金祎婷，劉文輝，劉凱強，梁國玲，賈志鋒

（青海省青藏高原優(yōu)良牧草種質資源利用重點實驗室，青海大學畜牧獸醫(yī)科學院，青海 西寧 810016）

干旱是影響植物生長發(fā)育最主要的逆境脅迫因素之一［1］，在我國干旱與半干旱地區(qū)，干旱又是限制作物生長及產量的重要因素［2］。近年來，由于人類活動的影響，全球氣候變暖逐年增強，導致了全球或區(qū)域性氣溫上升以及水資源時空分布不均，干旱脅迫對農業(yè)的影響愈發(fā)嚴重。干旱脅迫能夠對植物的外部形態(tài)、內源激素、光合作用等方面產生影響［3］。具體來說，干旱脅迫會引起植物細胞失水，破壞植物體內的水分代謝平衡［4］，改變自身結構與功能，制約植物的生長發(fā)育［5］，導致植物在內部生理生化特征和外部形態(tài)上發(fā)生顯著變化［6］。短期或輕度干旱脅迫下植物葉片水勢降低、氣孔關閉，降低了CO2的攝取與光合作用；長期而嚴重的干旱脅迫可抑制植株生長，并引起外觀形態(tài)和生物量的變化，甚至會致使植物死亡［7?9］。

葉綠素熒光參數(shù)是將植物光合作用和環(huán)境聯(lián)系起來的內在指標，可以描述植物光合生理狀況以及作用機理，是研究植物抗逆性指標的有效探針。干旱脅迫會使植物的葉綠素熒光參數(shù)發(fā)生變化，并降低光合電子傳遞鏈活性［10?11］，破壞植物的光系統(tǒng)，造成光合代謝途徑紊亂，使植物體內的葉綠體結構改變、葉綠素含量減少、光合作用下降［12］。關于該方面的研究也有許多，如楊文權等［13］研究了干旱對小冠花（Coronilla varia）葉綠素熒光參數(shù)的影響，發(fā)現(xiàn)脅迫程度和時間會影響其光合作用，嚴重時會使其光反應中心受損。Chen 等［14］研究發(fā)現(xiàn)，在短期干旱下，捕光復合體Ⅱ迅速解體，大部分的光系統(tǒng)蛋白在受到脅迫后，其速率會降低，尤其是PsbQ、Lhcb5 和Lhcb6 蛋白。王泳超等［15］研究了干旱脅迫下γ-氨基丁酸（GABA）保護玉米（Zea mays）幼苗光合系統(tǒng)的生理響應。由此可見，研究干旱脅迫對植物葉綠素熒光參數(shù)的影響可以更深入地探究植物在逆境脅迫下的反應機理，從而更好地指導生產實踐。

燕麥（Avena sativa）是禾本科燕麥屬一年生草本植物，其抗旱性和抗寒性較強，是適宜在青藏高原種植的高產優(yōu)質、糧飼兼用作物之一［16］。燕麥種植對于維系青藏高原草牧業(yè)健康穩(wěn)定發(fā)展、維持青藏高原冷季家畜飼草供給平衡以及保護高寒地區(qū)生態(tài)環(huán)境等方面具有重要意義［17］。目前，干旱已成為燕麥減產的重要因素。有關青藏高原燕麥的研究主要集中在抗倒伏性研究［17］、生產性能及品質評價［18］、干旱脅迫［19?20］、施肥、播量、播期和行距對燕麥生長特性［21］、碳氮儲量［22］、種子產量［23］、光合特性以及激素含量［24］的影響等方面。國內學者在研究干旱脅迫對植物的影響方面，多側重于探究其生理特性、產量和品質等，如劉凱強等［19?20］研究了水分脅迫對燕麥生長發(fā)育、水分利用效率及產量構成的影響，張曦［25］研究了紫花苜蓿葉性狀對干旱脅迫的響應，而在干旱脅迫對植物光合性能、葉綠素熒光參數(shù)的影響方面的研究較少，且大多針對玉米（Zea mays）［26?28］、水稻（Oryza sativa）［29］、玉簪（Hosta plantaginea）［30］、山葡萄（Vitis amurensis）［31］和銀杏（Ginkgo biloba）［32］等植物。另外，有關燕麥干旱脅迫與光合的研究同樣很少，且這些研究多集中于某一個生育時期［33?37］，但干旱脅迫對燕麥不同生育時期的影響應該是有所差異的。鑒于此，本試驗結合青藏高原燕麥現(xiàn)狀，以’青燕1 號’燕麥（A. sativacv. Qingyan No.1）為材料?！嘌? 號’燕麥（A. sativacv. Qingyan No.1）是一個糧飼兼用優(yōu)良新品種，有較強的適應能力、根系發(fā)達、產種和產草量高等特點，是由青海省畜牧獸醫(yī)科學院通過雜交育種技術所育成的，現(xiàn)已成為青海省本地的主推品種。本試驗擬研究‘青燕1 號’在不同生育時期干旱脅迫后葉綠素熒光參數(shù)的變化，明確其需水關鍵期，探究其作用機理，以期為青藏高原燕麥抗旱育種和節(jié)水高產栽培提供理論指導。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗選用青海省本地推廣品種?青燕1 號，選擇籽粒飽滿、質地均勻且大小一致的燕麥種子。試驗材料由青海省畜牧獸醫(yī)科學院種質資源庫提供。

