花生等農(nóng)作物耐濕澇性研究進(jìn)展

孫曉鈺

(平頂山市魯山縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局,河南 魯山467300)

干旱和濕潤是影響農(nóng)作物生產(chǎn)的兩個(gè)重要因素，尤其在世界上的半干旱以及濕潤地區(qū)，是影響農(nóng)作物產(chǎn)量提升的主要問題。研究表明，全世界大約有十分之一的耕地正在遭受著濕澇災(zāi)害，有大約一半的土地因?yàn)榕潘粫扯艿接绊憽Ｄ壳叭藗儗ㄉ珊档难芯肯鄬^多，普遍認(rèn)為花生具有較強(qiáng)的耐旱性，而對花生濕澇問題的研究則相對較少。我國花生主要分布在北部溫帶和南部熱帶地區(qū)，整體來說這些地區(qū)存在著旱澇多發(fā)以及雨水的時(shí)空分布不均現(xiàn)象，特別是在平原地區(qū)經(jīng)常會(huì)發(fā)生花生的濕澇災(zāi)害，而地勢較高地區(qū)的花生則會(huì)因長期的下雨而受到影響。

1 濕澇害的定義與類型

濕澇害包括濕害與澇害兩種災(zāi)害。濕害主要是指因?yàn)橥寥浪值娘柡投鴮χ参锏纳L產(chǎn)生影響。澇害則指因?yàn)榈孛娣e水過多淹沒植物根基或者淹沒植物全部，而對植物產(chǎn)生的影響。相比于洪澇災(zāi)害，濕澇災(zāi)害很難在第一時(shí)間被發(fā)現(xiàn)，屬于緩變型水害。

根據(jù)土壤水分的來源將濕害分為四種：一是降雨型。主要是指由于長時(shí)間的降雨而使得土壤中的水分過多，農(nóng)作物在較長時(shí)間受漬以及較高的土壤水分含量下，生長會(huì)受到一定的影響。該類濕澇害影響面最廣，但最容易被忽視。降雨型濕澇災(zāi)害發(fā)現(xiàn)難度較大，主要發(fā)生在地勢較高的旱作物中。二是地表徑流補(bǔ)給型。在雨季由于地表徑流較多，從而使得土壤的滲透性變差，加上排水不良，給植物造成極大影響。三是地下水補(bǔ)給型。由于地下水上升從而導(dǎo)致土壤長期過濕。四是混合補(bǔ)給型。由降水、地表徑流以及地下水等綜合因素造成的影響[1]。

2 濕澇等對花生等作物的影響

2.1 生長環(huán)境的改變

首先濕澇災(zāi)害會(huì)導(dǎo)致土壤系統(tǒng)失調(diào)。比如土壤中水分過多以及氧氣偏少、土壤溫度降低等。事實(shí)上，如果植物根部缺氧，會(huì)導(dǎo)致土壤中厭氧菌繁殖活躍，對植物的根部生長影響較大，如還原病毒的積累、例子的脅迫等。同時(shí)濕澇害會(huì)導(dǎo)致花生生長的小環(huán)境發(fā)生變化，如植株徒長、倒伏以及濕度上升等。

2.2 農(nóng)作物的水分生態(tài)型以及濕澇敏感期

根據(jù)植物對水分的需求量以及敏感程度，可以將植物分為水生植物、濕生植物、中生植物以及旱生植物4種。大多數(shù)農(nóng)作物都屬于中生型植物，例如棉花、辣椒等。濕澇災(zāi)害程度的高低會(huì)受到植物水生態(tài)型、品種基因等因素影響，而花生作為比較耐旱的植物，最好的生長條件就是土壤疏松、透氣性較好以及爽水的砂壤環(huán)境。研究表明，不同花生品種的需水量為120～280 mm，這個(gè)數(shù)字比小麥及棉花等農(nóng)作物要少。并且花生生長的前期和后期對水分的需求相對較少，而中期對水分的需求較多。

