当前世界环境

介绍

任何作物物种的品种的性能在特定的农业气候条件下具有区域间变异，并且估计在植物暴露于不利环境时平均减少69％。¹出于各种环境因素，影响作物生产和生产力，可用的水是最重要的。由于其对许多细胞和全植物功能的影响，水赤字对植物生长和繁殖产生负面影响。²植物生理学，形态学和解剖学对植物生理，形态和解剖的影响得到了很好的记录。^3,4,5,6,7.水分亏缺胁迫对植物生长的影响主要表现在微观和宏观两个层面，^8、9居住在各种生理和生化过程，包括光合作用，呼吸，易位，离子吸收，碳水化合物，营养代谢和激素。^10,11,12,13在生长季节期间，水分胁迫的影响是最严重的，产生不利影响作物生产。⁴

通过一些生理、形态和解剖学上的改变，一些植物使自己适应逆境从而存活下来。这些反应可能促进适应，也可能表明损伤的发生。²但是，促进适应水资源赤字的合适机制的实际识别是一项艰巨的任务。由于环境因素，所有植物响应了水压力，但物种之间的强度变化。¹⁴在相似的环境条件下，越偏离其正常特性，品种的耐受性越差。耐受性品种是指在正常生长过程中不发生太大变化就能适应这种变化的品种。这些物种的反应是商业上可接受的，即促进适应性而不会对植物生长和作物生产产生多大影响。

该研究的目的是在相似的水分胁迫条件下对不同植物品种的形态学和解剖改性进行相对评价，对影响其生长性能的生理过程的影响。唐菖蒲属于家庭Irideae.被称为球茎花的女王，在国际花卉贸易中占据着突出地位。¹⁵它成为印度东北地区的重要商业装饰作物。然而，不稳定的气候和水资源赤字在生长季节期间导致该地区的生产力严重威胁。该实验是在三种唐菖蒲viz制片中进行的。AARTI，诸如ASSAM的雨量条件下的AARTI和阿波罗在季节性水分胁迫下研究其适应策略，以及对其生长的影响。然而，不稳定的气候和水资源赤字在生长季节期间导致该地区的生产力严重威胁。根据以下研究：（i）（i）生理和形态学修饰，（ii）叶形解剖学（iii）水状况和（iv）生产率的变化。

材料和方法

实验网站

该研究于2010-2014年在阿萨姆邦乔哈特的阿萨姆农业大学的园艺农场进行。该遗址位于近26处^O.45'28.34“N和94^O.12英尺35.36英寸在印度东北部。

实验布局

实验设计在随机块设计中，并由三种治疗组成并复制三次。最初用施用半剂量的氮和全剂量的磷和钾来治疗土壤，该磷和钾用于所考虑的区域。在种植（DAP）后45天，庄稼饲养剩余半剂量。良好分解的农场庭院粪便@ 6公斤/米²在整地时和种植前10天施用。2010年11月第一周进行了品种种植。对3个品种的球茎进行去皮。通过定期人工除草，试验区保持无杂草。定期灌洗，每隔7 - 8次。

气象参数

在Assam农业大学的气象观测，Jorhat的气象天文台采取了月平均调查期间的气象数据。作物季节（2011年11月至2012年4月）的降雨量为204.5毫米。在12月份的月份（10.4毫米）和3月份（76.4mm）的月份，降雨量被发现最低。11月份的雨天数量最多（13天）和12月，1月和2月（分别为2月）连续下雨的日子数量最低。温度在4月份最多（28.7）^O.c）和12月最低限度（11.8^O.C）。使用重量法测量土壤水分含量¹⁶(表1)。

表1：实验期间增长月份的平均月度气象数据（2010-2014）

叶子解剖学参数的测量

在太阳能光子通量密度（PPFD）〜500mmol M之前，在12.00中午的不同阶段，从每种品种的5种不同植物中脱离了最高膨胀的叶子。^－2S.^－1．在各种解剖学参数viz上记录了观察结果。气孔和其他表皮细胞。对于显微镜观察，使用锋利叶片制造小部分，并用0.5％w / v稀释在50％v / v醇中稀释的氨酸。用清水冲洗过量的污渍。它安装在甘油中，并在显微镜下进行观察。按摩仪（μm）制备俯视物，叶蛋白和组合表皮层的厚度，¹⁷每个表面的气孔计数在1.85毫米²关于轴向和轴向表面的微观场（100倍倍率），¹⁸使用100倍放大倍率测量每个样品的外护罩细胞长度和五个气孔的宽度估计气孔大小。¹⁸通过基于整个叶片表面计算每平方毫米的气孔数量来完成气孔密度的计算