1.2 試驗設計和方法

試驗于2019年在青海省畜牧獸醫(yī)科學院的防雨棚內進行，采用盆栽方式，聚乙烯塑料盆高30 cm，直徑28 cm。試驗設置干旱和脅迫時期2 個處理。

干旱處理：試驗設置4 個水分梯度：正常供水［CK，75% 田間持水量（75% of field water capacity，75%FWC）］、輕度脅迫（60%FWC）、中度脅迫（45%FWC）、重度脅迫（30%FWC）。

干旱脅迫時期設置4 個處理：1）苗期（seedling stage）?拔節(jié)期（jointing stage）干旱（SJ）：在苗期進行干旱脅迫10 d；2）苗期?拔節(jié)期、孕穗期（booting stage）?抽穗期（heading stage）干旱（SH）：分別在苗期和孕穗期進行10 d干旱脅迫；3）苗期?拔節(jié)期、開花期（flowering stage）?乳熟期（milking stage）干旱（SF）：分別在苗期和開花期進行10 d 干旱脅迫；4）苗期?拔節(jié)期、孕穗期?抽穗期、開花期?乳熟期干旱（SM）：分別在苗期、孕穗期和開花期進行10 d 干旱脅迫。在全生育期分別做輕度脅迫、中度脅迫和重度脅迫為對照處理（CK1），同時設置全生育期正常供水，作為計算各指標相對值的參考。

盆栽土壤取自大田土，25% 土壤含水量。將土壤曬干后混合均勻，等量裝入聚乙烯塑料盆中，施加（NH4）2HPO4（含18% N，46% P2O5）38.98 g·m?2和尿素（含46% N）19.49 g·m?2作為底肥。在育苗盤中，選擇健壯、大小與長勢相同的幼苗，移栽至聚乙烯塑料盆中，在三葉期每盆定苗25 株，選擇長勢一致的植株進行干旱脅迫試驗，具體處理見表1，共13 個處理，10 次重復，共130 盆，隨機排列。每天17：00 采用稱重差值法補充聚乙烯塑料盆缺失的水分（10 d），以控制水分處理，即通過稱塑料盆的重量來計算預計灌水量之間的差值。

表1 干旱脅迫試驗處理代碼Table 1 Treatments code of drought stress

1.3 測定指標

采用Li-6800 便攜式光合儀（LI-COR，USA），在生育期內所有干旱脅迫處理結束后，于9：00?11：30 和14：00?16：30 期間進行葉綠素熒光參數(shù)的測定，在黑暗條件下適應1 h 后，選擇3 株長勢一致旗葉，每個葉片重復3次，飽和脈沖光設為8000 μmol·m?2·s?1，待參數(shù)穩(wěn)定后，讀取暗適應下的初始熒光（F0）、暗適應下最大熒光（Fm）、光適應下的初始熒光（F0′）、光適應下最大熒光（Fm′）、穩(wěn)態(tài)熒光（Fs）、表觀電子傳導速率（ETR）、可變熒光（Fv）。

根據(jù)Demmig-Adams 等［38］的方法計算光系統(tǒng)Ⅱ（PSⅡ）的最大光能轉化效率（Fv/Fm）、PSⅡ電子傳遞量子效率（ФPSⅡ）、光化學猝滅系數(shù)（qP）、非光化學猝滅系數(shù)（NPQ）、PS Ⅰ激發(fā)能分配系數(shù)（α）、PSⅡ激發(fā)能分配系數(shù)（β）、非調節(jié)性能量耗散［Y（NO）］、調節(jié)性能量耗散［Y（NPQ）］。計算公式如下：

（1）光系統(tǒng)Ⅱ（PSⅡ）的最大光能轉化效率(Fv/Fm) =(Fm?F0)/Fm

（2）PSⅡ電子傳遞量子效率(ФPSII)=(Fm′?Fs)/Fm′

（3）光化學猝滅系數(shù)(qP)=(Fm′?Fs)/(Fm′?F0′)

