干旱對黃瓜幼苗生理生長的影響

劉靜霖

摘 ? 要：試驗通過PEG-6000處理模擬干旱脅迫，研究黃瓜幼苗生物量、根冠比、葉片含水量、葉綠素含量、根系活力和根系面積等生長指標的變化，探討作物耐旱機制。運用水培試驗方法，以黃瓜幼苗為試驗材料，待4葉1心時進行PEG-6000脅迫處理，對照正常生長。試驗結果表明，在20%PEG干旱脅迫下，黃瓜植株生長緩慢，植株生物量降低。與正常生長的黃瓜幼苗相比，PEG-6000脅迫使黃瓜幼苗根系表面積減少，根系活力先增加后減少，說明黃瓜可以通過提高根系活力來補償根系吸收面積的減小，這是一種對干旱脅迫的適應性反應。

關鍵詞：干旱脅迫;黃瓜;生長;生理特性;影響

干旱對植物的傷害非常巨大，不僅制約了植物的生長，造成植物萎蔫，還造成作物產量大大減少。黃瓜（Cucumis sativus Linn）是我國重要的蔬菜經濟作物，對水分的反應特別敏感[1]。所以，增強黃瓜幼苗在干旱環境下的抗旱能力，從而達到黃瓜作物產量增加的目的，已經成為當下必須解決的問題[2]。

1 ? 材料和方法

1.1 ? 試驗材料

試驗材料為華研地黃瓜、甲烯藍、石英砂、碳酸鈣、聚乙二醇、30%過氧化氫（均為分析純）。

1.2 ? 試驗方法

將紗布疊成3層并置于大培養皿底部，往培養皿中倒入少量水，使紗布浸透。選取飽滿且大小一致的黃瓜種子均勻地鋪撒在紗布上，保證各個種子間都有一定的距離。放入25 ℃培養箱中暗培養。

待黃瓜種子生根且根長1～2 cm時播種到30穴的育苗盤中并覆膜，每穴1苗。放入光照培養箱中，溫度25 ℃，光強300 μmol·m-2·s-1，每隔2 d澆1次水。待黃瓜幼苗長出第2片真葉時，將其移栽到直徑6 cm的塑料培養缽中，移栽的時候要輕拿輕放，避免根部損傷。1缽1株，共60株。長到4葉1心時，30株用1 L20%的PEG-6 000溶液處理，另30株用1 L的水澆灌作為對照，每3 d澆灌1次。

第1天、第3天、第5天、第7天、第9天時，分別取處理和對照各3株黃瓜幼苗，測定其第4片葉的生物量、根冠比和葉片含水量。第2天、第4天、第6天、第8天、第10天時，同樣分別取處理和對照各3株黃瓜幼苗，測定第4片葉的根系活力和根系面積。采用烘干法測定生物量、根冠比和葉片含水量[3]，用甲烯藍法測定根系活力和根系表面積[4-7]。

2 ? 結果與分析

2.1 ? 根冠比和生物量

從表1可知，隨著時間增加，干旱脅迫下黃瓜幼苗的生物量逐漸增加，整體表現為上升趨勢。對照組數值也在逐步增長，但較干旱環境下的黃瓜幼苗生物量高，在第9天的生物量差值最大，說明黃瓜幼苗在缺乏水分的環境下，其生物量大大減少。

而處理組和對照組黃瓜幼苗根冠比沒有顯著性差異，在干旱脅迫下根冠比最大值為處理后的第7天，對照組黃瓜幼苗第9天根冠比最大，約0.407。對照不明顯，變化沒有明顯的規律。

2.2 ? 葉片含水量

從圖1來看，黃瓜幼苗葉片含水量表現為下降趨勢，PEG-6 000干旱脅迫下的黃瓜幼苗的相對含水量均低于對照，在干旱處理5 d后葉片相對含水量開始顯著下降，第9天達到最低，說明干旱脅迫對黃瓜幼苗生長有不利影響。

2.3 ? 根系活力和根系表面積

圖2為甲烯藍濃度光密度曲線，即繪制的甲烯藍溶液標準曲線。

由圖3得出，隨著處理時間增加，正常生長的黃瓜幼苗根系表面積的整體長勢比較平穩，而干旱脅迫下的幼苗根系表面積呈現下滑的趨勢。干旱脅迫下的第2天，根系表面積約為對照的94%，低于正常生長的黃瓜幼苗根系表面積，而處理后第10天根系表面積約為對照的91%。說明干旱脅迫下，黃瓜幼苗的根系表面積減少，且隨著時間延長，越來越不利于黃瓜幼苗根系的生長。

由圖4表明，處理第4天根系活力最高，第2天次之，且處理組黃瓜幼苗的根系活力遠遠大于對照組，第6天和第8天逐漸趨于對照組。隨著處理天數的增加，PEG-6000脅迫后的黃瓜幼苗根系活力大體呈先升高、后降低的趨勢。而正常生長的黃瓜幼苗根系活力在0.99～1.03 μg·g-1·h-1上下浮動，大體上比較平穩。

3 ? 結論

隨著PEG-6000處理時間的增加，使葉片相對含水量和根系表面積及生物量均呈下降趨勢，根系活力呈先增加后降低的變化趨勢，表明黃瓜幼苗對干旱環境會產生相應的適應性變化。

參考文獻：

[ 1 ] 張愛慧，朱士農，劉廣勤.模擬干旱脅迫對黃瓜幼苗生長及生理特性影響[J].江蘇農業科學，2009，6（121）：200-203.

[ 2 ] 宋唯一.PEG6000模擬干旱脅迫對黃瓜幼苗生長的影響[J].湖北農業科學，2011，50（12）：2394-2397.

[ 3 ] 季楊，張新全，彭燕.干旱脅迫對鴨茅幼苗根系生長及光合特性的影響[J].應用生態學報，2013，24（10）：2763-2769.

[ 4 ] 王新超.不同品種茶樹氮素營養差異及其機制的研究[D].北京：中國農業科學院，2003.

[ 5 ] 陳露露，王秀峰，劉美，等.鈣與脫落酸對干旱脅迫下黃瓜幼苗光合及相關酶活性的影響[J].應用生態學報，2016，27（12）：3996-4002.

[ 6 ] 李雪萍.過氧化氫參與干旱條件下脫落酸誘導黃瓜不定根形成及其差異蛋白分析[D].蘭州：甘肅農業大學，2017.

[ 7 ] 陳露露，王秀峰，劉美，等.外源鈣對干旱脅迫下黃瓜幼苗葉片膜脂過氧化和光合特性的影響[J].山東農業科學，2016，48（4）：28-33.

（收稿日期：2019-10-23）