世界范围的干旱问题日益严重
干旱困扰如何节约用水

干旱困扰如何节约用水随着全球气候变化的不断加剧,干旱问题日益突出。
干旱不仅对农业产生严重影响,还会给人们的生活带来诸多困扰。
在干旱地区,如何节约用水成为一项紧迫而重要的任务。
本文将探讨干旱困扰下的用水节约策略,以帮助人们有效应对干旱挑战。
一、调整用水习惯和意识首先,我们应当调整用水习惯和提高用水意识。
人们往往习惯性地浪费水资源,通过培养良好的用水习惯可以极大地减少用水量。
比如,养成及时修理漏水管道的习惯,减少冲洗马桶的次数,利用雨水来浇灌花园等。
在学校和社区中,可以组织开展节水宣传活动,提高全民的用水意识,激发大家的环保热情。
二、改善农业用水效率农业用水是干旱地区最大的用水领域,提高农业用水效率至关重要。
一方面,引进高效灌溉技术,如滴灌、喷灌等,可以极大地减少水的流失。
另一方面,科学安排农作物的种植结构,选择抗旱品种,合理施肥,制定合理的灌溉方案等,都能够有效节约用水。
政府可以出台相应的扶持政策,鼓励农民采用节水农业技术,推动农业用水的可持续发展。
三、加强城市用水管理城市是用水需求集中的地区,加强城市用水管理至关重要。
政府可以制定严格的用水管理政策,推行水价差异化,鼓励市民节约用水。
此外,建立智能用水系统,监测水的使用情况,提供用水的实时数据,可以帮助城市管理者更好地了解用水情况,优化用水方案,提高用水效率。
同时,要加大对违规用水行为的处罚力度,强化城市用水管理的法制化建设。
四、发展水资源多元化利用在干旱地区,除了加强节约用水,还可以发展水资源的多元化利用,以缓解干旱困扰。
一方面,可以开发海水淡化技术,将海水转化为可供使用的淡水资源。
另一方面,可以积极开展雨水收集利用,建设雨水花园、雨水收集系统等,将雨水用于农业灌溉和生活用水。
此外,可以加大对水资源再生利用技术的研究和推广,例如利用污水进行中水处理,用于公共景观绿化等。
五、加强国际合作应对干旱干旱问题是全球性的挑战,需要国际社会共同应对。
各国应加强合作,共享干旱应对经验和技术,促进水资源的合理分配和利用。
干旱管理 应对和适应干旱的措施

干旱管理应对和适应干旱的措施干旱是指在长时间内降水量明显不足,导致地表土壤水分严重缺乏的一种自然灾害。
由于全球气候变化的影响,干旱现象日益加剧,对农业、生态环境和人类生活产生了巨大的威胁。
为了有效应对和适应干旱,人们必须采取一系列的措施,以保护水资源、提高干旱抵抗能力和促进可持续发展。
一、水资源管理1. 水资源调度:在干旱情况下,合理调度水资源是至关重要的。
政府部门应制定有效的水资源管理政策,确保水资源的合理配置和利用。
同时,农业、工业和居民用水的分配也应进行合理的调整,以保证各个领域水资源的平衡供应。
2. 水源保护:保护水源地是水资源管理的重要环节。
通过建立水源保护区、加强水土保持和水环境治理,可以减少水源地的水土流失,提高水质,确保供水的可持续性。
3. 高效用水:推广节水技术和设备,提高农业、工业和居民用水的利用效率。
例如,采用滴灌、喷灌等现代化灌溉方式,减少农业用水的浪费。
同时,加强居民用水的管理,提倡文明用水,减少浪费现象的发生。
二、干旱抵抗能力提升1. 农业措施:改良农作物品种,选育抗旱、耐盐碱的新品种,提高农作物对干旱的适应能力。
此外,合理施肥、选用合适的农业生产模式和管理措施,可以减轻干旱对农作物的影响。
2. 水土保持:加强水土保持工作,包括植被恢复、退耕还林还草、防风固沙等,保持土壤水分的蓄积与保持。
通过加强水土保持,提高土壤保水能力,并遏制干旱引发的沙尘暴等灾害。
3. 气象监测和预警:建立健全的气象监测站网络,及时掌握气象变化情况。
结合气象数据和专业预报,提前发出干旱预警,提醒人们采取适当措施,减轻干旱带来的损失。
三、可持续发展推进1. 多元化经济结构:建立多元化的农业经济结构,降低对以水为基础的传统农业的依赖。