（4）非光化學猝滅系數(shù)(NPQ)=(Fm?Fm′)?1

（5）PSⅠ激發(fā)能分配系數(shù)(α)=(Fm?Fs)/(2Fm?F0?Fs)

（6）PSⅡ激發(fā)能分配系數(shù)(β)=(Fm?F0)/(2Fm?F0?Fs)

（7）非調節(jié)性能量耗散[Y(NO)]=1/[NPQ+1+qP×F0′/Fs×(Fm/F0?1)]

（8）調節(jié)性能量耗散[Y(NPQ)]=1 ?ΦPSⅡ?1/[NPQ+1+qP×F0′/Fs×(Fm/F0?1)]

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel 2016 軟件進行數(shù)據(jù)整理。用IBM SPSS 25.0 統(tǒng)計軟件對不同生育時期的數(shù)據(jù)進行單因素方差分析（one-way ANOVA）、相關性分析，Duncan 多重比較采用最小顯著差異法（LSD），顯著性水平設定為0.05。采用Origin 2021 軟件繪圖，脅迫時期和脅迫程度方差分析作圖是用R 語言ggpubr 包實現(xiàn)的。數(shù)據(jù)結果采用平均值±標準差（mean±SD）的形式表示。

2 結果與分析

2.1 干旱脅迫對‘青燕1 號’F0、Fm、F0′和Fm′的影響

干旱脅迫的程度和時期對‘青燕1 號’燕麥F0、Fm、F0′和Fm′影響的方差分析見表2。從表中可以看出，脅迫程度（Sd）、脅迫時期（Sp）和二者互作（Sd×Sp）對Fm和Fm′的影響差異達到極顯著水平（P＜0.01）；F0和F0′在脅迫程度（Sd）和脅迫程度與脅迫時期互作（Sd×Sp）下達到極顯著差異水平（P＜0.01），脅迫時期（Sp）對其的影響差異表現(xiàn)為顯著水平（P＜0.05）。各因素對F0、F0′和Fm′影響大小表現(xiàn)為：脅迫程度和脅迫時期互作（Sd×Sp）＞脅迫程度（Sd）＞脅迫時期（Sp）；對Fm的影響大小表現(xiàn)為：脅迫程度和脅迫時期互作（Sd×Sp）＞脅迫時期（Sp）＞脅迫程度（Sd）。

表2 干旱脅迫對‘青燕1 號’燕麥F0、Fm、F0′和Fm′影響的方差分析Table 2 Variance analysis of the F0，F(xiàn)m，F(xiàn)0′and Fm′of‘Qingyan No.1’oat under drought stress

不同脅迫程度和脅迫時期對燕麥F0、Fm、F0′和Fm′的影響見表3 和圖1。從圖表中可以看出，在同一脅迫程度下，隨著脅迫時期的變化（即SJ、SH、SF、SM）F0、Fm、F0′和Fm′變化存在差異。由表3 可知，在60%FWC 下，F(xiàn)0、Fm以SJ 時 期 最高，SF 時 期最 低；F0′以SJ 時 期 最高，SM 時 期 最 低；Fm′以SH 時 期 最高，SF 時 期最 低。在45%FWC 下，F(xiàn)0以SF 時期最高，SH 時期最低；Fm和F0′以SF 時期最高，SM 時期最低；Fm′以SF 時期最高，SM 時期最低。在30%FWC 下，F(xiàn)0以SJ 脅迫時期最高，SH 時期最低；Fm以SJ 脅迫時期最高，SM 脅迫時期最低；F0′和Fm′以SJ 時期最高，SM 時期最低。

表3 不同脅迫程度和脅迫時期對‘青燕1 號’燕麥F0、Fm、F0′和Fm′的影響Table 3 Effects of different stress degrees and stress periods on F0，F(xiàn)m，F(xiàn)0′and Fm′of‘Qingyan No.1’oat

在同一脅迫時期下，隨著脅迫程度的增加，各指標有增有減（圖1）。在干旱脅迫處理的4 個時期，隨著脅迫程度的增加，F(xiàn)0、Fm、F0′和Fm′總體均呈下降趨勢。在SJ 時期，隨著脅迫程度增加，F(xiàn)0、Fm、F0′和Fm′均先降低后逐漸增大，以45%FWC 最低，60%FWC 最高；在SH 和SM 時期，隨著脅迫程度增加，F(xiàn)0、Fm、F0′和Fm′均逐漸降低，以30%FWC 最低，60%FWC 最 高；在SF 時 期，隨著脅 迫程度增加，F(xiàn)0、Fm和F0′均先增大后降 低，以30%FWC 最低，45%FWC 最高，F(xiàn)m′總體呈下降趨勢，以30%FWC 最低。由表3 可知，在SH、SF 和SM 時期，四者均以30%FWC 最低，說明30%FWC 對其影響最大。根據(jù)平均值可以看出，與CK1 相比，F(xiàn)0、Fm、F0′和Fm′均在SM 時期，受到的影響最為顯著。