2.3 營養(yǎng)生理與根瘤固氮活性的降低

濕澇會(huì)影響土壤氧氣還原電勢的降低，土壤中的養(yǎng)分含量也會(huì)因此而改變。例如土壤溶液中氧分子的消失，以及可溶性鈣鉀總量的減少等。實(shí)驗(yàn)證明，在濕澇環(huán)境中生長的農(nóng)作物大多會(huì)出現(xiàn)黃化癥狀，主要原因是缺氧以及缺氮。對于豆科植物來說，對濕澇災(zāi)害的反應(yīng)較大，比如大豆在受到濕澇災(zāi)害后其葉子表面的微量元素含量會(huì)大量降低。豆科植物的氮元素也禾本植物也具有較大的區(qū)別，因?yàn)楹瘫局参镏饕峭ㄟ^根瘤菌來對氮元素進(jìn)行固定[2]。

2.4 光合和蒸騰作用

光合作用和蒸騰作用是植物的兩個(gè)主要作用方式，一般來說當(dāng)植物被淹后其氣孔會(huì)關(guān)閉或者加大阻力，對二氧化碳以及水分的吸收也會(huì)產(chǎn)生一定的阻力。而對于耐淹植物來說即使在遭受水淹后其氣孔也會(huì)重新開放，等水完全退去后植物的氣孔又會(huì)完全開放。例如在番茄植物的根系以及葉片上，其水分生理以及土壤溶液會(huì)在缺氧的情況下發(fā)生變化，從而對氣孔以及葉片的舒展產(chǎn)生影響。這是因?yàn)樵谒偷那捌谥参锔档妮斔芰?huì)大大下降，使得根系的輸水能力以及氣孔蒸騰速度發(fā)生變化，最終導(dǎo)致葉片的水勢發(fā)生變化。

3 作物耐濕澇的機(jī)制研究

3.1 形態(tài)解剖適應(yīng)性

對于花生以及其他豆科植物來說，在遭受到濕澇災(zāi)害后基本不會(huì)對其形態(tài)進(jìn)行解剖研究，相反對禾木科作物的研究較多。由于在水淹之后植物的細(xì)胞排列會(huì)變得疏松，植物的組織間隙也會(huì)變大。這些變化都會(huì)影響到植物對氧氣的運(yùn)輸。而相對于濕生植物來說，比如水稻，在水淹過程中會(huì)保持較大的生存能力，仍然具有貫通根以及莖葉的通氣組織。

通氣組織會(huì)在植物遭受到濕澇后產(chǎn)生大量的乙烯，從而刺激體內(nèi)纖維素酶的形成，推動(dòng)通氣組織的生產(chǎn)與發(fā)展。并且乙烯還可以不斷促進(jìn)不定根的形成以及增生。研究表明，在皮孔增生以及形成處都會(huì)有大量的乙烯釋放。濕澇會(huì)誘導(dǎo)新根以及不定根的形成與發(fā)展，從而增加植物對水分礦物質(zhì)的吸收。

3.2 活性氧自由基傷害

濕澇災(zāi)害也會(huì)誘導(dǎo)植物對活性氧自由基的產(chǎn)生，使得細(xì)胞出現(xiàn)衰老與死亡。研究表明，耐淹水稻根系的活力最強(qiáng)，能夠有效吸收環(huán)境中的氧氣，同時(shí)提高抗氧化酶的活性，避免自身受到活性氧的傷害。農(nóng)作物對濕澇災(zāi)害的適應(yīng)機(jī)制主要包括：一是對碳水化合物進(jìn)行儲(chǔ)備。例如甘蔗等草屬耐氧植物在氧氣缺乏時(shí)，可以通過消耗根莖中所儲(chǔ)備的碳水化合物來合成二氧化碳。二是提高對碳水化合物的儲(chǔ)備以及消耗。對于花生等農(nóng)作物來說，在水淹的過程中需要通過消耗碳水化合物來完成生長[3]。

4 結(jié)語

綜上所述，濕澇災(zāi)害是世界上對農(nóng)作物產(chǎn)生影響較大的災(zāi)害之一，我們需要對農(nóng)作物的濕澇災(zāi)害發(fā)生的機(jī)理開展更深入的研究，比如建立一整套系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)體系與模型等，而對花生等農(nóng)作物的濕澇情況進(jìn)行研究，有利于提高我國花生等農(nóng)作物的產(chǎn)量。