水状态测量

叶片水势(Ψ)和渗透势(Ψ_π）使用Wescor HR-33T微伏特（H.R.33，Wescor Inc.）测量。测量（10个复制）在叶片磁盘上进行（0.38厘米²)从3^{理查德·道金斯}和图4^TH.从终端拍摄顶点的完全扩展的叶片计数，并且在MPa（Mega Pascals）中表达了潜力。^3.在标准程序后确定相对水电位（RWC）。^3.在测定水势所用的同一片叶子上，取6个直径1cm的叶盘进行测量，并保持漂浮在4-6处^O.在暗室中加水约6小时。用标准胀气纸烘干，测定胀气重量(TW)，置于105℃烘箱中24小时^O.C干燥。然后取干重(DW)。RWC的计算采用以下标准公式:

rwc = {（fw-dw）/（tw-dw）} x 100

和水饱和度不足（SWD％）= 100 -RW

叶面积持续时间和净同化率

观测期内的净生物量积累量以初始干物质与最终干物质之差来表示，以g株表示^－1（每株植物克）。⁵叶面积持续时间(Leaf Area Duration, LAD)是一个重要的指标，它考虑了作物冠层光合组织的持续时间和程度。叶面积指数与干物质相关。法援署由:

小伙子= {（l₁+ L₂）/ 2} /（t₂- t₁），其中l₁和L₂观测期间的初始叶面积指数和最终叶面积指数(t₂- t₁）。

净同化率(NAR)在gcm中表达^－1一天^－1被确定为期间和小伙子的总干物质的比例¹⁹

统计分析

使用Duncan的多范围测试（DMRT）的平均比较分析进行分析。这些值是所有样本的平均值±标准偏差。P≤0.05被认为是显着的。

结果和讨论

气孔特征

雨量条件下的品种在不同各自的气孔特征方面显示出广泛的变化，如表2所示。在品种Apollo中观察到最高的基瘤密度（148.2mm^－2)和阿尔蒂最低(122.2毫米^－2）在类似的水胁迫条件下。在品种Aarti（7.34μm和7.00μm）中发现了最大气孔态偏心（长度和宽度），其与诸如诸如诸如诸如6.80μm和5.83μm）相当的，同时发现该值略高于栽培品种阿波罗（分别为4.42μm和3.96μm）。在孔径的情况下，最大孔径（3.66μm²）在品种Aarti中记录，其次是Suchitra（3.00μm²）但显着高于Apollo（1.43μm²）。以前的研究表明水分应激和气孔长度和孔径之间的大致正相关。^20,21,22,23一般来说，它被观察到了₂更大的气孔有利于扩散，²⁴气孔导度与气孔孢子有效半径的平方成正比，导致气孔导度水平升高。²⁵因此，与可比水胁迫条件下的其他品种相比，较高的气孔尺寸和孔面积促进了品种的味道。发现气孔密度在水缺损条件下增加。这可能是通过更好地控制蒸腾来限制水损失的可能适应机制。这符合先前发现，报告的水限制条件下的气孔密度增加。^{26日,27日28}研究表明光合速率与气孔密度之间的负相关性²⁹导致水赤字条件下的光合速率明显降低。气孔密度和气孔传导随着阳性相关性而变化，可能会增加水使用效率，但发现气孔导度并不总是与光合速率密切相关。^25,30报告也存在，在水胁迫条件下，每片叶子的气孔数量减少。^31.

表2：在唐菖蒲品种不同品种的气孔指数的变异性
雨水状况（每单位面积的微观场）

上标相同(a或b)的值差异不显著，而上标不同的值差异显著，p<0.05。

表皮细胞

上下角质层、上下表皮、海绵层厚度见表3。上表皮厚度(12.45µm)、上表皮厚度(36.89µm)和下表皮厚度(9.95µm)在Aarti品种中最高，而阿波罗品种(6.73µm)、15.78µm和4.23µm明显较低。同样，Aarti品种的下表皮和海绵细胞数量(分别为29.11µm、20.89µm)显著高于Apollo品种(分别为10.45µm、11.22µm)。下的品种研究不同显著对表皮细胞的数量和规模(表1和2)。叶层的厚度和栅栏细胞大小被发现是高品种Aarti(分别为107.98µm和93.74µm2)和阿波罗的最低(48.67µm和44岁。分别为37µm2)。栅栏细胞和海绵细胞的数量在Aarti品种中最多(38.16和18.00)，在Apollo品种中最低(18.16和8.66)。arti品种的海绵细胞最大(167.50µm2)， Apollo品种最小(53.14µm2)(表3)。栅栏和海绵层的增加与表皮细胞层的增加有关。增加表皮层是植物改善水分胁迫效应的重要策略之一，表皮层的增厚可能通过积累角质层蜡而降低植物的蒸腾速率。这些结果与早先的观察结果一致。^32,33,34此外，普拉迪亚的厚度增加可能导致较高的CO₂同化网站，从而有助于保持更高的光合作用率和制致动力。^35.此外，以前的研究表明，厚度的角质层和致密的细胞结构本质上是植物品种用于水资源的修饰。^36,37

表3：解剖结构的可变性（表皮细胞） 不同剑兰品种在相同胁迫条件下的差异 点击这里查看表格

Xylem和Phloem.