圖1 不同脅迫程度和脅迫時期對‘青燕1 號’燕麥F0、Fm、F0′和Fm′相對值的影響Fig.1 Effects of different stress degrees and stress periods on F0，F(xiàn)m，F(xiàn)0′and Fm′of‘Qingyan No.1’oat不同小寫字母表示同一脅迫程度下各脅迫時期相對值差異顯著（P＜0.05）；不同大寫字母表示同一脅迫時期下各脅迫程度相對值差異顯著（P＜0.05）。下同。Different lowercase letters indicate significant differences in relative values of different stress period under the same stress degree at the 0.05 level. Different capital letters indicate significant differences in relative values of different stress degree under the same stress period at the 0.05 level.The same below.

2.2 干旱脅迫對‘青燕1 號’Fs、Fv、Fv/Fm、ΦPSⅡ和ETR 的影響

干旱脅迫的程度和時期對’青燕1 號’燕麥Fs、Fv、Fv/Fm、ΦPSⅡ和ETR 相對值影響的方差分析見表4。從表中可以看出，脅迫程度（Sd）、脅迫時期（Sp）和二者互作（Sd×Sp）對ΦPSⅡ和ETR 的影響差異達到極顯著水平（P＜0.01）；Fs在脅迫程度（Sd）和脅迫程度與脅迫時期互作（Sd×Sp）下達到極顯著差異水平（P＜0.01），F(xiàn)v和Fv/Fm在脅迫時期（Sp）和脅迫程度與脅迫時期互作（Sd×Sp）下達到極顯著差異水平（P＜0.01）。各因素對Fs影響大小表現(xiàn)為：脅迫程度和脅迫時期互作（Sd×Sp）＞脅迫程度（Sd）＞脅迫時期（Sp）；對Fv、Fv/Fm、ΦPSⅡ和ETR 的影響大小表現(xiàn)為：脅迫程度和脅迫時期互作（Sd×Sp）＞脅迫時期（Sp）＞脅迫程度（Sd）。

表4 干旱脅迫對‘青燕1 號’燕麥Fs、Fv、Fv/Fm、ΦPSⅡ和ETR 影響的方差分析Table 4 Variance analysis of the Fs，F(xiàn)v，F(xiàn)v/Fm，ΦPSⅡand ETR of‘Qingyan No.1’oat under drought stress

不同脅迫程度和脅迫時期對燕麥Fs、Fv、Fv/Fm、ΦPSⅡ和ETR 的影響見表5 和圖2。從圖2 中可以看出，各指標相對值均低于1.0，說明干旱脅迫處理的抑制效應明顯，但其效應大小因脅迫時期和脅迫程度而異。由表5 可知，在同一脅迫程度下，隨著脅迫時期的變化，F(xiàn)s、Fv、Fv/Fm、ΦPSⅡ和ETR 變化存在差異，但整體呈下降趨勢。在60%FWC 下，F(xiàn)s以SH 時期最高，SF 時期最低；Fv和Fv/Fm以SJ 時期最高，SF 時期最低；ΦPSⅡ無明顯變化；ETR 以SH 時期最高，SF 時期最低。在45%FWC 下，F(xiàn)s和Fv以SF 時期最高，SM 時期最低；Fv/Fm以SJ 和SH 時期均最高，SM 時期最低；ΦPSⅡ和ETR 以SJ 時期最高，ΦPSⅡ以SF 和SM 時期均最低，ETR 以SF 時期最低。

表5 不同脅迫程度和脅迫時期對‘青燕1 號’燕麥Fs、Fv、Fv/Fm、ΦPSⅡ和ETR 的影響Table 5 Effects of different stress degrees and stress periods on Fs，F(xiàn)v，F(xiàn)v/Fm，ΦPSⅡand ETR of‘Qingyan No.1’oat

