高粱不同群体类型植株冠层特性与物质生产

增加种植密度是提高高粱产量的重要措施,但密度增加使得高粱群体的冠层更加郁闭,如何在高密度下改善冠层特性成为保障高粱高产的重要条件。在高密度(1.25×105株.hm-2)条件下,采用不同种植方式(大垄双行、等行距和穴播)构建3个不同的高粱群体,对它们的冠层叶片结构性状、功能叶光合特性、冠层微环境以及产量进行比较研究。结果表明:在3个高粱群体中,大垄双行种植群体产量最高,为7808.9kg.hm-2,其冠层顶部叶片叶面积较小、叶向值高、相对挺直,功能叶的光合优势也较明显,此外,比较其他群体,该群体叶面积指数适宜,光照分布合理,通风性好。综合分析表明,在高密度种植条件下,大垄双行种植方式能够优化群体植株的冠层结构,改善光合生产环境,有明显的增产优势。

干旱胁迫对持绿性高粱光合特性和内源激素ABA、CTK含量的影响

【目的】研究干旱胁迫对不同持绿性高粱光合特性以及叶片和根系中内源激素含量的影响,为高粱持绿性资源的发掘和应用提供理论依据。【方法】采用盆栽试验的方法,选用持绿性高粱B35和非持绿性高粱三尺三为试验材料,设置无干旱胁迫(土壤含水量为田间最大持水量的75%—80%)和干旱胁迫两种水分处理(土壤含水量为田间最大持水量的45%—50%),分别在开花期和灌浆期进行干旱胁迫,研究干旱胁迫下不同持绿性高粱光合作用、叶绿素荧光特性以及叶片和根系中内源激素(脱落酸和细胞分裂素)含量的变化,并分析干旱胁迫下叶片和根系中内源激素含量的动态平衡以及叶片中内源激素含量与光合特性参数间的相关性。【结果】开花期和灌浆期干旱胁迫均抑制了不同持绿性高粱的光合作用,但干旱胁迫下B35的叶绿素含量(Chl)、光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、光系统Ⅱ(PSⅡ)的初始叶绿素荧光(Fo)、最大光化学效率(Fv/Fm)、光化学淬灭系数(qL)以及电子传递速率(ETR)的降低幅度均明显小于三尺三;且在灌浆期三尺三Chl的衰减程度更为明显,Pn的下降程度也更大。同时,干旱胁迫使三尺三在灌浆期PSⅡ反应中心结构受到了损害或失活。开花期和灌浆期干旱胁迫提高了不同持绿性高粱根系和叶片中脱落酸(ABA)的含量,B35叶片和根系中ABA含量的增幅显著高于三尺三,且在灌浆期的增幅更大;干旱胁迫降低了不同持绿性高粱根系和叶片中细胞分裂素(CTK)的含量,三尺三根系和叶片中CTK含量的降低程度明显高于B35,且在灌浆期减幅更大。B35和三尺三叶片中ABA的含量高于根系,CTK的含量低于根系;干旱胁迫降低了叶片和根系中CTK/ABA的比值,并且在开花期和灌浆期B35的降低程度均大于三尺三。ABA含量与Pn呈显著负相关,与ETR呈极显著负相关;除Fo外,CTK含量与Gs呈显著正相关,与Chl、Pn、Fv/Fm、qL和ETR呈极显著正相关。【结论】干旱胁迫下,持绿性高粱比非持绿性高粱具有较高的叶绿素含量和光合能力。ABA和CTK共同作用调控气孔的运动,并影响光合速率及光合电子传递等其它光合生理过程。

干旱胁迫对高粱叶绿素荧光参数的影响

探讨干旱胁迫对高粱叶绿素荧光参数、光合速率和气体交换参数的影响,以便更好地了解高粱抗旱生理机制。以4个不同抗旱性高粱品种为材料,在盆栽条件下,分别在拔节期、开花期和灌浆期进行干旱胁迫,以正常灌水为对照,胁迫7d后测定高粱叶片叶绿素各荧光参数。结果表明:干旱胁迫下,高粱叶片最大光合效率(F_v/F_m)、实际光合效率(Φ_(PSⅡ))和光化学淬灭系数(qL)在不同生育时期均呈下降趋势,其中吉杂127降低幅度最大,在拔节期分别比对照降低了11.49%、16.09%和20.23%,而初始荧光(F_o)和非光化学淬灭系数(NPQ)则呈升高趋势,叶片光系统(PSⅡ)反应中心遭到破坏,原初光能转化效率降低。但与干旱敏感型品种(锦杂103和吉杂127)相比,抗旱型品种(吉杂305和锦杂106)表现出较高的Φ_(PSⅡ)和较大的相对电子传递速率(rETR),具有较强的光能转化能力。因此,干旱胁迫下,具有较高的实际光合效率和较大的相对电子传递速率是高粱品种抗旱性的重要生理特性。

干旱胁迫对持绿性高粱叶片渗透调节及叶绿体超微结构的影响

在盆栽条件下，研究了开花期和灌浆期干旱胁迫（土壤含水量为田间最大持水量的45％～50％）对持绿性高粱（B35）和非持绿性高粱（三尺三）叶片水分、渗透调节物质以及叶绿体超微结构的影响．结果表明：干旱胁迫下，两高梁品系叶片自由水含量下降，束缚水含量增加，相对含水量降低，水分饱和亏缺增加，相对电导率增大，但三尺三各指标的变化幅度均大于B35．对于渗透调节物质，干旱胁迫下，三尺三可溶性糖含量的增幅大于B35，脯氨酸含量的增幅小于B35，可溶性蛋白含量的降幅大于B35．干旱胁迫下，B35与三尺三的叶绿体超微结构均受到一定程度的破坏，但B35叶绿体结构保持相对完好，受损程度明显小于三尺三．在干旱胁迫下，持绿性高粱通过较强的渗透调节表现出更好的干旱适应能力．