发展生态农业、旅游业、现代服务业等,增加农民的收入来源,减轻农业干旱风险带来的经济压力。
2. 推广可再生能源:减少对传统化石能源的依赖,大力发展可再生能源,如太阳能、风能等。
干旱问题调研报告

干旱问题调研报告干旱问题调研报告一、背景介绍干旱是指某个地区在长时间内降水量明显不够,导致土壤水分亏缺,影响农作物生长以及饮用水供应的现象。
全球干旱问题日益严峻,给农业、生态系统和人类生活带来巨大影响。
因此,我们进行了干旱问题的调研,并撰写了此报告。
二、调研内容1. 干旱的影响:干旱会造成灾情加剧、农作物减产、草地退化、水资源短缺等问题。
此外,干旱还会导致生态系统崩溃,生物多样性下降,甚至引发战争。
2. 干旱的主要原因:全球气候变化是导致干旱的重要原因之一。
气候变暖导致降水模式发生变化,很多地方的旱情日益严重。
此外,过度的人类活动、乱砍滥伐、不合理的农田灌溉等也是干旱的原因。
3. 干旱与社会经济的关系:干旱会导致农业生产减产,使农民收入减少。
同时,水资源短缺会对工业生产、城市用水等领域带来严重的负面影响。
此外,干旱还加剧了贫困、饥饿和环境迁徙等社会问题。
4. 干旱防治措施:为了应对干旱问题,应采取多种措施。
一是加强水资源管理,完善降水观测和气象预警系统。
二是发展节水农业技术,减少农田用水。
三是合理规划城市用水,提高供水设施。
四是推动生态修复,保护水源地和湿地资源。
五是加强国际合作,共同应对全球气候变化。
三、调研结论1. 全球干旱问题日益严峻,给农业、生态系统和人类社会带来巨大挑战。
2. 干旱与气候变化、不合理的人类活动密切相关。
3. 干旱对社会经济影响广泛,特别是农业生产和城市用水。
4. 针对干旱问题,需要加强水资源管理、发展节水农业技术、合理规划城市用水、推动生态修复和加强国际合作等多方面措施。
四、建议和展望1. 政府部门应加大对干旱问题的重视和投入,加强水资源管理和气象预警体系建设。
2. 农业部门应推广节水农业技术,提高农田用水效率。
3. 城市管理部门应加强城市用水管理,提高供水设施和水资源的利用率。
4. 社会各界应加强对干旱问题的宣传和教育,提高公众的水资源意识和环保意识。
5. 国际社会应加强合作,共同应对气候变化和干旱问题。
外国干旱现状分析报告

外国干旱现状分析报告目前,全球范围内干旱现象日益严重,给许多国家和地区的农业、生态环境以及人民生活带来了严重的影响。
本文将对几个主要国家和地区的干旱现状进行分析,以期更好地了解当前的情况,并为制定相关的应对策略提供参考。
一、非洲地区干旱现状分析非洲大陆可谓是全球最为干旱的地区之一。
撒哈拉以南非洲国家长期面临着水资源短缺的问题,尤其是撒哈拉以南的半干旱地区。
这些地区的干旱主要由气候、地质和人类活动等多种因素综合作用所致。
非洲国家缺乏有效的水资源管理、现代化的农业技术,加之不断增长的人口数量,导致农作物生产严重受损,粮食安全形势日益严峻。
二、亚洲地区干旱现状分析亚洲地区包括了许多干旱程度较高的国家,如中东地区、中亚地区以及印度次大陆等。
中东地区由于气候独特,降水稀少,沙漠化问题突出,水资源供应紧张,导致农业困境严重,国家经济发展受到限制。
中亚地区则由于地理位置独特,大部分为内陆国家,地势高且缺乏大型水源,使得干旱呈现出普遍性和长期性特征。
印度次大陆也面临着严重的干旱问题,特别是西北地区,主要是由于季风气候带来的降水不均匀性以及水资源管理不善所致。
三、北美地区干旱现状分析北美洲的干旱主要集中在美国西部和墨西哥北部,而美国西部尤其是加利福尼亚州的干旱程度堪称世界之最。
这些地区的干旱主要由于全球气候变暖引起的降水减少,以及过度开发水资源所导致的问题。
干旱给该地区的农业产量和生态环境带来了巨大的风险,各州政府不得不采取限制用水的措施,以应对水资源短缺的问题。
四、澳大利亚干旱现状分析澳大利亚是地球上最干旱的国家之一,大部分地区都位于干旱区域。
