干旱胁迫对大豆花期生理特性的影响

王利彬，董守坤

（1.呼伦贝尔市扎赉诺尔区农牧水利事业发展中心，内蒙古呼伦贝尔 021410；2.东北农业大学农学院，黑龙江哈尔滨 150030）

0 引言

大豆作为重要豆类作物之一，营养全面，含量丰富，不仅具有补给人类和动物的必须食用油和高蛋白，还具有重要的保健价值[1]。近年来，随着自然环境遭受破坏，干旱等恶劣天气呈现多发、频发、极端严重的发展趋势，对作物生长发育造成严重的抑制影响，甚至可能造成绝产绝收的后果[2]。花期作为大豆植株生长需水量最大的时期，对土壤水分含量极为敏感[3]，因此，开展大豆花期对干旱胁迫的生理响应特性研究，对如何应对大豆花期的土壤干旱的影响具有重要的指导意义。本研究对黑钙土、白浆土、黑土三种不同土壤类型下的黑农84和合丰46两种广泛种植的大豆品种，进行轻度、中度、重度三种不同程度的干旱胁迫处理，重点对大豆花期的生理特性变化进行分析。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试品种：黑农84和合丰46。供试土壤：黑钙土、白浆土和黑土。土壤基础肥力：黑钙土、白浆土和黑土，有机质含量分别为33.45 g/kg、32.78 g/kg、34.73 g/kg，全氮含量分别为2.56 g/kg、2.42 g/kg、2.68 g/kg，全磷含量分别为0.70 g/kg、0.74 g/kg、0.85 g/kg，全钾含量分别为25.44 g/kg、22.60 g/kg、28.86 g/kg。

1.2 试验设计

试验栽培方式采用底部打孔塑料桶盆栽方式，规格为高35 cm、内径30 cm，1盆装土14 kg。采用整盆称重与仪器测量土壤水分相结合的方法，控制土壤水分含量，其中仪器选用多功能植物测量仪EM-50。

大豆播种前，对试验供试三种类型土壤进行晾晒处理，每盆装土重量一致，保苗3株。在植株进入开花期（R2期）开始控水干旱处理，共设置4个供水处理水平，包括：对照（CK），土壤含水量达到田间持水量的70%～80%；轻度干旱，土壤含水量达到田间持水量的50%～60%；中度干旱，土壤含水量达到田间持水量的40%～50%；重度干旱，土壤含水量达到田间持水量的30%～40%。在达到控水条件后的第4天进行取样，取样部位统一为植株的倒2叶及倒2叶，时间为上午8：00～9：00，取样采用液氮速冻。

1.3 测定指标及方法

相对电导率指标采用电导率仪测定，相对含水量指标，参照李合生的测定方法[4]，相对叶绿素含量指标采用多功能植物测量仪。

2 结果与分析

2.1 干旱胁迫对大豆花期叶片相对电导率的影响

干旱胁迫下，大豆叶片相对电导率呈增大的变化趋势，且与干旱胁迫程度呈正相关。在三种土壤环境下，三种干旱胁迫处理的叶片相对电导率均与CK的差异显著，表明干旱胁迫不同程度破坏了叶片细胞膜，对植株造成影响，出现不同程度的膜脂过氧化反应。其中，黑农84品种在黑钙土和黑土环境下，轻度干旱与中度、重度干旱差异显著，且中度干旱与重度干旱差异不显著；在白浆土环境下，三种干旱处理间均差异显著。另外，合丰46品种在三种不同土壤环境下，三种干旱胁迫之间的变化表现与黑农84品种在黑钙土和黑土环境下一致（表1）。