由表5 和圖2 可知，在同一脅迫時期下，隨著脅迫程度的增加，各指標總體呈下降趨勢。在SJ 時期，隨著脅迫程度的增加，F(xiàn)s和Fv先降低后逐漸增大，以45%FWC 最低；ΦPSⅡ和ETR 先升高后逐漸降低，以30%FWC 最低，F(xiàn)v/Fm無明顯變化，處理間無顯著差異（P＞0.05）。在SH 時期，隨著干旱脅迫程度的增加，各指標總體呈下降趨勢，F(xiàn)s、Fv、Fv/Fm和ΦPSⅡ以30%FWC 最低，ETR 以45%FWC 最低。在SF 時期，F(xiàn)s和Fv/Fm先增大后逐漸降低，以30%FWC 最低，45%FWC 最高；ΦPSⅡ總體呈下降趨勢，以45%FWC 最低，ETR 逐漸降低，以30%FWC 最低。在SM 時期，F(xiàn)s、Fv、Fv/Fm、ΦPSⅡ和ETR 均逐漸降低，以30%FWC 最低。根據(jù)平均值可以看出，與CK1 相比，F(xiàn)s、Fv、Fv/Fm、ΦPSⅡ和ETR 均在SM 時期，受到的影響最為顯著（表5）。

圖2 不同脅迫程度和脅迫時期對‘青燕1 號’燕麥Fs、Fv/Fm、ΦPSⅡ和ETR 的影響Fig.2 Effects of different stress degrees and stress periods on Fs，F(xiàn)v/Fm，ΦPSⅡ，and ETR of‘Qingyan No.1’oat

2.3 干旱脅迫對‘青燕1 號’qP 和NPQ 的影響

干旱脅迫的程度和時期對’青燕1 號’燕麥qP影響的方差分析見表6。從表中可以看出，脅迫程度（Sd）、脅迫時期（Sp）和二者互作（Sd×Sp）對qP的影響差異達到極顯著水平（P＜0.01）；而NPQ 僅在脅迫時期（Sp）和脅迫程度與脅迫時期互作（Sd×Sp）下達到極顯著差異水平（P＜0.01）。各因素對qP的影響大小表現(xiàn)為：脅迫程度（Sd）＞脅迫時期（Sp）＞脅迫程度和脅迫時期互作（Sd×Sp），對NPQ 的影響大小表現(xiàn)為：脅迫程度和脅迫時期互作（Sd×Sp）＞脅迫時期（Sp）＞脅迫程度（Sd）。

表6 不同脅迫程度和脅迫時期對‘青燕1 號’燕麥qP、NPQ、Y（NO）、Y（NPQ）、α 和β 的影響Table 6 Effects of different stress degrees and stress periods on qP，NPQ，Y（NO），Y（NPQ），α and β of‘Qingyan No.1’oat

不同脅迫程度和脅迫時期對‘青燕1 號’燕麥qP和NPQ 相對值的影響見圖3。從圖中可以看出，同一脅迫程度下，隨著脅迫時期的變化，qP和NPQ 的相對值變化存在差異。在60%FWC 下，qP相對值以SJ 時期最高，SM 時期最低；NPQ 相對值以SM 時期最高，SH 時期最低。在45%FWC 下，qP相對值以SJ 時期最高，SM 時期最低；NPQ 相對值以SF 時期最高，SM 時期最低。在30%FWC 下，qP和NPQ 相對值均以SJ 時期最高，SM 時期最低。

圖3 不同脅迫程度和脅迫時期對‘青燕1 號’燕麥qP 和NPQ 的影響Fig.3 Effects of different stress degrees and stress periods on qP and NPQ of‘Qingyan No.1’oat

在同一脅迫時期下，隨著脅迫程度增加，qP和NPQ 相對值有增有減。在SJ 時期，隨著脅迫程度的增加，qP相對值逐漸降低，以30%FWC 最低，NPQ 相對值則相反，以60%FWC 最低。在SH 時期，qP和NPQ 相對值先增大后逐漸降低，其中qP相對值以30%FWC 最低，NPQ 相對值以60%FWC 最低。在SF 時期，qP相對值先降低后逐漸增大，以45%FWC 最低；NPQ 相對值先增大后逐漸降低，以60%FWC 最低。

2.4 干旱脅迫對‘青燕1 號’Y（NO）和Y（NPQ）的影響

干旱脅迫的程度和時期對‘青燕1 號’燕麥Y（NO）和Y（NPQ）影響的方差分析見表6。從表中可以看出，脅迫時期（Sp）和脅迫程度與脅迫時期互作（Sd×Sp）對Y（NO）和Y（NPQ）的影響差異達到極顯著水平（P＜0.01）；而Y（NO）和Y（NPQ）在脅迫程度（Sd）下均未達到顯著差異水平（P＞0.05）。各因素對Y（NO）和Y（NPQ）的影響大小表現(xiàn)為：脅迫程度和脅迫時期互作（Sd×Sp）＞脅迫時期（Sp）＞脅迫程度（Sd）。