近年来,澳大利亚经历了连续多年的干旱,导致农业生产严重受损,畜牧业和种植业遭受巨大损失。
澳大利亚政府不仅加强了水资源管理和节水措施,还推动了科研机构的合作,共同寻求应对干旱的创新解决方案。
综上所述,全球范围内干旱现象普遍存在且日趋严重,不同地区受到的影响程度各不相同。
为了应对干旱带来的挑战,各国政府和相关利益方应加强合作,加大投入力度,推动科研机构的合作,制定并实施更加有效的水资源管理和适应性农业措施,以确保农业产能、维护生态环境,并保障人民的生活需求。
抗旱工作调研报告

抗旱工作调研报告抗旱工作调研报告一、背景和目的随着全球气候变暖和人类活动的加剧,干旱造成的灾害日益严重。
为了解决抗旱工作的现状和问题,特进行此次调研,旨在全面分析抗旱工作的成效,为进一步改进和完善抗旱工作提供参考。
二、调研对象和方法本次调研主要对象为各地的抗旱部门和相关专家学者。
采取问卷调查和面对面访谈的方式,收集相关数据和意见。
三、调研结果分析1. 抗旱意识普遍提高:调研结果显示,社会各界对抗旱意识有了普遍认识,抗旱工作在人们的日常生活中得到了更多的关注和重视。
2. 抗旱技术应用进步:各地在抗旱技术研究与应用方面取得了一定进展,例如人工增雨、节水灌溉技术、土壤改良等,有效提升了抗旱能力。
3. 抗旱工作存在的问题:调研发现,尽管抗旱工作取得了一些成绩,但仍存在一些问题。
首先,抗旱工作缺乏整体协调,各相关部门之间缺乏有效的沟通和合作。
其次,抗旱投入不足,资金和技术支持仍然偏少。
此外,一些地区在抗旱项目的选择上存在不合理的情况,短期效果显著,但长期可持续性不强。
4. 抗旱工作的亮点和创新:部分地区针对实际情况,通过进行水资源调度、建设水库和水利设施、推广节水农业等措施,在抗旱工作上取得了一定成效。
四、建议和对策1. 提升抗旱意识:通过加强宣传教育,提高公众对抗旱意识的重视程度,培养群众节水意识和良好的用水习惯。
2. 加强科研与技术创新:加大抗旱技术研究力度,加强人工增雨、水资源调度、节水灌溉等技术创新,提高抗旱能力。
3. 健全抗旱工作机制:建立健全跨部门、跨地区的抗旱工作机制,加强各相关部门之间的合作与协调。
4. 加大抗旱投入:增加对抗旱工作的投入,提供足够的资金和技术支持,推动抗旱工作取得更好的效果。
5. 积极推广成功经验:各地应加强抗旱工作经验的交流与分享,借鉴先进的做法,为其他地区提供参考。
五、结论抗旱工作是当前亟待解决的一项重要任务。
虽然已经取得了一些成果,但仍面临一些挑战。
通过加强宣传教育、技术创新、机制建设和投入增加等措施,可以进一步提高抗旱工作的效果,保障人们的生活和经济发展的可持续性。
缓解干旱的主要措施

缓解干旱的主要措施引言干旱是指长期缺少降水而导致水源紧缺的自然现象,严重影响人类的生产生活。
在全球气候变暖和人类活动增加的背景下,干旱现象日益加剧,因此采取有效的措施缓解干旱问题变得尤为重要。
本文将介绍一些主要的措施,以帮助减轻干旱的影响和保障水资源的可持续利用。
1. 提高水资源利用率1.1 节水意识教育通过开展节水宣传教育活动,提高公众对节水重要性的认识。
可以利用媒体、社交网络等渠道,普及节水知识、宣传节水技术和措施,鼓励人们节约用水。
1.2 推广节水设备推动节水设备在各个领域的广泛应用。
例如,在农业领域可以推广使用滴灌、喷灌等节水灌溉技术,减少浪费;在城市居民用水方面,可以推广使用节水淋浴头、节水马桶等设备,减少用水量。
1.3 加强水资源管理加强水资源的管理和分配,确保公平合理的水资源使用。
可以通过建立水资源监测和管理系统,合理规划水资源利用,提高水资源的利用效率。
2. 发展水资源多样化2.1 雨水收集利用加强雨水收集利用的研究和应用。
可以在建筑物屋顶设置雨水收集设施,将雨水储存起来,用于农田灌溉、景观绿化等领域,减轻对地下水的依赖。
2.2 海水淡化发展海水淡化技术,将海水转化为可供人类使用的淡水。
