提高果樹抗旱性的措施

目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"目錄 I摘要 1關(guān)鍵詞 1\o"CurrentDocument"1抗旱的機理 1\o"CurrentDocument"2抗旱性鑒定方法 2\o"CurrentDocument"2.1形態(tài)指標 2\o"CurrentDocument"2.2生理指標 2\o"CurrentDocument"2.3生化指標 23提高果樹抗旱性的措施 33.1加強栽培管理 33.1.1合理密植 3\o"CurrentDocument"3.1.2合理修剪 3\o"CurrentDocument"3.1.3合理施肥 3\o"CurrentDocument"3.1.4果園勤深耕 4\o"CurrentDocument"3.1.5魚鱗坑進行等高栽植 4\o"CurrentDocument"3.2果園覆蓋 43.2.1薄膜覆蓋 43.2.2果園覆草 4\o"CurrentDocument"3.3進行抗旱育種 4\o"CurrentDocument"3.4采用保水劑和抗蒸劑 5\o"CurrentDocument"3.5夏季刨樹盤 5\o"CurrentDocument"3.6營造果園防護林 5\o"CurrentDocument"3.7節(jié)水灌溉 5\o"CurrentDocument"4抗旱基因工程 6\o"CurrentDocument"結(jié)束語 6\o"CurrentDocument"參考文獻 7果樹抗旱性研究進展摘要:干旱是一個世界性問題，目前已在許多方面對作物抗旱性進行了探討，本文概述了果樹抗旱的機理，抗旱生理指標，抗旱栽培措施，抗旱基因工程進行了分析。關(guān)鍵詞：抗旱機理生理指標基因工程近年來逆境生理受到研究者們的廣泛關(guān)注。逆境生理指植物在冷、熱、早、澇、鹽等逆境下的生理生化變化。我國近年來果樹生產(chǎn)發(fā)展很快，面積有大幅度提高。但為了不與糧食作物爭地，果樹只能上山下灘。山坡地栽培果樹，水分是其獲得高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的主要限制因子之一。而且我國西部大部分果產(chǎn)區(qū)屬于干早半干早地帶，經(jīng)常受到干旱的威脅。因此，我們有必要研究水分脅迫下果樹的形態(tài)及生理生化變化，提高它的抗早性。因內(nèi)外研究者就這方面已做了大量的研究。本文就果樹抗干旱的機理，抗旱生理指標，抗旱栽培措施，抗旱基因工程等幾個方面進行分析。1抗旱的機理一個品種在特定地區(qū)的抗旱性表現(xiàn)是由自身的生理抗性和結(jié)構(gòu)特性以及生長發(fā)育進程的節(jié)奏與農(nóng)業(yè)氣候因素變化相配合的程度決定的。植物的抗旱性由多基因控制，也是多途徑的。LevittU］認為植物適應干旱的機理可分為：避旱(droughtescape)、御旱(droughavoidance)和耐旱(droughttolerance)其中又把御旱性和耐旱性統(tǒng)稱為抗旱性(droughtresistance)，Levitt在對作物適應干旱的機理進行了更進一步的分析之后指出：避旱、高水勢下耐旱、低水勢下耐旱是作物適應干旱的3種方式。避旱即通過調(diào)節(jié)生長發(fā)育進程避免干旱的影響，高水勢下耐旱是通過減少失水或維持吸水達到的。低水勢下耐旱的途徑是維持膨壓或者是耐脫水或干化。其中，減少失水或耐干化的耐旱性都是以降低產(chǎn)量為代價的。作物適應干旱的機理有3種：御旱、耐旱和高水分利用效率。御旱主要通過擴展根系和調(diào)節(jié)氣孔來維持體內(nèi)的高水勢，耐旱的主要機制是滲透調(diào)節(jié)，高水分利用效率的作物和品種則能夠在缺水條件下形成較高的產(chǎn)量。幾位學者對作物適應干旱機理的認識各有千秋，又不乏共同之處?，F(xiàn)在人們引用最多的是Levitt的分類。2抗旱性鑒定方法植物抗旱性是通過抗旱鑒定指標來體現(xiàn)的，一般來說，生長發(fā)育和產(chǎn)量指標是鑒定抗旱性的可靠指標。