干旱胁迫对玉米生长的影响

干旱胁迫对玉米生长的影响吴婷大学生命科学学院，750021【摘要】植物的生命活动十分复杂，水分、温度、光照、土壤等外界环境会影响植物的生长与发育。本实验通过干旱与正常生长的不同处理设计对照实验，再通过测量植物的生长速度、脯氨酸的含量以及测定植物的形态指标(鲜重、干重、根冠比)来研究干旱对植物生长的影响。【关键词】玉米、干旱胁迫、正常生长EffectsofdroughtonmaizegrowthWuting(Ningxiauniversityoflifescienceschool)【Abstract】Plantlifeactivityisverycomplex,moisturecontent,temperature,light,soilandotherexternalenvironmentwillaffectplantgrowthanddevelopment.Thisexperimentbydroughtandnormalgrowthofdifferentprocessingdesign,againthroughthemeasurementofplantgrowthrateandthecontentofprolineanddeterminationofplantmorphologicalindex(freshanddryweightofroot,thestudyofdrought)ofplantsgrow.[Keywords]drought,maize玉米喜温，种子发芽的最适温度为25〜30笆，适宜的土壤pH为5〜8,以6.5〜7.0最适。在我国东北地区，干旱和低温是制约玉米幼苗生长的两个重要因素，为此本实验研究了干旱对玉米生长的影响1。为玉米育种提供理论依据。1实验准备与幼苗培养1.1实验材料与器材材料：实验室老师准备的玉米种子，本地区土壤、自来水器材：6个花盆，尺子、记录本1.2播种

每个花盆中分散播种6~8粒玉米种子，当玉米苗出现第3片叶子时开始间苗，每盆保留3株长势良好且一致的玉米苗，玉米苗在花盆中如图1分布，有利于玉米苗生长2。图一1.3干旱处理及生长速度的测量当玉米苗出现第5片叶子时开始干旱处理，连续处理3周；每天测量植株叶片生长长度。1.4生长量的测定1.4.1植株鲜重的测定将不同处理的玉米苗小心、连同根系取出，洗净，用吸水纸吸干水分后天平称取鲜重，比较不同处理植株鲜重的差别3。1.4.2植株干重的测定将称取鲜重的玉米苗置于110笆烘箱中杀青15min后，80笆烘干至恒重后用天平称干重，并计算植株含水量4。植株含水量(%)=植株鲜重一植株干重

植株鲜重X100%1.4.3植株含水量(%)=植株鲜重一植株干重

植株鲜重X100%植株根系干重根冠比=植株地上部分干重

2数据记录处理2.1玉米叶片生长速度在不同处理中分别选取新长出的叶片，每天测量其长度，记录，求出单位时间（1d）叶片长度变化值，作随时间变化的动态图。数据如下表：分别为5、6片叶子时间（月.日）对照（平均值）干旱（平均值）3月12日26.9426.953月13日31.4827.843月14日35.1728.543月15日38.8833.133月16日43.1135.29时间（月.日）对照（平均值）干旱（平均值）3月17日33.1423.663月18日39.5924.223月19日40.924.373月20日43.3324.68表一5、6片叶子平均生长长度从两片叶子的生长速度比较中看出，干旱处理的生长较慢。由水的生理作用知道：水是细胞质的主要组成物质，是代过程中的反应物质，参与物质运输与维持细胞的形态、维持环境的稳定5。缺水造成植物生长缓慢，主要原因是影响了其部的生命活动，造成机体器官的萎缩或者死亡。从中我们可以得到启示，在玉米种植中，当干旱出现时应该及时灌溉，否则会影响到其的生长与发育，造成收成的减产。2.2玉米生长量（表二）鲜重（g）干重（g）植株对照123.375.55干旱49.302.53地上部分对照100.494.1

干旱30.371.96地下部分对照35.701.45干旱11.900.87X100%=(123.37—5.55)E每人Lm/E每人Lm/7函、植株鲜重一植株干重植株含水量（对照）（%）二植株鲜重植株含水量（干旱）（%）=植株鲜重一植株干重