海水淡化技术包括蒸发结晶法、逆渗透法等,可以有效解决沿海地区缺水问题。
2.3 水资源转移通过水资源转移工程,将丰富的水资源从水源丰富的地区输送到干旱缺水的地区。
例如,中国的南水北调工程就通过引水将长江水等转移到北方干旱地区,缓解了该区域的水资源短缺问题。
3. 生态保护与恢复3.1 植树造林加强植树造林工作,通过人工引种、补植林木等措施,恢复植被覆盖,改善生态环境。
植树造林可以提高土壤固持能力,减少水土流失,有助于保持水资源的循环。
3.2 湿地保护加强湿地保护工作,维护湿地生态系统的稳定性和健康。
湿地对水资源具有重要的保持和调节作用,对缓解干旱具有重要意义。
3.3 防止土地沙漠化加大土地沙漠化防治力度,防止因土地退化而导致的干旱问题。
气候变化与水资源干旱与水危机

气候变化与水资源干旱与水危机随着全球气候变化日益严重,水资源干旱与水危机问题引起了广泛关注。
气候变化对水资源的影响已经显而易见,而水危机的出现也给社会经济发展带来了巨大挑战。
本文将就气候变化与水资源干旱与水危机问题展开讨论。
一、气候变化对水资源的影响气候变化使全球降水分布发生了显著的改变,某些地区出现干旱的频率和严重程度不断加剧。
长期以来,水资源的供给主要依赖于水循环过程,包括降水、蒸发和蓄水等环节。
然而,由于气候变化导致的降水模式变化,水循环过程遭受到了严重干扰。
首先,气候变化导致降水分布不均匀。
一些地区出现了降水量减少的现象,导致水资源供给不足。
而另一些地区降水量虽然有所增加,但极端降水事件的频率也显著上升,容易引发洪涝灾害,使水资源利用效率降低。
其次,气温的上升也对水资源产生着深远影响。
气温上升使地表水蒸发速度增加,地下水和湖泊水面的蒸发也相应增加,导致水资源的蒸发损失加大。
另外,全球冰川融化加快,水源地蓄水容量减少。
冰川融化是水资源的重要补给源之一,如果冰川消失或减少,将导致许多地区水资源的缺乏。
二、水资源干旱与水危机的现状由于气候变化的影响,水资源干旱与水危机在许多地区已经成为常态。
人们面临着水资源供求矛盾加剧、用水需求快速增长和供水能力有限等问题。
首先,一些地区水资源供求矛盾尖锐。
干旱地区的水资源供给长期不足,以致人们在取水方面面临困难。
此外,由于人口增加和经济发展,用水需求不断增长,导致水资源供需矛盾更加尖锐。
其次,农业用水对水资源需求的增长也加剧了水危机的发生。
农业是水资源使用量最大的部门,而农业水利设施落后、灌溉方式低效,导致了大量水资源浪费。
农业用水效率的提高是解决水危机的关键。
另外,城市化进程也加重了水危机。
随着城市化进程的加速,城市用水需求快速增长。
但由于水资源供给有限,城市中出现了严重的供水问题,甚至一些城市出现了水源断缺的情况。
三、应对气候变化与水资源干旱与水危机的措施面对气候变化和水资源干旱与水危机的严峻形势,各国政府和国际组织采取了一系列措施来解决这一问题。
气候变暖导致的干旱与荒漠化

气候变暖导致的干旱与荒漠化随着全球气候的变暖,干旱和荒漠化问题日益严重。
尽管干旱和荒漠化是自然环境中常见的现象,但气候变暖加剧了这些问题的频率和严重程度。
本文将探讨气候变暖对干旱和荒漠化的影响,分析其原因,并提出一些解决方案。
一、气候变暖与干旱的关系气候变暖使气候变得更加不稳定,导致干旱现象的发生频率增加。
气候变暖引起的气候变化导致降雨量分布不均,有些地区降雨减少,导致干旱的发生。
此外,气候变暖还加剧了蒸发蒸腾作用,使土壤水分蒸发速度加快,也是干旱的一个重要原因。
二、气候变暖与荒漠化的关系气候变暖加速了土地的退化和沙漠化进程,导致荒漠化问题的严重性增加。
气候变暖使地表温度上升,加剧了土壤水分蒸发,导致土地变得干燥。
同时,气候变暖还使植被覆盖减少,降低了土地固持力,进一步促进了荒漠化的扩展。
三、气候变暖导致干旱与荒漠化的原因1.温室气体排放:人类活动产生的大量温室气体排放是导致气候变暖的主要原因。