為了加速抗旱性鑒定和抗旱遺傳育種進程，一些簡單、可靠而又快速的形態(tài)解剖和生理生化指標在抗旱性的間接鑒定中具有重要意義。2.1形態(tài)指標在形態(tài)性狀上，如根系的長度、數(shù)量及其分布，植株冠層結(jié)構(gòu)特征等，都與抗旱性有不同程度的關(guān)系。一些長期生長在干旱少雨地區(qū)的植物，為了適應惡劣的環(huán)境條件，從植株形態(tài)上表現(xiàn)為株型緊湊，葉直立、根系發(fā)達，較大的根冠比，葉片和角質(zhì)層厚等以抵抗水分脅迫。從葉片的解剖結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)抗旱性較強的品種葉肉組織分化程度較高，具有發(fā)達的柵欄組織和維管組織，導管多且導管直徑較大。程加省等⑵對云南旱地小麥的研究表明，隨著土壤持水量的升高，旱地品種根數(shù)、株高、莖粗、莖節(jié)數(shù)都極顯著地高于田麥品種。2.2生理指標近年來許多研究者對根系提水在抗旱性鑒定中的作用做了大量工作。植物根系提水作用是在蒸騰降低的情況下，通過深層濕潤土壤中的根系吸收水分，并沿維管束系統(tǒng)將水運至淺層根系，然后將部分水分釋放至淺層干燥土壤中的一種生理現(xiàn)象，它能夠在一定程度上緩解淺層根系因缺水導致的死亡，維持植物生存和生產(chǎn)。這一研究已擴展到喬木、灌木、牧草、水果和農(nóng)作物等20多個植物種類［3,4］。但目前在抗旱品種選育方面將根系提水能力作為抗旱鑒定指標或育種指標尚未見報道。2.3生化指標植物在水分脅迫下通過積累溶質(zhì)降低滲透勢維持膨壓的作用。細胞失水后滲透勢下降的原因，一是由于細胞體積縮小，胞內(nèi)溶質(zhì)濃度相應增高的被動效應，二是由于細胞失水后引起代謝變化，使溶質(zhì)的絕對量增加的主動積累效應。滲透調(diào)節(jié)的溶質(zhì)主要是無機離子、碳水化合物、有機酸、脯氨酸、多糖等。草墓受水分脅迫后葡萄糖、果糖、自由氨基酸含量上升［5］。蘋果受水分脅迫后葉中礦質(zhì)元素含量會變化，不同元素對水分脅迫的反應不一樣。象鉀、鐵、錳、鈣、鎂在水分脅迫后含量常上升，恢復供水后不變或含量下降;而硼和鋅受水分脅迫后含量常下降，磷含量基本不變［6］。陸愛華等研究時發(fā)現(xiàn):土壤干早處理后梅樹葉片蛋白質(zhì)含量逐漸降低，復水后很快恢復;可溶性糖含量持續(xù)增加，復水后迅速下降［7］。一般植物干旱時它的脯氨酸含量幾乎都要上升，這已成為一個重要的抗旱生理指標。滲透作用是植物抗旱性的一種重要特征，但它是暫時的、有限的，且保持膨壓也不一定能充分維持植物的生理功能。在除果樹其它林林生化指標上，如脯氨酸和甘露醇等滲透性調(diào)節(jié)物質(zhì)的含量、植株的脫落酸水平和SOD酶與CAT酶活性等。滲透調(diào)節(jié)是植物抵御干旱的一種重要方式，不同植物種類及同一植物種類的不同品種之間可溶性糖、氨基酸含量及其他物質(zhì)含量存在差異。李君等㈤發(fā)現(xiàn)隨水分脅迫強度的增加，抗旱性強的野生馬蹄金葉片滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的積累量及積累速度均高于栽培品種。劉瑞香等［9］發(fā)現(xiàn)，不同的干旱脅迫條件下，沙棘葉內(nèi)脯氨酸和可溶性糖含量隨著干旱脅迫程度和干旱脅迫時間的延長而增加。這些作物生化指標可做為研究果樹抗旱生化指參考。3提高果樹抗旱性的措施3?1加強栽培管理3.1.1合理密植在少雨缺水的條件下，合理密植可使果樹獲得充足的水分、養(yǎng)分，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)豐產(chǎn)，一般進行中等密度栽植，即株行距2.5?3mx4m，園地盡量平整，要大坑（1m見方）栽植。3.1.2合理修剪抗旱較為理想的樹形是自由紡錘形和細長紡錘形，同時在修剪上少造傷口，多留保護樁，修剪后要用封剪油或潤膚油及時涂抹剪、鋸傷口，防止樹液蒸發(fā)，春季及時抹掉多余的萌芽、疏掉無效枝等;實行以花定果，合理負載，限定產(chǎn)量，減少樹體養(yǎng)分的無效消耗。