不同脅迫程度和脅迫時期對‘青燕1 號’燕麥Y（NO）和Y（NPQ）的影響見圖4。同一脅迫程度下，隨著脅迫時期的變化，Y（NO）和Y（NPQ）的相對值變化存在差異。在60%FWC 下，Y（NO）相對值以SH 時期最高，SJ 時期最低；Y（NPQ）相對值以SM 時期最高，SH 時期最低。在45%FWC 下，Y（NO）相對值以SM 時期最高，SH 時期最低；Y（NPQ）相對值以SF 時期最高，SM 時期最低。在30%FWC 下，Y（NO）相對值以SM 時期最高，SJ 時期最低；Y（NPQ）相對值以SF 時期最高，SM 時期最低。

圖4 不同脅迫程度和脅迫時期對‘青燕1 號’燕麥Y（NO）和Y（NPQ）的影響Fig.4 Effects of different stress degrees and stress periods on Y（NO）and Y（NPQ）of‘Qingyan No.1’oat

在同一脅迫時期下，隨著脅迫程度增加，Y（NO）和Y（NPQ）的相對值有增有減。在SJ 時期，隨著脅迫程度增加，Y（NO）相對值先降低后逐漸增大，以45%FWC 最低；Y（NPQ）相對值逐漸增大，以60%FWC 最低，30%FWC 最高。在SH、SF 時期，隨著脅迫程度增加，Y（NO）相對值先降低后逐漸增大，以45%FWC 最低，在SH 時期，Y（NO）相對值以60%FWC 最高，在SF 時期，其以30%FWC 最高；Y（NPQ）相對值先增大后逐漸降低，以60%FWC 最低，45%FWC 最高。在SM 時期，隨著脅迫程度增加，Y（NO）相對值逐漸增大，以60%FWC 最低，30%FWC 最高；Y（NPQ）相對值先降低后逐漸增大，以45%FWC 最低，60%FWC 最高。

2.5 干旱脅迫對‘青燕1 號’燕麥α 和β 的影響

不同干旱脅迫程度對不同生育時期‘青燕1 號’燕麥α 和β 影響的方差分析見表6。從表中可以看出，脅迫程度（Sd）、脅迫時期（Sp）和兩者互作（Sd×Sp）均對α 和β 的影響差異達到極顯著水平（P＜0.01）。各因素對α 和β的影響大小表現(xiàn)為：脅迫程度（Sd）＞脅迫程度和脅迫時期互作（Sd×Sp）＞脅迫時期（Sp）。

不同脅迫程度和脅迫時期對‘青燕1 號’燕麥α 和β 的影響見圖5。同一脅迫程度下，隨著脅迫時期的變化，α和β 的相對值變化存在差異。在60%FWC 下，α 相對值以SJ 時期最高，SM 時期最低；β 相對值則相反，以SM 時期最高，SJ 時期最低。在45%FWC 下，α 相對值以SJ 時期最高，SM 時期最低；β 相對值以SM 時期最高，SJ 時期最低。在30%FWC 下，α 相對值以SJ 時期最高，SM 時期最低；β 相對值相反，以SM 時期最高，SJ 時期最低。

圖5 不同脅迫程度和脅迫時期對‘青燕1 號’燕麥α 和β 的影響Fig.5 Effects of different stress degrees and stress periods on α and β of‘Qingyan No.1’oat

同一脅迫時期下，隨著脅迫程度增加，α 和β 的相對值有增有減。在SJ 時期，隨著脅迫程度增加，α 相對值逐漸降低，以30%FWC 最低；β 相對值逐漸增大，以60%FWC 最低，30%FWC 最高。在SH 時期，隨著脅迫程度增加，α 相對值先增大后逐漸降低，以30%FWC 最低，45%FWC 最高；β 相對值先降低后逐漸增大，以45%FWC 最低，30%FWC 最高。在SF 時期，隨著脅迫程度增加，α 相對值先降低后逐漸增大，以45%FWC 最低，60%FWC最高；β 相對值先增大后逐漸降低，以60%FWC 最低，45%FWC 最高。在SM 時期，α 相對值逐漸降低，以30%FWC 最低，60%FWC 最高；β 相對值逐漸增大，以60%FWC 最低，30%FWC 最高。