工业化、交通运输、能源消耗等活动导致大气中温室气体浓度上升,引发全球气温上升,进而导致干旱和荒漠化问题的恶化。
2.过度开发与不合理利用自然资源:不合理的土地开垦和过度的水资源利用也是干旱和荒漠化问题的原因之一。
过度开发导致植被破坏,进而引起干旱。
同时,过度利用水资源会导致水源减少,缺水进一步加剧土地的荒漠化。
四、缓解气候变暖导致的干旱与荒漠化的解决方案1.加强温室气体减排:减少温室气体的排放是缓解气候变暖的关键,需要全球范围内的合作。
减少化石燃料的使用,推广清洁能源技术,改善工业生产和交通运输方式等都是减排的有效手段。
2.合理利用水资源:合理规划水资源的利用,加强水资源的保护和管理,鼓励节水型社会的建设。
推广浇灌设施的现代化,提高灌溉水的利用效率,可以有效减少水资源的浪费。
3.恢复植被覆盖:植被的恢复对于降低土壤水分蒸发、防治荒漠化具有重要作用。
加强植被保护,推动植被恢复项目的实施,可以提高土壤水分保持能力,减少土地的干燥程度。
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目录摘要 (1)关键词 (1)Abstract (1)Key Words (1)引言 (1)1 玉米生长发育对水分胁迫的响应 (1)1.1 玉米营养生长与水分胁迫 (1)1.2 玉米生殖生长与水分胁迫 (2)2 玉米光合作用对水分胁迫的响应 (3)2.1 玉米叶绿素荧光与水分胁迫 (3)2.2 玉米光合与水分胁迫 (3)3 玉米体内活性氧代谢对水分胁迫的响应 (4)3.1 活性氧产生与水分胁迫 (4)3.2 活性氧对植物的伤害 (4)3.3 植物体内活性氧清除系统与水分胁迫 (5)3.3.1 酶促活性氧清除系统与水分胁迫 (5)3.3.2 非酶促活性氧清除系统与水分胁迫 (5)4玉米水分利用效率(WUE)对水分胁迫的响应 (5)5 玉米产量对水分胁迫的响应 (6)6 存在问题 (6)参考文献 (6)水分胁迫对玉米生长的影响学生姓名:葛亚青学号:20095071313院系:生命科学学院专业:生物科学指导老师:谢素霞职称:副教授摘要:全球气候变化范围内干旱化的加剧将对我国主要粮食和最重要的饲料作物玉米产生严重影响,为增进玉米对干旱化响应与适应的了解及制定应对策略,本文系统化的总结了水分胁迫对玉米的生长发育、光合作用、体内活性氧的代谢、水分利用率和产量等重要生理指标的影响。
关键词:水分胁迫;玉米;生长发育;产量Abstract:The context of global climate change will increase droughts of the most important of China's major food and feed crops of corn have serious implications for the promotion of maize to drought response and adaptation to understand and develop coping strategies, this article summarizes the systematic water stress on corn growth and development, photosynthesis, reactive oxygen species metabolism, water use efficiency and yield and other important physiological indexes.Key Words:Water stress; Maize; Growth; Yield引言世界范围的干旱问题日益严重,是制约农业生产的主要逆境因子之一。
据统计,干旱造成的粮食减产位于各种自然灾害之首。
