摘要
干旱作为最大的自然灾害之一，常常导致牧草遭遇生理干旱而出现出苗困难或死苗现象，严重影响幼苗的成活率，是影响人工草地建植及草地生态恢复的关键性因素。鸭茅(Dactylisglomerata)为禾本科鸭茅属多年生优良牧草，是人工草地建植及生态补播的重要草种。本研究以新疆5份野生鸭茅(分别来自新疆阿勒泰市、乌鲁木齐市、塔城市、奇台县及尼勒克县)及2份抗旱性较强的栽培鸭茅(宝兴鸭茅、俄勒冈鸭茅)为研究对象。采用盆栽实验，使用称重法控制水分含量，通过设置适宜水分(饱和持水量的85％)、中度胁迫(饱和持水量的60％)和重度胁迫(饱和持水量的35％)，对苗期耗水规律、生长特性、根系形态特征、解剖学特征及生理生化特性等方面展开研究，探讨不同水分条件下鸭茅的适应变化规律;并通过主成分分析等方法对抗旱敏感性指标进行筛选，评价了鸭茅抗旱性差异，以期为人工草地建植和草地生态恢复中草种选择提供理论依据。主要研究结果如下: (1)耗水特性结果表明，各材料总耗水量、周耗水量规律基本一致，均受到水分胁迫抑制，表现为适宜水分＞中度胁迫＞重度胁迫，水分利用效率呈现相反规律。总耗水量均随水分胁迫的增强呈逐渐降低趋势，各材料在适宜水分下总耗水较中度胁迫下增加33％-136％，较重度胁迫下增加77％-231％;适宜水分下周耗水量高峰期出现于第3周和第4周，胁迫条件下均在第2周达到高峰，此后趋于平缓;水分利用效率随胁迫程度加重而逐渐增大，材料间差异较小，其中俄勒冈鸭茅水分利用率受胁迫影响较小，其余材料在重度胁迫下水分利用率较适宜水分上升39％-151％。宝兴和新疆尼勒克县鸭茅属于高耗水高水分利用率材料，反之新疆乌鲁木齐市鸭茅属于低耗水高水分利用率材料。 (2)生长特性结果表明，胁迫处理开始第一周各材料均保持较高的生长速度，随胁迫时间延长，生长速度逐渐下降;株高呈现出适宜水分＞中度胁迫＞重度胁迫，各材料适宜水分条件下株高较中度胁迫增加5％-43％，较重度胁迫下增加13％-91％;分蘖数随胁迫程度加大均受到抑制。但未呈现持续降低趋势;地上及地下生物量均呈现随胁迫加剧逐渐降低的趋势，各材料在不同处理下地上生物量差异显著(P＜0.05)。材料间比较结果表明，栽培材料普遍有较高的株高、生长速度及地上生物量，而野生材料普遍具有较高分蘖数、地下生物量及根冠比。 (3)根系形态特征结果表明，水分胁迫抑制了总根长、根系总表面积、总体积及根平均直径的生长，导致比根长、根系比表面积及比根面积随胁迫加剧呈现升高趋势。叶片解剖结构结果表明，鸭茅植株叶片中脉上表皮均具有较大的泡状细胞，且野生材料泡状细胞体积大于栽培材料;随胁迫增强鸭茅叶片厚度逐渐降低，上下表皮细胞厚度也呈相同趋势。根系解剖结构表明，随胁迫增强，栽培材料皮层占比增大，水分吸收受阻，但通过较多的导管数增强水分运输效率，而野生材料随胁迫增强，其皮层占比减小，利于水分吸收，以提高水分吸收效率。 (4)生理生化特征结果表明，随水分胁迫增强及时间延长，除叶片相对含水量、SOD酶活性及CAT酶活性外其余指标在不同水分条件下均呈现出差异显著(P＜0.05)，各指标材料间总体表现出差异显著(P＜0.05)，其中可溶性糖和可溶性蛋白在材料间差异最大，在不同处理下变异系数分别为14％-23％和8％-15％。7份材料均呈现出叶片相对含水量及叶绿素含量逐渐降低，渗透调节物质均呈现升高趋势，细胞膜透性发生改变，主要体现在相对电导率和丙二醛含量的升高，抗氧化酶活性总体呈现升高趋势，其中SOD酶活性呈现先降低后升高的趋势。 (5)抗旱性指标筛选结果表明:中度胁迫和重度胁迫下，叶片及根系解剖学参数是最为敏感指标，其次为地下生物量，根系形态指标中的根总长、根表面积、根平均直径及生理生化指标中的叶绿素含量、丙二醛含量及可溶性蛋白含量也可作为抗旱敏感指标;7份鸭茅材料抗旱性综合排序表明:YM-1＞YM-2＞YM-6＞YM-7＞YM-4＞YM-3＞YM-5。 综合来看，水分胁迫导致鸭茅耗水减少，水分利用效率增大，抑制了鸭茅的生长，减少了地上及地下生物量，改变了叶片及根系形态及解剖结构，通过增大或降低自身的各项生理生化指标适应干旱胁迫。7份材料的干旱适应性呈现出各自特点，抗旱性存在一定差异，其中7份材料中野生材料具有低耗水、高抗旱性的特征，可作为优良种质潜力资源，为抗旱育种提供基础材料。
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