植株鲜重X100%=(49.30—2.53)/49.30X100%=39.5%根冠比（对照）植株根系干重

植株地上部分干重X100%=1.45/4.1X100%=35.37%根冠比（干旱）植株根系干重

植株地上部分干重根冠比（对照）植株根系干重

植株地上部分干重X100%=1.45/4.1X100%=35.37%根冠比（干旱）植株根系干重

植株地上部分干重X100%=0.87/1.96X100%=44.39%3玉米的不同指标测定3.1植物体游离的脯氨酸含量的测定实验原理：脯氨酸是植物体有效地渗透调节剂，几乎所有的逆境，都导致植物体游离的脯氨酸大量的累积6,尤其是干旱胁迫下，脯氨酸积累尤为明显，可比正常含量高几十倍或者百倍。所以脯氨酸是植物抗逆性的一项指标7。用磺基水酸提取植物体的游离脯氨酸，在酸性条件下，脯氨酸与茚三酮反应生成稳定的红色化合物，用甲苯萃取之后，此化合物在520nm波长处有最大吸收值8。脯氨酸浓度在一定围与其吸光度值成正比。实验材料：干旱组的玉米叶片，对照组的玉米叶片脯氨酸的含量测定结果：先绘制标准曲线，得出回归方程为：y=0.0455x--0.0138（R2=0.9967）（1）其中y为OD值，x为脯氨酸的浓度测得的OD值结果如下：510nm的OD值干旱组对照组10.2750.06220.2510.054平均值0.2630.058表三将以上数据带入（1）得到：干旱组的脯氨酸的浓度为：6.084ug对照组的脯氨酸的浓度为：1.578ug脯氨酸的含量：干旱组：4.843ug.g-1对照组：1.256ug.g-1结果显示，在干旱胁迫下，脯氨酸的积累比较明显。说明实验中的干旱处理达到了预期的效果。4结果分析4.1形态结构与玉米的抗旱性从表二可以看出，对照组植株含水量为95.5%，干旱组植株含水量为39.5%；对照组根冠比为35.37%，干旱组根冠比为44.39%。很明显玉米因干旱胁迫植株水分大幅度减少，而根冠比比对照组要大，因为干旱迫使玉米根向更深的泥土扎进，所以其根系相对来说比较发达。这是对干旱环境的一种适应。另外我们观察到，水分胁迫对玉米的生长影响很大，在干旱条件下，玉米生长缓慢，单株最大叶面积和叶片数相对减少，单株干物质积累量显著减少，而对照组却长得非常喜人。从图二、三中可以看出，对照组玉米叶片的生长速度比干旱组的要快得多，对照组的生长曲线的斜率要比干旱组大，这是因为对照组水分充足，养分供应持续，光合作用速率高，所以有效生长速度高9。4.2生理代与玉米抗旱性从表三中看出干旱胁迫下，脯氨酸的积累比较明显。这是因为干旱催生ABA，ABA能提高根系的水势、降低渗透势、增加渗透调节能力，而且能够显著地提高脯氨酸含量，ABA浓度能影响叶绿体的超微结构，增加ABA浓度会导致外膜破裂，完全破坏膜结构10。干旱条件也影响到作物的光合代，如光合与呼吸强度、电子传递速率、光合磷酸化活性等，干旱对光合作用的影响很大程度上是通过气孔的开放来完成的1。水分胁迫引起气孔关闭，CO2扩散阻力增大，PSII及光合磷酸化活性下降，RuBP再生受阻，光暗呼吸变等化在轻度水分胁迫条件下，以气孔因素限制为主，在严重水分胁迫时光合作用的抑制可能主要是RuBPC和PEPC活性大大降低的结果。干旱胁迫也直接影响光合机构的结构和活性11。最终干旱胁迫导致光合作用减弱和光合速率下降。5讨论从本实验研究得出的结论可以看出，干旱胁迫对玉米的形态结构和生理代都有影响。这与其他在农作物上研究的专家的结论一样，但本实验对玉米生理代与干旱胁迫的研究中发现，在轻度水分胁迫条件下，PSII及光合磷酸化活性下降，RuBP再生受阻，光暗呼吸变等化以气孔因素限制为主12。在严重水分胁迫时光合作用的抑制主要是RuBPC和PEPC活性大大降低的结果。但该结论作用机理还有待进一步研究。结论水分胁迫对玉米的生长影响很大，在干旱胁迫下，脯氨酸的积累比较明显，玉米生长缓慢，单株最大叶面积和叶片数相对减少。干旱条件也影响到作物的光合代，如光合与呼吸强度、电子传递速率、光合磷酸化活性等，干旱对光合作用的影响很大程度上是通过气孔的开放来完成的。干旱胁迫也直接影响光合机构的结构和活性。最终干旱胁迫导致光合作用减弱和光合速率下降。从中我们可以得到启示，在玉米种植中，当干旱出现时应该及时灌溉，否则会影响到其的生长与发育，造成收成的减产。致词恩师难忘！在此，向我的老师毛桂莲致以崇高的敬意和衷心的感！本实验承蒙毛老师的悉心、指导和大力支持，从实验的选题、实验设计和实施，都凝聚了老师的心、血。恩师渊博的知识，敏锐的思维，严谨治学的科研作风给我启迪和鞭策，恩师尽心尽责、孜孜不倦、兢兢业业的工作态度是我学习的榜样，使我无论在思想境界、专业知识，还是学术水平和科研能力，都得到了极大的提高。感小组同学婷、蒲若兰、化、炎东、罗爱肖的勉励和关怀！特别感我的父母，在我多年的求学路上所给予的关心、爱护和理解。最后，向提及和未提及的所有关心、和帮助过我老师、同学和朋友们表示衷心感！【参考资料】

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