世界上有三分之一的课耕地处于供水不足的状态[1],尤其是近几年来,气候的全球性恶化所引发干旱发生的周期越来越短,程度越来越重,对粮食生产构成了严重威胁。
因此,研究作物对干旱的生理响应规律和适应性一直是热点问题近几十年来国内外玉米旱害机理研究发展迅速。
其研究内容已涉及到植物生理学的各个领域,从水分胁迫下玉米植株形态、细胞及亚细胞超微结构、生理生化过程等方面进行了广泛而深入的研究,取得了明显的进展,积累了宝贵的经验。
1 玉米生长发育对水分胁迫的响应1.1 玉米营养生长与水分胁迫水分胁迫对玉米生长的影响是全面而深刻的[2]。
水分胁迫使植物产量降低的基本原因,是它抑制了植物的生长过程。
在干旱条件下,远在净光合速率明显变化之前,生长就受到了很大抑制。
干旱对生长的影响,主要表现在对细胞伸长的抑制,一般情况下细胞分裂仍可继续进行。
因此旱地作物细胞小,植株矮小。
随胁迫加强,玉米叶片的伸展速率迅速减慢直至停止,老叶的衰老速度加快,单株叶面积、干物质量明显减少[3]。
干旱对植物地上部的影响要大于对地下部分的影响。
水分亏缺时,地上部分难以正常生长,而根系为了维持植物生存而加快生长,因此,干旱提高了植物的根冠比,同时降低了侧根/主根的比率。
干旱条件下,植物根系吸水量和吸水速率受到抑制,同时对无机盐的吸引也受到限制,根系分泌减少。
活力下降,膜透性增加固;细胞膜结构也发生相应的变化。
膜脂脂肪酸不饱和度下降,根细胞膜的流动性降低细胞膜总脂和磷脂含量的降低。
磷脂是构成根细胞膜的主要组分,因此水分胁迫条件下磷脂含量的下降反映了根细胞膜的减少。
1.2 玉米生殖生长与水分胁迫研究指出,玉米的生殖器官对干早胁迫的反应比营养器官敏感的多。
因此在玉米营养生长和生殖生长并进时期及以生殖生长为中心的时期。
干旱使玉米生殖器官受伤害的程度远远超过营养器官,这种伤害快速且不可逆。
从而严重影响玉米的产量形成和最终子粒产量[4]。
生殖器官易受旱害的现象在多种作物中是普遍存在的[5]。
干旱对玉米生殖器官的影响表现为:影响雌雄穗分化进程,延迟花丝的抽出时期,造成花期不遇[6];抑制雌穗的生长发育,促使雌穗变短变细。
总的基础物质不足,造成子粒粒重严重降低;影响雌穗的小穗、小花的分化发育,导致败育花数和败育粒数增多。
不同生育时期干旱对生殖器官的影响研究表明,谷类作物对水分亏缺的最敏感期是小穗形成与开花期之问;开花期暂时缺水,也会显著减少结实粒数,缺水的关键临界期为花粉母细胞出现时,直到受精作用结束时为止。
开花及受精期受旱,由于花粉粒脱水使受精粒数减少。
受旱时,花粉粒发芽、花粉管生长及花柱、子房、胚珠的发育都受影响,玉米有较长的花柱,受害更为严重[7]。
2 玉米光合作用对水分胁迫的响应2.1 玉米叶绿素荧光与水分胁迫叶绿素是植物光合色素中最重要的一类色素,其含量可因多种逆境的胁迫而下降。
水分胁迫下叶片中叶绿素a、叶绿素b及总叶绿素含量均有所下降[8],并且,叶绿素a对活性氧的反应较叶绿素b敏感,因此水分胁迫下植株体内活性氧的增多导致叶片中叶绿素a/b比值会降低[9]。
叶绿素荧光动力学是以光合作用理论为基础,利用体内叶绿素a荧光作为天然探针,研究和探测植物光合生理状况及各种外界因子对其细微影响的新型植物活体测定的诊断技术[10]。
越来越多的研究表明。
植物体内发出的叶绿素荧光信号包含了丰富的光合作用信息。
且极易随外界环境的变化而变化,可以快速、灵敏和非破坏性的分析逆境因子对光合作用的影响[11]。
在水分胁迫初期,玉米叶片PSII光化学效率(Fv/Fm)与对照相比没有差异(P<0.05),从第5天起开始,其随水分胁迫天数增加逐步下降。
玉米叶片光化学效率(Fv/Fm)均随水分胁迫强度的增加呈明显降低趋势[12]。
而水分胁迫处理的玉米幼苗叶片的叶绿素荧光,脱水不影响原初荧光(F0),轻微抑制最大荧光(Fm)、可变荧光(Fv)、光化学效率(Fv/Fm)和PSII潜在光化学活性(Fv/F0)。
