干旱胁迫对玉米生长的影响
吴婷
宁夏大学生命科学学院，宁夏 银川 750021
【摘要】植物的生命活动十分复杂，水分、温度、光照、土壤等外界环境会影响植物的生
长与发育。本实验通过干旱与正常生长的不同处理设计对照实验，再通过测量植物的生长速度、脯氨酸的含量以及测定植物的形态指标（鲜重、干重、根冠比）来研究干旱对植物生长的影响。
【关键词】玉米、干旱胁迫 、正常生长
Effects of drought on maize growth
Wuting
(Ningxia university of life science school)
【Abstract】Plant life activity is very complex, moisture content, temperature, light, soil and other external environment will affect plant growth and development. This experiment by drought and normal growth of different processing design, again through the measurement of plant growth rate and the content of proline and determination of plant morphological index (fresh and dry weight of root, the study of drought) of plants grow. 【Keywords】drought , maize
玉米喜温，种子发芽的最适温度为25～30℃，适宜的土壤pH为5～8，以6.5～7.0最适。在我国东北地区，干旱和低温是制约玉米幼苗生长的两个重要因素，为此本实验研究了干旱对玉米生长的影响1。为玉米育种提供理论依据。
1 实验准备与幼苗培养 1.1 实验材料与器材
材料：实验室老师准备的玉米种子，本地区土壤、自来水 器材：6个花盆，尺子、记录本 1.2 播种
每个花盆中分散播种6~8粒玉米种子，当玉米苗出现第3片叶子时开始间苗，
每盆保留3株长势良好且一致的玉米苗，玉米苗在花盆中如图1分布，有利于玉米苗生长2。
图一 1.3 干旱处理及生长速度的测量
A. 当玉米苗出现第5片叶子时开始干旱处理，连续处理3周； B. 每天测量植株叶片生长长度。 1.4 生长量的测定 1.4.1 植株鲜重的测定
将不同处理的玉米苗小心连同根系取出，洗净，用吸水纸吸干水分后天平称取鲜重，比较不同处理植株鲜重的差别3。 1.4.2 植株干重的测定
将称取鲜重的玉米苗置于110℃烘箱中杀青15 min后，80℃烘干至恒重后用天平称干重，并计算植株含水量4。
植株含水量(%)= 1.4.3 根冠比的测量
根冠比=
植株根系干重
植株地上部分干重
植株鲜重－植株干重
×100%
植株鲜重
第一株 第二株 第三株 2 数据记录处理
2.1 玉米叶片生长速度
在不同处理中分别选取新长出的叶片，每天测量其长度，记录，求出单位时间内（1 d）叶片长度变化值，作随时间变化的动态图。 数据如下表：分别为5、6片叶子 时间（月.日） 对照（平均值） 3月12日 3月13日 3月14日 3月15日 3月16日
26.94 31.48 35.17 38.88 43.11
干旱（平均值）
26.95 27.84 28.54 33.13 35.29 干旱（平均值）
23.66 24.22 24.37 24.68
表一5、6片叶子平均生长长度
从两片叶子的生长速度比较中看出，干旱处理的生长较慢。由水的生理作用知道：水是细胞质的主要组成物质，是代谢过程中的反应物质，参与物质运输与维持细胞的形态、维持内环境的稳定5。缺水造成植物生长缓慢，主要原因是影响了其内部的生命活动，造成机体器官的萎缩或者死亡。从中我们可以得到启示，在玉米种植中，当干旱出现时应该及时灌溉，否则会影响到其的生长与发育，造成收成的减产。
