不同水分条件下紫花苜蓿光合蒸腾特性及研究

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1、草业科掌与技术创新ｔｏｈｙｄｒｏｐｈｙｔｉｃｃｏｎｄｉｔｉｏｎＫｅｙｗｏｒｄｓ：Ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓｒａｔｅ；Ｔｒａｎｓｐｉｒａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ；Ｗａｔｅｒｒａｄｉａｔｉｏｎ；Ｃ０２ｄｏｕｂｌｉｎｇ；Ｓｅｅｄ－ｒｅｐｒｏｄｕｃｔｉｖｅＶｅｔｉｖｅｒｉａ-82ｚｉｚａｎｉｏｉｄｅｓｕｓｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ；Ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃａｃｔｉｖｅ不同水分条件下紫花苜蓿光合与蒸腾特性研究孟林１，张国芳１，赵风华２，谷艳蓉１（１北京市农林科学院北京靴Ｉｋ与环境研究蕞展中心北京１０００８９；２冲国农业大学农学弓ｑ・物性术学院北京１０００９４）摘要：

2、根据北京地区的气候特点通过定量灌溉控制，设置水分充足（ＷＳ）、水分中度（ＷＭ）和水分亏缺（ＷＤ）三个水分梯度处理，测定和分析ＷＬ３２３ＭＦ、８９２５和Ａｌｇｏｎｑｕｉｎ３种紫花苜蓿现蕾期叶片光合速率（Ｐｎ），蒸腾速率（Ｔｒ）．气孔导度（Ｇｓ）和水分利用效率（ＷＵＥ）的日变化规律。研究结果显示，紫花苜蓿叶片的Ｐｎ、Ｔｒ．０ｓ都有双峰型日变化规律，且Ｐｎ和Ｏｓ均于１０：ＯＯａｍ和１４：００ｐｍ达到峰值，１２：００ａｍ出现低谷，而ｒｒ出现峰值和低谷的时间推后约ｌ－２ｈ；土壤水分不足能明显降低紫花苜蓿叶片的Ｐｎ和Ｇｓ，略降低Ｔｒ。Ｐｎ和Ｔｒ存在弱的二次线性相关关系。当Ｐｎ出现光午休低谷

3、时，气孔关闭，而Ｔｒ增太达到全天最高峰值，叶片的ＷＵＥ呈现低水平，特别是在ＷＤ条件下叶片的ＷＵＥ更低。关键词：紫花苜蓿；干旱；光合；蒸腾苜蓿是一种全球性栽培、适应性广泛、营养价值高、适口性优良的饲料作物，有“牧草之乇”之美誉…。随着农ｑｋ产业结构调整、生态环境建设，以及养殖业的快速发展，菖蓿产、ｌｋ化进程不断推进。然而苜蓿是一种较需水作物，在一定土壤水分范围内，土壤水分与干草产量呈正相关。干旱对苜蓿产量、品质和生长发育产生负面影响，特别是反映在一系列生理生化和形态变化ｔ“１。北京地处水资源紧缺的华北地区，紧缺的水资源是该地区种植业高效持续发展的重大限制凶素。为了保证紫花菖蓿能在

4、北京地区得到合理、有效的推广种植，为北京地区畜牧业特别是奶牛业的健康发展提供优质苜蓿饲草产品，因此很有必要对紫花苜蓿的光合和蒸腾特性，特别是在干旱胁迫状态下的光合速率、蒸腾速率、气孔导度、水分利用效率等一系列生理生化特性，以及苜蓿不同生长发育时期需水和耗水平衡的客观规律进行系统研究。１试验材料和方法１．１试验材料和试验地基本情况试验设在北京市顺义区三高农、世示范园，２００２年４月１４日播种的紫花苜蓿试验田，播量１５ｋｇ／ｈｍ２，行距３０ｃｍ，随机区组试验设计，小区面积５ｍ×ｌＯｍ，３个紫花苜蓿品种即ＷＬ３２３ＭＦ、８９２５、Ａｌｇｏｎｑｕｉｎ，３次重复，小区间隔２ｍ，防侧渗处

5、理。播种当年刈割３茬，２００３年刈割４茬。试验区属于暖温带大陆性气候，年均相对湿度５８．１％，年均气温１２．２＂Ｃ，年均最高气温１８．１℃，年均最低气温６．５℃，年日照时数２４９８．８ｈ，年均风速２．３ｍ／ｓ，年均降水量５１８．３ｍｍ，降水主要集中丁６、７、８月份，占全年降水量的７７％以上。试验地地势平坦，土层深厚，地下水埋深６～８ｍ，土壤为中壤，有机质含量１１．１９／ｋｇ，有效氮８２．９ｍｇ／ｋｇ，有效磷１９．０ｍｇ／ｋｇ，有效钾１１５．０ｍｇ／ｋｇ，平均容重１．３６９／ｃｍ２，平均田间持水量２１．６３％。１．２水分处理试验通过定量灌溉控制不同梯度的水分处理，即２００３年３月

6、返青后至第一次刈割时分３次灌溉１８０ｍｍ（１８００ｍ３／ｈｍ２），分２次灌溉１２０ｒａｍ（１２００ｍ３／ｈｍ２）和仅１次灌溉６０ｍｍ（６００ＩＴｌ３／ｈｍ２），分别为水分充足（ＷＳ）、“十五”国家重点科技攻关项目（２００１ＢＡ５０８８２３）和北京市科技计划项Ｈ（Ｈ０２０７２００１０６３０）共同资助５４０草业科学增刊牧年．种质、育种与生理水分中度（ｗＭ）和水分亏缺（ｗＤ）。采用美国ＣＰＮ公司生产的５０３ＤＲ９中子仪，在测定光合、蒸腾等生理参数的同时测定Ｏ一１６０ｃｍ土层的土壤相对含水量，ＷＳ大约为７５％，Ｗ／ｖｌ大约为６０％，ＷＤ大约为４５％。１．３光合生理指标测定采用英国ＰＰ

7、Ｓ公司生产的ＣＩＲＡＳ．１型便携式光合测定系统，选择晴朗天气，于２００３年５月１０日紫花苜蓿现蕾期测定３种水分处理下的叶片净光合速率（Ｐ。）、蒸腾速率（Ｔｒ）、气孔导度（Ｇｓ）和水分利用效率（ＷＵＥ）从８：００ａｍ～１８：００ｐｍ每隔２ｈ的逐时变化，每个处理每个时次测定相同部位的４片健康叶片，以平均值作为该时次的测量结果。ⅥｒＩＪＥ＝Ｐｎ，Ｔｒ。２结果与分析２．１叶片光合速率对土壤水分的响应紫花苜蓿叶片净光合速率日变化呈双峰型，在１０：００ａｍ左右达到最大峰值，在１２：００ａｍ左右出现“光