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马铃薯干旱危害及提高抗旱性的研究

焦志丽  
【摘要】:马铃薯是典型的温带作物,对水分亏缺非常敏感,干旱将影响马铃薯正常生长发育和后期产量的形成,成为马铃薯产业发展的限制因素。因此应对马铃薯的干旱危害及抗旱性机制进行全面而系统的研究并采取行之有效的措施提高马铃薯的抗旱性确保马铃薯的高产稳产。为此本文通过对干旱胁迫下马铃薯生长、有机渗透调节物含量、保护酶活性等指标的测定分析,确定了干旱对马铃薯伤害的阀值及基施钾肥和外施壳聚糖对其抗旱性的改善,探讨了干旱胁迫及不同抗旱性诱导措施对马铃薯生理机制的影响,为马铃薯的抗旱栽培提供理论依据。主要结果如下 1.干旱胁迫对马铃薯生理特性的影响 本试验以马铃薯品种美康1号原种1代为材料,用盆栽方法人工模拟土壤干旱条件,设置土壤相对含水量为80%、60%、40%和20%四个水分处理梯度,研究了不同程度干旱胁迫对马铃薯幼苗生长和生理特性的影响在干旱处理的6天、12天,80%土壤相对含水量(RSWC)下(CK)的马铃薯植株的株高、茎粗、单株叶面积、地上部鲜重均最大,60%RSWC对马铃薯生长产生了抑制,随干旱胁迫的进一步增加,马铃薯幼苗的生长显著减小;80%RSWC下随胁迫时间的增加马铃薯丙二醛(MDA)、可溶性糖(SS)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)变化较平稳;60%RSWC下,随胁迫时间的增加MDA、SS、SOD、POD上升;40%和20%RSWC下,随胁迫时间的增加,MDA、SS也上升,且比60%RSWC下增加的快。而SOD、POD,随胁迫时间的增加,呈先升高后降低的趋势,在短时间内大幅度上升至峰值而后迅速降低。研究结果证明,马铃薯不耐长时间高强度的干旱,60%RSWC是幼苗生长、生物量积累及生理特性受到明显抑制的干旱胁迫强度闽值,20%RSWC胁迫处理对幼苗产生了严重危害。 2.钾对干旱胁迫下马铃薯抗旱生理特性的影响 本试验以马铃薯荷兰15原种1代为材料设置苗期和块茎形成期两个干旱胁迫时期,每个时期设四个钾水平和四个不同干旱胁迫梯度,通过测定相关的抗旱性生理指标来研究钾与植株抗旱能力的关系。在干旱胁迫初期,适量施钾降低干旱胁迫下马铃薯细胞质膜透性和丙二醛(MDA)含量,提高超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)这两种抗氧化酶的活性,增加细胞内渗透调节物质脯氨酸(Pro)、可溶性糖(SS)和可溶性蛋白(SP)的含量及叶绿素的含量,在干旱胁迫干旱后期,适量施钾降低了马铃薯幼苗SOD、POD活性和SS、SP、Pro、随土壤含水量下降的下降速度,相对降低了MDA含量,从这些生理变化结果看,集中表现素营养可以改善植株内部的生理生化反应,提高马铃薯植株的抗旱性。并且在本研究中,每盆施钾量为0.4g时马铃薯的抗旱效果较佳。 3.壳聚糖对干旱胁迫下马铃薯抗旱生理特性的影响 本试验以马铃薯品种荷兰15原种1代为试验材料,研究了干旱胁迫及复水过程中外源壳聚糖(CTS)对马铃薯生理特性的影响。结果显示,干旱胁迫前叶面喷施50、100、200mgL-1的壳聚糖显著降低干旱胁迫下马铃薯幼苗叶片质膜相对透性和丙二醛(MDA)含量,提高脯氨酸(Pro)和可溶性蛋白(SP)含量,不同程度地提高了叶片中超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)的活性,并且促进了干旱解除后各项生理指标的恢复,表明外源壳聚糖能通过调整保护酶活性和渗透调节物质含量来提高马铃薯幼苗的抗氧化能力,缓解干旱胁迫对马铃薯植幼苗的伤害,其中100mgL-1CTS的缓解效果最好。


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