2.6 干旱脅迫對‘青燕1 號’燕麥熒光參數(shù)的影響

干旱脅迫對‘青燕1 號’燕麥熒光參數(shù)的影響見圖6 和表7，圖6 是利用R 語言ggpubr 包實現(xiàn)的，表7 是根據(jù)上述各圖表數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析而來，以便更直觀地觀察各熒光參數(shù)的變化。根據(jù)圖表可看出，在SM 和SF 時期對燕麥進行干旱脅迫處理對其熒光參數(shù)影響最大，且干旱脅迫處理后，燕麥的Y（NO）、NPQ、Y（NPQ）和β 整體呈上升趨勢，而Fv、Fm、ΦPSⅡ、ETR、Fm′、Fs、F0′、qP、F0、α 和Fv/Fm整體呈下降趨勢。與CK 相比，β、Fv、Fm、ΦPSⅡ、ETR、Fm′、Fs、F0′、qP、α 和Fv/Fm均 在T13（SM，30%FWC）處 理 下 受 到 的 影 響 最 大，且β 與CK 相 比 增 加 了26.60%，F(xiàn)v、Fm、ΦPS Ⅱ、ETR、Fm′、Fs、F0′、qP、α 和Fv/Fm分 別 降 低 了84.86%、75.41%、75.03%、75.00%、70.89%、61.38%、57.73%、57.06%、45.61%和38.50%；Y（NO）和Y（NPQ）在T9（SF，45%FWC）處理下，受到的影響最大，與CK 相比，分別增加了85.52%和33.76%；NPQ 在T12（SM，45%FWC）處理下，受到的影響最大，與CK 相比增加了65.21%；F0在T7（SH，30%FWC）處理下，受到的影響最大，與CK 相比降低了48.86%。

表7 干旱脅迫對燕麥熒光參數(shù)的影響Table 7 Effects of drought stress on fluorescence parameters of‘Qingyan No.1’oat

圖6 脅迫時期（左）和脅迫程度（右）對‘青燕1 號’燕麥熒光參數(shù)的影響Fig.6 Effects of stress period（left）and stress degree（right）on fluorescence parameters of‘Qingyan No. 1’oat

3 討論

苗期是牧草生長的關鍵時期，此時幼苗養(yǎng)分供給與耗散平衡正處于穩(wěn)定性較差的階段，在苗期，燕麥主要通過協(xié)調光合產物，優(yōu)先給根系提供養(yǎng)分，以此響應干旱脅迫；在分蘗期干旱，燕麥通過降低根系的整體生長速度來響應干旱脅迫；在拔節(jié)期干旱，燕麥主要通過調節(jié)有機物質，即多分配給地上部分，來響應干旱脅迫［33］。干旱脅迫使植物葉片含水量降低，破壞了其光合機構，從而導致葉綠素熒光發(fā)生變化［32］。而葉綠素熒光參數(shù)可以間接反映植物的光合作用能力［39］，因為正常情況下，葉綠體吸收的光能主要通過3 種途徑來消耗，且三者之間聯(lián)系密切，即葉綠素熒光、光合電子傳遞和熱耗散［40］。有研究表明，植物在許多逆境脅迫中最先受到傷害的部位是葉片的PSⅡ［41?42］，通過對其熒光動力學測定，可以分析植物光合機構的變化。

暗適應下的初始熒光（F0）代表不參與光系統(tǒng)Ⅱ（PSⅡ），處于完全開放時的熒光產量，可以反映PSⅡ部分反應中心是否失活，若值變大，則表明PSⅡ反應中心被破壞；暗適應下最大熒光（Fm）是PSⅡ反應中心在完全關閉時的熒光產量，可以反映通過PSⅡ的電子傳遞情況，若其值變小，則表明光合作用受到抑制；PSⅡ的最大光能轉化效率（Fv/Fm）表示PSⅡ原初光化學效率，主要用來反映PSⅡ復合物的光抑制是否受到傷害，在正常生長情況下，F(xiàn)v/Fm值較穩(wěn)定，若值降低，則表明發(fā)生了光抑制，從而使光合活性降低；PSⅡ電子傳遞量子效率（ФPSⅡ）表示實際光化學效率，反映了光照條件下PSⅡ反應中心在部分關閉情況下的實際原初光能捕獲效率，其值大小與下游電子傳遞、反應中心激發(fā)能捕獲效率和開放程度有關［42］；表觀電子傳導速率（ETR）反映實際光照強度下的光合能量傳遞速率［39］。許多研究都表明干旱脅迫會使Fs、Fv、Fm、Fv/Fm、ΦPSⅡ和ETR 顯著降低，F(xiàn)0升高［32?44］。本研究發(fā)現(xiàn)，干旱脅迫顯著降低了不同生育時期‘青燕1 號’燕麥Fv/Fm和ΦPSⅡ的相對值，并隨著干旱脅迫程度的加劇二者降低幅度變大（表5），這是由于PSⅡ結構及其生理狀態(tài)受到破壞，導致PSⅡ的最大光能轉化效率Fv/Fm在后期大幅度降低。Fm和ETR 也顯著降低（表3 和表5），反映了PSⅡ反應中心光合潛能的下降，這可能是因為干旱脅迫使葉綠體類囊體膜上的蛋白復合體部分失活所引起的，在Fv/Fm降低的同時，伴有F0的整體下降（圖1和圖2），表明干旱脅迫引起PSⅡ反應中心的光抑制損傷，尤其是在30%FWC，由于葉片失水，導致‘青燕1 號’燕麥葉片PSⅡ結構被破壞，使得光合電子由PSⅡ反應中心向下游電子傳遞受到抑制，大大降低了原初光能捕獲效率。在本研究中，F(xiàn)v/Fm相對值在SM 時期、45%FWC 下降最快，在SF 時期、30%FWC 次之；ΦPSⅡ相對值在SM時期、30FWC%下降最快，在SF 時期、45%FWC 次之，且隨著脅迫程度的增加，兩者整體上均以30%FWC 最低（圖2）。因此，本研究得出，F(xiàn)v/Fm和ΦPSⅡ以SM 時期影響最大，SF 時期次之，30%FWC 對其影響最大。