3.1.3合理施肥增施有機肥，改變偏氮的施肥習慣，實行配方施肥，增強樹勢，提高果樹抗旱力。秋季降雨較多，土壤濕度大，及時施基肥利于樹體貯藏養(yǎng)分，這樣次年即使春季干旱，但由于樹體貯藏養(yǎng)分較多，生長鍵壯，使抗旱力增強；施肥應以合理深施為宜，誘導根系向下生長，增強抗旱性能。3.1.4果園勤深耕深耕結(jié)合細耙是防止土壤水分蒸發(fā)的有效措施，深耕與保持水土相結(jié)合，否則大雨、暴雨后會使水土流失;深耕果園可間作一些豆科綠肥，起到固土肥田的作用。3.1.5魚鱗坑進行等高栽植山地、旱坡地和丘陵地果園修建梯田和魚鱗坑進行等高栽植，蓄積降雨到行內(nèi)和樹下，提高局部土壤的水分利用能力，增加抗旱性。3.2果園覆蓋3.2.1薄膜覆蓋一般在春季干旱、風大的3~4月進行，可順行覆蓋或只在樹盤下覆蓋。樹下覆膜能減少水分蒸發(fā)，提高根際土壤含水量，盆狀覆膜具有良好的蓄水作用。3.2.2果園覆草果園覆草一年四季均可，以夏季（5月份）為好。旱薄地多在20cm土層溫度達20C時覆蓋。麥秸、麥糠、雜草、樹葉、作物秸稈和碎柴草均可用于果園覆草。局部覆草667m21000?1500kg，全園覆草667m22000?2500kg。全園覆草不利于降水盡快滲入土壤，而降水以蒸發(fā)方式消耗較多。因此，提倡樹盤覆草，覆草前在兩行樹中間修筑40?50cm寬的畦埂或作業(yè)道，畦內(nèi)整平使近樹干處略高，蓋草時樹干周圍留出大約20cm的空隙，以便降雨盡快滲入土壤。覆草前結(jié)合深翻或深鋤澆水，株施氮肥0.2?0.5kg，以滿足微生物分解有機物對氮肥的需要。覆草厚度為15?20cm，覆草后在草上星星點點壓點土，以防風刮和火災。新鮮覆蓋物最好經(jīng)過雨季初步腐爛后再用。覆草后不少害蟲棲息草中，應注意向草上噴藥。秋季應清理樹下落葉和病枝。另外，不少平原地區(qū)改進了果園覆草技術(shù)，即夏覆草、秋翻埋，每年5月份進行，667m2用草1500kg左右，厚度保持5cm左右，蓋至秋施基肥時翻入地下［10。3.3進行抗旱育種選育一些抗旱力強的優(yōu)良品種，這是提高植株抗旱性的根本方法［11］。3.4采用保水劑和抗蒸劑保水劑是以商品石蠟為原料，采用乳化技術(shù)研制成的一種乳化液。它含有膨化劑，噴后在葉上均勻成膜并保留一定的空隙，使果樹在生長發(fā)育過程中既能進行正常的生理呼吸，又不使水分過分蒸發(fā)［12,13］?？拐魟┲饕煞质屈S腐酸，可明顯降低樹體蒸騰，提高氣孔阻力、葉片水勢［14］。3.5夏季刨樹盤夏季刨樹盤，不僅可使土表疏松，切斷土壤毛細管，減少水分蒸發(fā)，而且能積蓄天然降水，加強土壤中水分的滲透，減少果園的水上流失，同時還能加速肥料分解，加強土壤熟化，提高土壤肥力。夏季刨樹盤傷根愈合快，易發(fā)生新根，提高吸收能力，并能促使根系向下深扎，提高果樹抗旱能力，有利于果樹發(fā)育、果實生長和花芽分化。夏季刨樹盤一般在雨后結(jié)合壓綠肥進行，應掌握樹冠有多大，樹盤刨多大，以不傷粗根為原則。距樹干近，根系淺，大根多的地方要淺刨，一般刨9一12。m，距樹干遠，根系深，大根少的地方要深刨，一般刨20一25cm深比較合適［以。3.6營造果園防護林營造防護林，能減少風沙侵襲，防御旱澇災害，為果樹生產(chǎn)創(chuàng)造良好的屏障條件，保證果樹穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)，防護林是干旱風沙地區(qū)發(fā)展果樹生產(chǎn)必不可少的一環(huán)。防護林的生態(tài)效益，一是降低風速，減免風沙災害，春季防止果樹落花，秋季防止落果。二是保持水土，涵養(yǎng)7卜譚，緩沖地表水徑流，以林蓄水，為果樹抗御干旱所利用。三是提高空氣相對濕度，減少土壤水分蒸發(fā)。四是調(diào)節(jié)氣溫和土壤濕度，使園內(nèi)氣溫偏高，土壤早春解凍早［16］。3.7節(jié)水灌溉任何保水措施都不能完全取代灌溉，探討和利用節(jié)水灌溉方法，依然是果樹抗旱栽培的有效途徑。節(jié)水灌溉就是充分利用有限水量，擴大灌溉面積，主要有滴灌和噴灌。