2.2 玉米光合与水分胁迫干旱降低了玉米的光合作用,主要表现为玉米气孔导度、蒸腾速率、净光合速率显著下降[13],气孔限制值变小、叶肉细胞间隙CO2浓度升高。
在干旱胁迫初期,光合速率下降主要是由气孔导度的降低,即气孔因素引起的。
而在中等或严重干旱胁迫下,叶绿素破坏,叶绿体超微结构受损,光合羧化酶如PEP酶、RUBP 酶活性下降等非气孔因素是导致光合速率下降的主要原因。
对水分胁迫条件下玉米光合速率日变化的研究表明:缺水时作物光合速率在午前段以气孔限制为主,午后段则以非气孔限制为主。
干湿处理间光合速率、气孔导度、蒸腾速率差别最明显的时段为下午(12时~16时);光合速率、蒸腾速率的日变化表现为上午、下午两个峰,且上午峰(8时~l0时左右)明显高于下午峰值;气孔导度的日变化表现为上午高、下午明显低的特征[14]。
3 玉米体内活性氧代谢对水分胁迫的响应3.1 活性氧产生与水分胁迫目前,在自由基植物学研究中,以活性氧的植物生理学研究为主要领域。
在正常情况下,细胞内活性氧的产生与清除总是处于动态平衡状态,即体内产生的活性氧可以及时地被活性氧清除剂清除掉。
不会对植物产生伤害。
水分胁迫时,植物体内会产生大量的活性氧。
造成氧化损伤,从而对植物产生严重的危害。
根据生物自由基伤害学说,干旱胁迫下造成对植的伤害就是细胞内自由基的产生与清除的不平衡所致,从而使膜脂发生过氧化作用或膜脂脱脂作用(形成丙二醛),破坏膜结构,使植物受到伤害[15]。
这些活性氧是通过植物体自身代谢产生的一类自由基。
主要包括:氢氧根负离子(OH-)、羧基自由基(·OH)、过氧化氢(H2O2)、超氧物阴离子自由基(O2-)、单线态氧(1O2)等。
3.2 活性氧对植物的伤害在正常供水情况下,植物体内产生的活性氧处于一个较低的水平,不会对植物产生伤害。
而在水分胁迫状态下,活性氧的代谢平衡被打破,使活性氧增多。
它会攻击各种蛋白质上的氨基酸残基,氨基酸残基的金属结合位点被优先氧化,组氨酸、脯氨酸、精氨酸和赖氨酸残基是氧化作用的主要靶子。
这会导致蛋白质,叶绿体等发生降解。
在蛋白质氨基酸氧化修饰过程中,C=0基的形成是蛋白质氧化的一个早期指标。
并且,通过Haber Weiss反应,可产生更多的活性氧,从而增加了对植物的伤害。
活性氧中的·OH能直接启动膜脂过氧化的自由基链式反应,其产生的脂质过氧化物继续分解形成低级氧化产物如丙二醛(MDA)等。
MDA对细胞质膜和细胞中的许多生物功能分子均有很强的破坏作用。
它能与膜上的蛋白质氨基酸残基或核酸反应生成Shiff碱,降低膜的稳定性,加大膜透性,促进膜的渗漏,使细胞器膜的结构、功能紊乱,严重时导致细胞死亡。
因此,MDA的增加既是细胞质膜受损的结果,也是伤害的原因之一。
活性氧中的O2-在细胞内具有很强的毒害作用,O2-可启动膜脂不饱和脂肪酸的过氧化作用,而过氧化作用过程中又产生O2-。
如此反复,进一步增强了过氧化作用,使质膜受到严重的伤害。
另外,干旱时活性氧还会使膜脂发生脱脂化作用。
使不饱和脂肪酸含量减少,不饱和脂肪酸指数(I-UFA)下降,影响膜脂流动性,导致膜功能减弱。
3.3 植物体内活性氧清除系统与水分胁迫细胞内活性氧的清除方式是多种多样的。
植物体内存在酶促和非酶促两类活性氧清除系统。
3.3.1 酶促活性氧清除系统与水分胁迫植物体内酶促活性氧清除系统包括超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(ASP),谷胱甘肽还原酶(GR)等。
SOD在活性氧的清除系统中发挥着特别重要的作用,是植物体内清除活性氧系统的第一道防线,在保护系统中处于核心的地位。
其主要功能是清除O2-,CAT 和POD清除生物体内的H2O2,另外,ASP和GP也是十分重要的H2O2的清除酶。
细胞中过量积累的H2O2,可与O2-发生Haber weiss反应,生成更多的活性氧。