不同水分胁迫水平对葡萄叶水势及生理指标的影响

收 稿 日 期 ：２０１１－０１－０６
作 者 简 介 ：齐 建 波 （１９８４－），男 ，硕 士 生 ，专 业 方 向 为 果 树 栽 培 ；ｅ－ｍａｉｌ：ｑｊｐ０１２６１９＠１２６．ｃｏｍ。 通 讯 作 者 ：刘 怀 锋 （１９７１－），男 ，副 教 授 ，从 事 果 树 栽 培 生 理 研 究 ；ｅ－ｍａｉｌ：ｌｈｆ＿ａｇｒ＠ｓｈｚｕ．ｅｄｕ．ｃｎ。
物体内脯 氨 酸（Ｐｒｏ）大 量 积 累［４］，因 此 植 物 体 内 脯 氨 酸含量在一定程度上反映了植株体内的水分状况，可 作为 植 株 缺 水 的 参 考 指 标［５］。 而 超 氧 化 物 歧 化 酶 （ＳＯＤ）、过氧化 物 酶（ＰＯＤ）、过 氧 化 氢 酶（ＣＡＴ）等 能 够有效地清除自由基，是酶促防御系统的重要组成成 分。人们根据 这 一 理 论 对 干 旱 胁 迫 下 的 葡 萄［６－７］、无 花果和海 棠［８］等 逆 境 生 理 过 程 进 行 了 大 量 的 研 究。 由于前人对葡萄节水灌溉方式中水分胁迫的研究在 取材的差异性、指标上的单一性以及分析的方法非一 致 性，使 得 对 葡 萄 生 产 的 节 水 灌 溉 体 系 并 未 真 正 建 立 ，葡 萄 在 干 旱 胁 迫 下 的 生 理 生 化 机 制 还 有 待 进 一 步
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２．３ 不同 水 分 胁 迫 处 理 对 葡 萄 叶 片 生 理 指 标的影响
２．３．１ 对葡萄叶片中 ＭＤＡ 含量的影响 由图 ３ 可 见，随 着 干 旱 胁 迫 程 度 的 加 剧，ＭＤＡ
的含量呈现上升的趋势，对照的 ＭＤＡ 含量最低，处 理３即重度水分胁迫下 ＭＤＡ 含量最高。 水分胁迫 前期，到水分胁迫 后 期，由 于 长 期 的 重 度 水 分 胁 迫， 处理３叶片的 ＭＤＡ 含 量 极 显 著 高 于 其 他 处 理，但 与前期相比，各处理 ＭＤＡ 含量略有降低。 ２．３．２ 对葡萄叶片中 Ｐｒｏ含量的影响
试 验 共 设 ３ 个 水 分 胁 迫 处 理 ，１ 个 对 照 。 处 理 １ （Ｔ１）：轻度干 旱 胁 迫，当 ４０ｃｍ 处 土 壤 水 势 达 到 － １００ｋＰａ时开始灌水，当６０ｃｍ 土壤水势达到 ０ｋＰａ 时停止灌水；处 理 ２（Ｔ２）：中 度 干 旱 胁 迫，当 ４０ｃｍ 处土壤 水 势 达 到 －１５０ｋＰａ 时 开 始 灌 水，当 ６０ｃｍ 土壤水势达到０ｋＰａ时停止灌水；处理 ３（Ｔ３）：重度 干旱胁 迫，当 ４０ｃｍ 处 土 壤 水 土 势 达 到 －２００ｋＰａ 开始灌溉，当 ６０ｃｍ 土 壤 水 势 达 到 ０ｋＰａ时 停 止 灌 水；对照（ＣＫ）：常规灌水，当４０ｃｍ 处土壤水势达到 －５０ｋＰａ 时 充 分 灌 水，当 ６０ｃｍ 土 壤 水 势 达 到 ０ ｋＰａ时 停 止 灌 水 。 采 用 随 机 区 组 设 计 ，重 复 ３ 次 。 １．２．２ 测 定 项 目 与 方 法
用 Ｅｘｃｅｌ ２００３及Ｓｐｓｓ软件进行方差统计分析。
２ 结果与分析
２．１ 不 同 水 分 胁 迫 处 理 对 灌 水 频 率 的 影 响
由 图 １ 可 见 ，随 着 各 处 理 灌 水 胁 迫 指 标 的 增 加 ， 灌水频率依次减少，处理１在灌溉后 ２１－２６ｄ即达 到灌溉临界指标，处理２在灌溉后 ３０－３６ｄ达到灌 溉临界指标，处理３在灌溉后４３－４７ｄ达到灌 溉临 界指标，对 照 在 灌 溉 后 ２０－２２ｄ 达 到 灌 溉 临 界 指 标，５月３１日－８月３１日采收葡萄，对照 ＣＫ 灌了４ 次 水，处理１灌了３次水，处理２灌了２次水，处理３ 仅灌了１次水。
ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ
ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ
第 ４ 期 齐 建 波 ，等 ：不 同 水 分 胁 迫 水 平 对 葡 萄 叶 水 势 及 生 理 指 标 的 影 响
生理 指 标 的 测 定：测 定 方 法 参 照 文 献 ［９］。 ＭＡＤ 的测定采用 ＴＣＡ－ＴＢＡ 法；Ｐｒｏ含量的测定采 用比色法；ＰＯＤ 活 性 的 测 定 采 用 愈 创 木 酚 法；ＣＡＴ 活性的测定采用紫外吸收 法；ＳＯＤ 活 性 的 测 定 采 用 氮蓝四唑法。 １．２．３ 数 据 统 计 分 析