滴灌在風沙干旱地區(qū)具有推廣價值，其中以地下滴灌效果更好，每年可節(jié)水80%以上，同時通過滴灌還可將無機肥和微量元素一同滴入根際范圍內(nèi)，既節(jié)水又節(jié)肥，并且保持土壤疏松，除草方便。噴灌除節(jié)水外，還可調(diào)節(jié)果園小氣候，可在高溫季節(jié)降低園內(nèi)氣溫，減少高溫對果樹的危害。但噴灌果園濕度大，易使果園染病[I7""]。4抗旱基因工程近年來有關(guān)通過脅迫誘導基因研究樹木抗旱性分子機制以及轉(zhuǎn)抗旱相關(guān)基因的研究已取得了一定成效。果樹抗旱基因工程目前還比較少見。 Caruso等(2002)從歐美楊(P.euramericanacv/74/760)無性系Dorskamp(P.euramericanacvDorskampclone)的葉片mRNA中提取一個編碼脫水蛋白的cDNA，將其命名為Peudhn，l通過對Peu-dhnl蛋白序列的測定表明，其結(jié)構(gòu)與擬南芥ERD14、COR47及脫水蛋白LT129相似，這對在研究木本植物是否存在與草本植物，如擬南芥對干旱脅迫表現(xiàn)出相同的分子反應方面具有重要意義。El-Khatib[21]等(2004)研究發(fā)現(xiàn)，在水分脅迫下，以松樹胞質(zhì)的谷氨酰胺合成酶基因進行異位表達為特征的轉(zhuǎn)基因楊樹，表現(xiàn)出較強的抗旱性。在人工林研究方面，利用北美短葉松(P。banksiana)幼苗篩選出干旱誘導基因JPD16和JPD18，從火炬松中克隆出干旱誘導基因lp3,培養(yǎng)抗旱的轉(zhuǎn)基因果樹的研究也在進行(蘇曉華等，2003)[22]。結(jié)束語干旱災害是全球最大的自然災害之一。干旱影響果樹的生長發(fā)育，造成果樹減產(chǎn)。因此，提高果樹自身抗旱性和水分利用效率具有戰(zhàn)略性意義。前人對于植物抗旱生理生態(tài)、抗旱機理和抗旱指標鑒定方面作了大量的研究工作，并取得了突破性進展。但植物抗旱是一個復雜的機理，不同作物和品種適應干旱的方式是多種多樣的，一些作物具有綜合性的、幾種機理共同作用的抗旱特性。因此，今后對于果樹抗旱生理生態(tài)的研究應該更為全面，加強綜合比較研究。此外，今后工作的重點還應加大自然條件下果樹抗旱性的研究，增強實踐意義。同時，應該結(jié)合最新的分子生物學手段，從分子水平上認識植物抗旱機理，對干旱誘導蛋白的編碼基因、抗氧化酶系統(tǒng)、滲透調(diào)節(jié)機制等進行系統(tǒng)研究。參考文獻LevittJ.Responseofplantstoenvironmentalstresses.Vol:AvademicPress,1980,110-211.⑵程加省,于亞雄，楊全華,勾于宏，程耿，胡銀星,白永劉.云南旱地小麥的抗旱性檢測與比較[J],西南農(nóng)業(yè)學報,2008,21(1):57-61.李唯,胡自治，楊德龍,倪郁,李尚忠.苜蓿"玉米根系提水作用測定的影響因素[J].甘肅農(nóng)業(yè)大學學報,2008,43(1):71-76.歷思茂，翟衡.葡萄根系提水作用研究[J].中外葡萄與葡萄酒,2006(4):12-15.BaolinZhang,DbnghtsD.Archboldchiloensis,soluteaccumulationinleavesofaFragariaandaF.virginianaselectionrespondstowaterdeficitstress.JAmerSocHortSci,1993,118(2):280-285.程瑞平.水分脅迫對蘋果樹生長和葉中礦質(zhì)元素含量的影響.植物生理學通訊,1992,28(1):32-34.陸愛華.水分脅迫后梅、杏、桃脯氨酸、脫落酸的累積與抗旱性.南京農(nóng)業(yè)大學學報,1989,12(3):29-32.劉瑞香，楊吉力，高麗.中國沙棘和俄羅斯沙棘葉片在不同土壤水分條件下脯氨酸、可溶性糖及內(nèi)源激素含量的變化[J].水土保持學報2005,19(3):148-151.張智,夏宜平，常樂，孫曉杰.種觀賞草在自然失水脅迫下的生理變化與耐旱性關(guān)系[J].東北林業(yè)大學學報,2007,35(12):17-20.張立民.果樹抗旱栽培技術(shù)，河北果樹.2008:(5