功能相协调，促成植物的生长发育，健壮的根系

3、形态有无直接决定了作物能否获得充足的养分和水分，而且作物根系对土壤水分变化极为敏感。普遍认为具有健壮根系的植物能耐旱，植物的干旱情况可以从根系上的化学信号得到直接反映。大豆根系生长情况随大豆生长期和环境的不同而表现不同的形态，大豆在不同干旱处理下其根系的数目、总面积、总干重、主根长、有效吸收总面积以及其根活力等具有广泛的遗传性。当豆棵受到长时间的干旱胁迫时，随着水分亏缺增大，大豆根总干重、根系有效吸收表面积、根伤流和根吸取养分和水分的能力均呈显著的下降趋势[2-3]。1.2大豆叶片的影响5作物生理受干旱胁迫的影响是一个较复杂的过程，短时间的干旱胁

4、迫会导致植物组织细胞个数减少和体积变小。由于水分的缺乏，植物细胞组织液浓度增加，细胞液会向组织液转运，导致细胞变小坏死，在形态上主要表现为组织坏死或生长抑制。植株叶片受到干旱胁迫时，其相对含水量会显著下降，大豆叶子的生理反应发生较大的变化[4]。被干旱处理过的大豆叶片与正常叶片相比，其叶绿素含量明显减少；其不同部位的叶子面积和周长均比正常叶片小。在大豆生长不同时期受干旱胁迫对其叶的影响不同，如果在初花期和鼓粒期时，大豆叶面积有所减小，叶温升高，电导率增大，同时叶绿素含量和比叶重都有所降低；并且叶片的游离脯氨酸和丙二醛含量较正常叶有所增加，SOD酶

5、活性增强，可溶性糖增加，这些指标都随着干旱胁迫的加强而升高。许多研究表明，干旱胁迫能降低植株叶片光合速率，但作用机制目前还不十分清楚。普遍认为存在气孔限制因素和非气孔限制因素2种影响因素。气孔限制因素是大豆在轻度干旱胁迫下，根系吸取水分减少，导致叶片气孔关闭和降低光合速率。非气孔限制因素是大豆在强度干旱胁迫下，长时间的缺水影响了细胞酶活性、激素和代谢活动，致使叶片光合速率的降低。1.3大豆豆荚的影响大豆豆荚受干旱胁迫的影响极显著。干旱胁迫发生在开花期时会导致大豆单株荚数及豆荚中大豆粒数显著减少；结荚期受到干旱胁迫，会导致粒数减少；而且成秕荚数量增

6、多，大豆百粒重受到影响主要是在鼓粒期受到干旱胁迫[5-6]。有学者研究表明，干旱胁迫发生在开花期时，大豆豆荚含水量和豆荚鲜重均有所降低；当干旱胁迫到一定程度时，豆荚的鲜重会减小；随着干旱胁迫的进一步加重，豆荚开始停止生长甚至干瘪掉落。当干旱胁迫减缓时，花蕾和部分较新豆荚的含水量会有所恢复，花蕾的恢复速度较豆荚要快。2干旱胁迫对大豆产量的影响5干旱胁迫是通过减少大豆根系的水分吸收和加大叶片的水分挥发来影响豆棵正常生长，致使大豆减产甚至绝收。苗期干旱胁迫对豆棵影响最小，这是因为干旱胁迫一解除，豆棵还有大豆蕾、花、荚、粒形成等期间来补充水分和恢复。开花

7、期干旱胁迫会造成秕荚大量增加，粒数减少，单株荚数影响最大；鼓粒期受干旱胁迫是导致大豆百粒重下降的直接原因，对大豆产量影响最大；鼓荚期干旱胁迫会导致每荚正常成熟粒数的减少，每粒品质降低及植株提前成熟等，从而直接造成产量大幅度下降。干旱胁迫从开花至鼓粒期影响最为明显，研究表明这是因为在这段时期大豆根系对水分较敏感，而且充足的水分是大豆营养生长与生殖生长的必须条件。3干旱胁迫对大豆品质的影响大豆中的蛋白质、脂肪、籽粒油酸亚油酸等含量是大豆品质的一个主要指标。近年来，学者对大豆品质受干旱胁迫的影响已有深入研究。如果干旱胁迫发生在大豆生长的开花、结荚及鼓粒

8、期间，会使大豆中的蛋白质含量提高，而脂肪含量下降，引起的变化最为显著是鼓粒期。干旱胁迫下大豆中抗氧化酶、脯氨酸、脱落酸的含量将会上升，其