（１Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ，Ｓｈｉｈｅｚｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈｉｈｅｚｉ ８３２００３，Ｃｈｉｎａ； ２Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｇｒａｐ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ Ｓｈｉｈｅｚｉ，Ｓｈｉｈｅｚｉ ８３２０００，Ｃｈｉｎａ）
土壤水势测定：采样 ｗａｔｅｒｍａｒｋ土壤水势仪测
定。在滴灌带 下 方 埋 设 ２ 个 Ｗａｔｅｒｍａｒｋ 土 壤 水 势 探头，探头间距 ５ｃｍ，深 度 分 别 为 距 地 面 ４０ｃｍ 和 ６０ｃｍ。 每 ３ｄ 测 定 １ 次 。
植株水势测定：采用 ＳＫＰＭ１４００便携式植物压力 室水势仪测定。每重复选择新梢中部成熟的六片叶片 于０７：００开始测定，与土壤水势的测定同步进行。
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石 河 子 大 学 学 报 （自 然 科 学 版 ） 第 ２９ 卷
的 深 入 研 究 。 为 此 ，本 研 究 针 对 新 疆 鲜 食 品 种 无 核 白 鸡 心 的 耐 旱 性 ，拟 通 过 在 干 旱 胁 迫 下 对 该 葡 萄 的 生 理 指标分析 ，进一 步 了 解 葡 萄 干 旱 的 生 理 生 化 机 制 ，以 期为完善葡萄的节水灌溉体系和加强葡萄栽培管理 措施的应用提供理论依据。
我 国 有 １／３ 以 上 的 地 区 为 干 旱 及 半 干 旱 地 区 ，即 使在非干旱地区也经常会发生突发性干旱，干旱成为 影响果树生产的一种常见环境胁迫。水分胁迫常常 对 植 物 的 生 长 发 育、生 理 过 程 和 产 量 造 成 极 大 的 影 响［１］。 通 常 情 况 下 ，植 物 细 胞 内 自 由 基 的 产 生 与 清 除 处于一种动态 平 衡 ，一 旦 这 种 平 衡 遭 到 破 坏 ，自 由 基 便 产 生 积 累 ，膜 内 脂 双 分 子 层 中 含 有 的 不 饱 和 脂 肪 酸 就易于氧化分解而造成膜的破坏。体内活性氧增高 能启动膜脂过氧化和膜脂脱脂化作用。这种动态平 衡 被 破 坏 的 直 接 结 果 就 是 丙 二 醛 （ＭＤＡ）含 量 增 加［２－３］。当植物遭 受 水 分 胁 迫 造 成 生 理 性 缺 水 时，植
不同水分胁迫水平对葡萄叶水势及生理指标的影响
齐 建 波１，荣 新 民２，陈 虎２，刘 怀 锋１
（１ 石河子大学农学院，石河子 ８３２００３；２ 新疆石河子农科中心葡萄研究所，石河子 ８３２０００）
摘要：为了进一步探明不同水分胁迫条件下土壤及葡萄 叶 片 水 势 的 动 态 变 化 以 及 对 水 分 胁 迫 相 关 生 理 指 标 的 影 响 ， 试验以无核白鸡心葡萄为实验材料，以沟灌为 对 照（ＣＫ），分 ３个 水 分 胁 迫 水 平（轻 度 水 分 胁 迫 Ｔ１、中 度 水 分 胁 迫 Ｔ２ 和重度水分胁迫 Ｔ３）进行处理研究。结果表明：随着土壤水势的降低，葡萄叶片水势呈明显下降趋势，且 叶 片 水 势 的 变化较土壤水势具有滞后性。水分胁迫导致叶片 中 丙 二 醛 及 脯 氨 酸 含 量 增 加，过 氧 化 氢 酶 活 性 增 强，过 氧 化 物 酶 活 性呈现先上升后下降的趋势。中度胁迫水平可以作为葡萄灌溉的临界指标。 关 键 词 ：葡 萄 ；水 分 胁 迫 ；叶 片 水 势 ；丙 二 醛 ；脯 氨 酸 ；过 氧 化 氢 酶 ；过 氧 化 物 酶 中 图 分 类 号 ：Ｓ６６３．１ 文 献 标 识 码 ：Ａ
图 １ 不 同 处 理 土 壤 水 势 随 时 间 的 变 化
图 ２ 不 同 处 理 叶 片 水 势 随 时 间 的 变 化
