大豆幼苗生长对土壤水分和空气相对湿度变化的生理生化响应

摘要

干旱是常见自然灾害之一，造成的经济损失比其他自然灾害总和还多，且破坏力大。全球气候变化引起降水发生区域性迁移，温度升高导致水气蒸发量增大和空气相对湿度增加，干旱洪涝等极端气候发生频率增加。本文采用盆栽控水法于人工气候箱内对受试材料‘豫豆19’模拟干旱进行初步研究。试验设置了土壤水分含量和空气相对湿度(RH)两个变量，分析干旱和复水一段时间后大豆幼苗叶片生理和光合作用的变化规律，得出以下结论:
　　 (1)随着土壤干旱胁迫程度加剧，土壤干旱时间的延长，大豆幼苗的生长发育受害严重。大豆叶片相对含水量(LRWC)下降，可溶性糖、游离脯氨酸含量均逐渐积累，丙二醛(MDA)含量增加。抗氧化酶类超氧化物歧化酶(SOD)活性降低，过氧化物酶(POD)增强，能清除积累的活性氧(ROS)。轻度干旱组的变化幅度与对照组差异不显著，中度干旱差异显著。该品种对短时间的土壤干旱胁迫有一定的耐受性，待复水后能逐渐恢复正常生长。
　　 (2)增加空气湿度，对大豆的土壤干旱损伤有些许缓解。LRWC含量增加，叶片的可溶性糖和游离脯氨酸含量降低，说明一定程度上缓解了干旱伤害。MDA含量下降也表明高湿环境能减轻膜脂过氧化对细胞的伤害。待复水后土壤干旱胁迫下的植株逐渐恢复活力，轻度干旱组能很快恢复至对照水平。严重干旱胁迫下受损严重，复水后其补偿效应相对地更明显。土壤干旱胁迫并没有造成不可逆损伤，能在补充水分后恢复正常生长，弥补干旱损失。提高空气相对湿度后，土壤干旱胁迫的危害稍有减轻，能较快地恢复。
　　 (3)随着土壤干旱胁迫的加剧，植物生命活力逐渐减弱。气孔关闭是光合效率低的重要原因。LRWC和叶绿素(Chl)呈负相关，蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)呈正相关。复水后各处理组都能逐渐恢复至对照组水平，高空气湿度的复水效果比低湿处理组更好，恢复迅速，耐旱能力提高。
　　 (4)土壤水分胁迫对植物生长的影响大过空气湿度，土壤水分亏缺是植物生长的显著限制因子，提高空气湿度能对植物的土壤干旱损伤起到缓解作用，减弱干旱胁迫的损伤。

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论文说明

摘要

缩略词

符号索引

第一章 绪论

1．1 全球气候及空气相对湿度变化

1．2 我国的气候和干旱灾害

1．3 本研究与广义水资源的关联性

1．4 空气湿度对植物生理生长的影响

1．5 植物对干旱胁迫的响应机制研究进展

1．5．1 干旱对植物抗氧化酶系和膜脂过氧化作用的影响

1．5．2 干旱对植物渗透调节的影响

1．5．3 干旱胁迫对叶片含水量和叶绿素的影响

1．5．4 干旱胁迫对植物光合作用的影响

1．5．5 干旱后复水作业对植物生理的影响

1．6 课题研究内容与技术路线

1．6．1 研究内容和技术路线

1．6．2 研究意义

1．6．3 论文创新点

第二章 空气湿度和土壤水分变化对大豆幼苗生理的影响

2．1 材料与方法

2．1．1 试验材料

2．1．2 试验设计

2．1．3 测试项目与方法

2．1．4 试验仪器

2．1．5 数据处理

2．2 结果与分析

2．2．1 干旱下大豆幼苗叶片相对含水量的变化

2．2．2 干旱下大豆幼苗叶片丙二醛含量的变化

2．2．3 干旱下大豆细胞渗透作用的变化

2．2．4 干旱下大豆叶片抗氧化酶活性的变化

2．2．5 各指标的双因素方差分析和指标间的相关性分析

2．3 小结

第三章 复水后空气湿度变化对大豆幼苗的生理指标影响

3．1 材料与方法

3．1．1 试验材料

3．1．2 试验设计

3．1．3 测试项目与方法

3．1．4 试验仪器

3．1．5 数据处理

3．2 结果与分析

3．2．1 复水后大豆幼苗的可溶性糖含量变化

3．2．2 复水后大豆幼苗游离脯氨酸含量变化

3．2．3 复水后大豆幼苗丙二醛含量变化

3．2．4 复水后大豆幼苗POD活性变化

3．2．5 各生理指标的相关性分析

3．3 小结

第四章 干旱-复水模式下空气湿度变化对大豆幼苗光合作用的影响

4．1 材料与方法

4．1．1 试验材料

4．1．2 试验设计

4．1．3 测试项目与方法

4．1．4 试验仪器

4．1．5 数据处理

4．2 结果与分析

4．2．1 复水前后叶片相对含水量的变化

4．2．2 复水前后叶绿素含量的变化

4．2．3 复水前后叶片Pn和Tr的变化

4．2．4 复水前后叶片气孔导度和胞间CO2浓度的变化

4．2．5 各生理指标的相关性分析

4．3 小结

第五章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

攻读学位期间主要学术成果

致谢