极干旱胁迫对雀麦、多年生黑麦草生长和体内水分的影响

为研究极端干旱对牧草生长的影响,选择多年生黑麦草(Lolium perenne,Lp)和雀麦(Bromus valdivianus,Bv)给予80%~85%植物有效水(Plant available water,PAW)和20%~25%PAW 2种水分处理,分析两种牧草生长及体内水分状况对干旱胁迫的响应。研究表明:80%~85%PAW充足水分下,两种牧草生物量积累、水势(Water potential,WP)、相对含水量(Relative water content,RWC)和净光合速率(Net photosynthetic rate,Pn)无明显种间差异。Bv叶片宽而重,蒸腾速率(Transpiration rate,Tr)、CO_(2)总导度(Total conductance to CO_(2),CndCO_(2))和气孔导度(Conductance to H 2O,Gs)显著高于Lp。而Lp分蘗多、叶多汁,瞬时水分利用效率是Bv的1.63倍。20%~25%PAW对两种牧草生长影响不完全一致,叶饱和重、干重和叶面积有相反变化趋势,但与充足水分相比差异不显著;Pn,Tr,CndCO_(2),Gs和RWC则极显著降低,WP极显著降低了1.60 MPa,致使枯叶占比和叶温差显著升高。总之,雀麦和多年生黑麦草生长相近,水分利用模式不同;遭受极端干旱,不同种的两种牧草耐旱机制具有一定的共性,通过增强叶片持水力、降低水分循环、减少蒸腾失水以提高牧草抗旱性。

多年生黑麦草、雀麦根系形态和生长对土壤干旱的适应性

为了研究牧草根系对干旱环境的适应性,选择多年生黑麦草(Lolium perenne)和雀麦(Bromus valdivianus)进行盆栽试验,给予80%~85%有效水(PAW)充分供水和20%~25%PAW极端干旱两种水分模式,通过对两种牧草的根系外形、干物质积累和根系形态学分析,探求两牧草在极干旱胁迫下的有效生产策略。研究表明,两种牧草的根尖外形略有不同。雀麦根毛长而密,分生区细胞致密,伸长区较长;多年生黑麦草根毛稀疏,伸长区短。20%~25%PAW极干旱胁迫使黑麦草根系粗细不匀,出现畸形;而雀麦根系未见明显受害。两种牧草生物量在茎叶和根的积累无显著的种间差异和水分处理间的组间差异。雀麦和多年生黑麦草单株根系的总长度、根面积、根平均直径、根尖数和分叉数存在极显著差异。多年生黑麦草根量显著高于雀麦(至少P≤0.01),根长和面积是雀麦的1.5倍左右,根尖数和分叉数是雀麦的2倍以上。雀麦根系末端侧根分枝密度高,短且粗;多年生黑麦草侧根细而长。干旱胁迫显著减少了两种牧草的总根长度,促进了雀麦根的径向生长。总之,雀麦根毛区较多年生黑麦草发达,多年生黑麦草根量显著多于雀麦。黑麦草主要以根数量(量)取胜,采取广泛吸水的适应策略;雀麦以根毛发达,侧根分枝密度高(质)为主,采用确保有效吸水的适应策略。