3个品种叶片木质部和韧皮部数量和大小的变化见表4。叶片木质部和韧皮部数量以Aarti品种最多(分别为15.78和17.12个)，Apollo品种最少(分别为8.23和10.31个)。叶木质部和韧皮部的大小以Aarti (38.15μm)最高²和77.55μm²)，阿波罗最低(24.98µm²和45.47µm2)。随着木质部(Meta+原体)和韧皮部(Meta+原体)径向宽度的增加，土壤中水分和养分的运输和韧皮部的卸载增加。原韧皮部筛元素只进口溶质来生长。^38岁的33Meta-Phloem主要运输到植物其他发展区域的溶质。^39,40.在增加水槽尺寸（尖峰长度，尖峰的尖峰重量和花的尖峰重量和花的数量）之后，韧皮尺寸的增加表明将碳水化合物更加卸载到下沉区域。唐菖蒲品种中两种在遗传上不同的Phloem筛子元素类型的共存表明了两种不同的运输功能的可能性同时（A）可以参与供应结构发育（叶子尺寸，茎长和根部体积（b）另一人可能会迎合增加新的水槽的需求。更高的韧皮尺寸的另一个重要结果是它可以将大量碳水化合物的胸胸部运动引导到导致更多肠和纤维的发展，具有更大的直径。

LAD，NAR和WSD

在整个生长期内的品种中有一个显着差异（表5）。在品种Aarti（19.52％）中观察到最低的WSD，其次是品种诸如品种（24.37％），发现与品种Apollo（36.02％）显着不同。归因于气孔导度下降，气孔大小，蒸腾和饱和度缺陷的下降。到目前为止，栽培品种与雨养状况有所不同。最低的WSD可能由于大尺寸的海绵细胞。由于大的海绵层，它可以充当大尺寸液泡的空间以及该层中的液泡数量较多，这可能有助于保持更多量的水以及改变最终保持细胞内的渗透平衡在生长期期间，细胞和叶片的水势变得凝结。对所有品种进行平均，叶面积持续时间（LAD）彼此相当多样化（表6）。品种LAD中的品种中最高（116天），其明显高于品种Apollo（51天）（表6）。NAR在品种中具有相当多的变化，品种AARTI中的最高鼻值（1.62克厘米^－2一天^－1X10³），发现与诸如品种（1.10克厘米）有统计学比较^－2一天^－1X10³)，但阿波罗品种最低(0.54 gcm^－2一天^－1X10³）。干旱条件下的小组减少符合先前的发现。^41、42、43此外，之前的研究表明，干旱胁迫条件下鼻腔相对较低。^44.增加LAD有利于植株发育具有较大NAR的叶片，球茎直径更大，穗大，花数更佳。任何植物的干物质或生物量的生产都是由较高的LAD和NAR值决定的。^45.根据以前的研究，^46.NAR的降低是水分胁迫下气孔关闭的标志，从而导致光合作用的下降。唐菖蒲品种Aarti开花时间比其他品种早4 ~ 5天，开花起始持续时间更长(5 ~ 6天)，表明该植物有更多的时间进行库的发育和光合产物的利用。

表4：叶子XYLEM和韧皮型数量的可变性和不同的唐菖蒲品种的大小
在开花阶段的雨季条件下

表5：水势（WP），渗透势（OP）和水饱和度（WSD）的可变性
在雨水条件下的不同作物生长期的不同唐菖蒲品种。

表6：叶面积持续时间（LAD），净同化率（NAR）和销售尖峰的可变性
雨养条件下不同剑兰品种不同生育期的公顷面积

有价上涨

在营销钉（每株植物和公顷）中，品种中的品种中记录了显着差异（表6）。每公顷地区的最大数量的可销售峰值数量在品种Aarti（71111.11穗/公顷）中记录，其与品种如诸如品种（68148.14穗/公顷）进行统计上可比，并且被发现明显高于Apollo（34074.44尖头/公顷）（表6）。目前研究的栽培品种相对于尖峰长度显着变化。在类似类型的研究中，kamble^47.据报道，最大的尖峰长度，穗重量，小花的直径和品种夏季阳光下的每穗的小花数，以及品种的Vedanapali展示了每公顷的最大穗状穗状体穗和尖峰产量。因此，他在类似条件下发现了这些字符的显着变化。布拉格亚^48.同时在用味道的尖峰长度方面致力于唐菖蒲品种的显着变异性Pusa jyotsna有最长的尖峰长和品种Pusa Jyotsana.和Pusa swarnima.录制了最大的小花/秒数。

结论

不同品种在雨养条件下叶片解剖参数存在显著差异。这些雨养唐菖蒲品种解剖特征数据库有助于了解雨养唐菖蒲品种在低水分条件下的各种适应策略。在水分亏缺条件下，Aarti品种对正常性状的偏差较小，表现好于偏差较大的Suchitra和Apollo品种。因此，耐受性品种必须是那些即使在水分亏缺条件下也表现良好的品种。更多的适应性特征并不意味着更高的耐受性，但也不能偏离其正常生长。形态生理和解剖参数，通过增加非结构性碳水化合物、可溶性糖、次生代谢产物、脯氨酸等来降低植物的渗透势(数据未提供)。因此，在某些品种的低水分条件下保持较高的水分状态可以维持产量水平。

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