表1 干旱胁迫对大豆叶片相对电导率的影响（%）

黑农84和合丰46两个品种在三种不同土壤环境下的正常供水条件下的叶片相对电导率表现基本一致，无显著性差异。其中，黑农84品种在三种不同土壤环境中的不同程度干旱胁迫下，相同程度的干旱胁迫条件下均表现为白浆土环境下的叶片相对电导率最大，黑土环境下次之，黑钙土最小。另外，在轻度和中度胁迫处理下，白浆土环境下的叶片相对电导率与黑钙土和黑土下的差异显著，但黑钙土环境下的和黑土环境下的差异不显著，在重度干旱处理下白浆土和黑土环境下的叶片相对电导率与黑土环境下的呈显著性差异。合丰46品种在三种不同土壤环境下，轻度胁迫间差异不显著，但中度和重度胁迫间差异显著，且表现为白浆土最大，黑土次之，黑钙土最小（图1）。

图1 相同干旱处理下不同土壤类型对大豆叶片相对电导率的影响

2.2 干旱胁迫对大豆花期叶片相对含水量的影响

在三种不同土壤环境下，叶片相对含水量与干旱程度呈显著性负相关的变化趋势，即随着土壤干旱程度的加重呈降低趋势，表明干旱胁迫导致大豆植株叶片失水，不同程度抑制植株的生长发育。其中，黑农84品种在黑钙土和白浆土环境下，三种干旱处理间表现差异显著；在黑土环境下，重度干旱与轻度和中度干旱处理差异显著，但中度干旱与轻度干旱处理呈不显著差异变化。合丰46品种，在三种不同土壤环境下的表现与黑农84品种在黑土环境下的表现一致（表2）。

表2 干旱处理对大豆叶片相对含水量的影响（%）

黑农84和合丰46两个品种在三种不同土壤环境下，CK处理间的叶片相对含水量差异不显著。而在干旱处理后，不同土壤环境中表现为白浆土下的叶片相对含水量最大，黑钙土次之，黑土最小。在轻度胁迫处理下，黑农84品种在三种不同土壤环境下差异不显著，合丰46品种在白浆土和黑钙土环境下叶片相对含水量与黑土环境下的呈显著性差异。在中度和重度胁迫处理下，白浆土环境下的叶片相对含水量与黑钙土和黑土环境下的呈显著性差异变化，而在黑钙土和黑土环境下的无显著性差异（图2）。

图2 相同干旱处理下不同土壤类型对大豆叶片相对含水量的影响

2.3 干旱胁迫对大豆花期叶片叶绿素含量的影响

干旱导致叶片相对叶绿素含量增大，且随着干旱加重而增大，同时也可发现，重度干旱与其他干旱处理差异显著，表明干旱胁迫促使大豆叶片叶绿素积累，从而缓解减少干旱胁迫对植株叶片的影响。黑农84品种，在黑土和黑钙土环境下，轻度干旱与CK差异不显著，而中度和重度干旱与轻度干旱差异显著，但中度干旱与重度干旱之间表现不一致，在黑土环境下呈显著性差异，而在黑钙土环境下差异不显著；在白浆土环境下，干旱处理均与CK间呈显著性差异，而干旱处理间均差异不显著。合丰46品种，在黑土环境下与黑农84品种在黑钙土环境下的表现一致，而在黑钙土和白浆土环境下，4个不同供水水平之间均差异显著（表3）。

表3 不同土壤类型下干旱处理对大豆相对叶绿素含量的影响（%）

黑农84和合丰46品种在三种不同土壤环境中，轻度、中度干旱与CK间均差异不显著。在重度干旱处理下，黑农84品种在黑土下与在黑钙土、白浆土下呈显著性差异，且黑钙土与白浆土间差异不显著；合丰46品种在三种土壤环境下均显著性差异（图3）。

图3 相同干旱处理下不同土壤类型对大豆叶片相对叶绿素含量的影响

3 结论

在黑钙土、白浆土和黑土三种土壤环境下，黑农84和合丰46两个大豆品种的叶片相对电导率、相对叶绿素含量均与干旱程度呈正相关，叶片相对含水量呈负相关变化趋势。在中度和重度干旱下，黑农84和合丰46两品种在黑钙土、白浆土和黑土三种土壤环境下的叶片相对电导率表现为白浆土最大，黑土次之，黑钙土最小；叶片相对含水量表现为白浆土最大，黑钙土次之，黑土最小。