Ｆｉｇ．１Ｓｏｉｌ ｗａｔｅｒ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｃｈａｎｇｅ ｗｉｔｈ ｔｉｍｅ Ｆｉｇ．２Ｌｅａｖｅｓ ｗａｔｅｒ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｃｈａｎｇｅ ｗｉｔｈ ｔｉｍｅ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｄｙｎａｍｉｃ ｃｈａｎｇｅｓ ｏｆ ｓｏｉｌ ｗａｔｅｒ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ａｎｄ ｌｅａｆ ｗａｔｅｒ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｗａｔｅｒ ｓｔｒｅｓｓ，ａｎｄ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｓｔｒｅｓｓ－ｒｅｌａｔｅｄ ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｉｎｄｉｃｅｓ，ｔｈｅ ｃｅｎｔｅｎｎｉａｌ ｓｅｅｄｌｅｓｓ ｇｒａｐｅ （Ｖｉｔｉｓ ｖｉｎｉｆｅｒａ Ｌ．ｖａｒ）ｗｅｒｅ ｕｓｅｄ ｆｏｒ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ，ａｎｄ ｄｉｔｃｈ ｉｒｒｉｇａｔｉｏｎ ｗａｓ ｕｓｅｄ ａｓ ａ ｃｏｎｔｒａｓｔ，ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｗａｔｅｒ ｓｔｒｅｓｓ ｏｎ ｔｈｒｅｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉ－ ｃａｔｅｄ ｔｈａｔ ｗｉｔｈ ｓｏｉｌ ｗａｔｅｒ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｄｅｐｒｅｓｓｅｄ，ｌｅａｆ ｗａｔｅｒ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｄｅｃｌｉｎｅｄ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ，ａｎｄ ｌｅａｆ ｗａｔｅｒ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｗａｓ ｌａｃｋ ｏｆ ｓｏｉｌ ｗａｔｅｒ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ．Ｕｎｄｅｒ ｗａｔｅｒ ｓｔｒｅｓｓ，ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ＭＤＡ ａｎｄ Ｐｒｏ ｉｎ ｌｅａｖｅｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ，ｔｈｅ ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ ｏｆ ＣＡＴ ｗｅｒｅ ｅｎｈａｎｃｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ ｏｆ ＰＯＤ ｗｅｒｅ ｒｏｓｅ ａｔ ｆｉｒｓｔ ａｎｄ ｔｈｅｎ ｄｅｃｌｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ｓｏｉｌ ｗａｔｅｒ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｄｅｐｒｅｓｓｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｗａｔｅｒ ｓｔｒｅｓｓ；ｌｅａｆ ｗａｔｅｒ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ；ＭＤＡ；ＰＲＯ；ＣＡＴ；ＰＯＤ
Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ Ｗａｔｅｒ Ｓｔｒｅｓｓ Ｑｕａｎｔｉｔｙ ｏｎ Ｌｅａｆ Ｗａｔｅｒ Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ａｎｄ ｔｈｅ Ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ｉｎｄｅｘｅｓ ｏｆ Ｇｒａｐｅ