2.2 玉米生长量（表二） 植株 对照 干旱 地上部分 对照 干旱 鲜重（g） 123.37 49.30 100.49 30.37 5.55 2.53 4.1 1.96 干重（g） 时间（月.日） 对照（平均值） 3月17日 3月18日 3月19日 3月20日
33.14 39.59 40.9 43.33
地下部分 对照 干旱 35.70 11.90 1.45 0.87 植株含水量（对照）(%)= /123.37×100%=95.5% 植株含水量（干旱）(%)=/49.30×100%=39.5% 根冠比（对照）=
植株鲜重－植株干重
×100%=（123.37—5.55）
植株鲜重
植株鲜重－植株干重
×100%=（49.30—2.53）
植株鲜重
植株根系干重
×100%=1.45/4.1×100%=35.37%
植株地上部分干重
植株根系干重
×100%=0.87/1.96×100%=44.39%
植株地上部分干重
根冠比（干旱）=
3 玉米的不同指标测定
3.1 植物体内游离的脯氨酸含量的测定
实验原理： 脯氨酸是植物体内有效地渗透调节剂，几乎所有的逆境，都导致植物体内游离的脯氨酸大量的累积6，尤其是干旱胁迫下， 脯氨酸积累尤为明显，可比正常含量高几十倍或者百倍。所以脯氨酸是植物抗逆性的一项指标7。 用磺基水杨酸提取植物体内的游离脯氨酸，在酸性条件下，脯氨酸与茚三酮反应生成稳定的红色化合物，用甲苯萃取之后，此化合物在520nm波长处有最大吸收值8。脯氨酸浓度在一定范围内与其吸光度值成正比。 实验材料：干旱组的玉米叶片，对照组的玉米叶片 脯氨酸的含量测定结果：
先绘制标准曲线，得出回归方程为：
y=0.0455x--0.0138（R2 =0.9967）………（1） 其中y 为OD值，x为脯氨酸的浓度 测得的OD值结果如下： 510nm的OD值 1 干旱组 0.275 对照组 0.062 2 平均值 0.251 0.263 表三
0.054 0.058 将以上数据带入（1）得到：
干旱组的脯氨酸的浓度为：6.084ug 对照组的脯氨酸的浓度为：1.578ug 脯氨酸的含量：
干旱组：4.843ug.g-1 对照组：1.256 ug.g-1
结果显示，在干旱胁迫下，脯氨酸的积累比较明显。说明实验中的干旱处理达到了预期的效果。 4 结果分析
4.1 形态结构与玉米的抗旱性
从表二可以看出，对照组植株含水量为95.5%，干旱组植株含水量为39.5%；对照组根冠比为35.37%，干旱组根冠比为44.39%。很明显玉米因干旱胁迫植株水分大幅度减少，而根冠比比对照组要大，因为干旱迫使玉米根向更深的泥土扎进，所以其根系相对来说比较发达。这是对干旱环境的一种适应。另外我们观察到，水分胁迫对玉米的生长影响很大 ，在干旱条件下 ，玉米生长缓慢 ，单株最大叶面积和叶片数相对减少 ，单株干物质积累量显著减少，而对照组却长得非常喜人。从图二、三中可以看出，对照组玉米叶片的生长速度比干旱组的要快得多，对照组的生长曲线的斜率要比干旱组大，这是因为对照组水分充足，养分供应持续，光合作用速率高，所以有效生长速度高9。 4.2 生理代谢与玉米抗旱性
从表三中看出干旱胁迫下，脯氨酸的积累比较明显。这是因为干旱催生ABA，ABA 能提高根系的水势、 降低渗透势、 增加渗透调节能力，而且能够显著地提高脯氨酸含量， ABA 浓度能影响叶绿体的超微结构，增加ABA浓度会导致外膜破裂，完全破坏膜结构10。干旱条件也影响到作物的光合代谢，如光合与呼吸强度、电子传递速率、 光合磷酸化活性等，干旱对光合作用的影响很大程度上是通过气孔的开放来完成的1。水分胁迫引起气孔关闭， CO2 扩散阻力增大， PSII 及光合磷酸化活性下降， RuBP 再生受阻，光暗呼吸变等化在轻度水分胁迫条件