花后干旱对西藏青稞叶片水势、光合生理、籽粒表型和产量的影响

摘要

[目的]探索高原环境下青稞花后干旱胁迫响应模型及青稞受旱程度的快速、有效的检测方法,为青稞节水高产栽培提供理论依据和技术参考.[方法]利用干旱棚进行青稞盆栽模拟花后干旱,设轻度(对照灌水量的75％,LD)、中度(对照灌水量的50％,MD)和重度(对照灌水量的25％,HD)干旱胁迫处理,采用WP4C水势仪、LI-6400XT和OS5P便携式脉冲调制叶绿素荧光仪,分别测定叶水势(LWP)、叶蒸发冷却值(△T)、光合气体交换参数和叶绿素荧光变量;成熟后获取产量数据;利用数字图像法对籽粒表型进行定量分析,并依粒二维面积大小将籽粒划分大、中、小3个粒级.[结果]干旱水平与叶水势呈线性正相关,而与叶蒸发冷却值(△T)呈线性显著负相关(P＜0.05),两者均能灵敏反映青稞受旱程度.LD、MD和HD处理与CK相比,干旱胁迫导致旗叶净光合速率(Pn)、气孔导度(gs)、胞间CO2浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)、最大荧光(Fm)、PS Ⅱ的最大量子效率(Fv/Fm)、PS Ⅱ的实际光量子产量(ΦPSⅡ)、光化学淬灭(qP)、光合电子传递的相对速率(ETR)呈降低趋势,而气孔限制(Ls)、初始荧光(F0)、非光化学淬灭(NPQ)呈上升趋势,且MD和HD处理较CK对以上参数差异明显.随着干旱胁迫的加重,青稞千粒重、籽粒产量、单株粒重、干物质积累量和经济系数降低趋势愈明显.相关分析表明,干旱胁迫诱导gs降低,直接导致△T上升,间接引起FWP下降,使得F0、NPQ上升,Fm、Fv/Fm、ΦPSⅡ、ETR、qP和Pn降低,进而引起粒二维面积、粒周长、粒长和粒宽减小,而粒圆度值增大;小粒占比明显增加,而大粒占比明显下降.[结论]LWP和△T对青稞花后干旱胁迫反映灵敏,可作为评价其受旱的指标.随着干旱胁迫加重,青稞旗叶光合和叶绿素荧光参数的变化加大,并造成5个籽粒表型性状值及粒级逐渐减小,最终导致千粒重、单穗粒重、籽粒产量、干物质积累量和经济系数下降.