光化學猝滅系數(shù)（qP）和非光化學猝滅系數(shù)（NPQ）可以反映過剩光能對光合系統(tǒng)產生抑制的程度和清除能力［20］，qP可以代表光下PSⅡ的開放程度，反映了PSⅡ吸收的光能用于光化學電子傳遞的比例，值越大，表明PSⅡ反應中心的電子傳遞就越活躍，植物吸收的光能中用于光合電子傳遞的比例就越高，反之，值越小，表明原初電子受體的氧化還原程度越高［45］。本試驗中，脅迫程度對‘青燕1 號’燕麥NPQ 無顯著影響，qP受脅迫程度和時期以及二者互作的影響達到極顯著差異水平（表6），干旱脅迫使qP和NPQ 的相對值發(fā)生顯著變化，隨著干旱脅迫程度的加劇，qP總體呈降低趨勢，NPQ 總體呈升高趨勢，qP相對值以SM 時期影響最大，SH 時期次之；NPQ 相對值以SH 時期影響最大，SM 時期次之（圖3），這表明干旱脅迫降低了PSⅡ運轉效率，同時產生的光抑制增強了過剩光能的天線熱耗散。

非光化學猝滅系數(shù)（NPQ）主要分為非調節(jié)性能量耗散Y（NO）和調節(jié)性能量耗散Y（NPQ），二者是從qP和NPQ 的另一個角度來反映PSⅡ的光化學效率。Y（NO）是光損傷的負評價指標，反映了植物光合系統(tǒng)的非調節(jié)性量子產量；Y（NPQ）反映了植物不能用于光合電子傳遞的多余光能，而是采用熱耗散的形式，是植物重要的自我保護方式之一［46］。在SJ 和SH 時期，隨著脅迫程度的加劇，Y（NO）相對值整體呈下降趨勢，在SF 和SM 時期，其相對值整體呈上升趨勢，以SM 時期上升幅度最大（圖4），表明‘青燕1 號’燕麥在SJ 和SH 脅迫時期通過自身調節(jié)機制增強了光能消耗能力，保護了光合系統(tǒng)，而在SF 和SM 時期，已經達到光能消耗極限，過剩的光能可能傳遞給O2，形成具有極大破壞性的單線態(tài)氧，從而使光合機構失活。相反，在SJ、SH 和SF 時期脅迫時，隨著脅迫程度的加劇，Y（NPQ）相對值總體呈上升趨勢，在SM 時期其總體呈下降趨勢，該時期對燕麥Y（NPQ）的影響最大（圖4），表明在脅迫初期，‘青燕1 號’燕麥通過自身調節(jié)機制，即快速消耗光能，來減輕光合系統(tǒng)的損傷，從而適應干旱環(huán)境。在60%FWC 和45%FWC 脅迫下，‘青燕1 號’燕麥Y（NPQ）相對值逐漸增大，30%FWC 脅迫下，其值在SM 時期降低幅度最大，表明‘青燕1 號’燕麥在60%FWC 和45%FWC 脅迫下，其仍具有一定的熱耗散調節(jié)能力，但在30%FWC 脅迫下，已很難適應干旱脅迫環(huán)境，不能正常進行光能熱耗散。因此，Y（NO）和Y（NPQ）均以SM 時期影響最大。

光合電子高效運轉和協(xié)調傳遞的保證使植物PSⅠ和PSⅡ激發(fā)能均勻分配［47］。PSⅡ激發(fā)能分配系數(shù)（β）顯著增加會誘導反應中心可逆失活，可能損壞類囊體膜結構和PSⅡ，從而阻礙光合電子的傳遞，降低光合作用的效率［48］。本研究得出，‘青燕1 號’燕麥在不同生育期干旱脅迫下分配給PSⅠ的激發(fā)能α 顯著降低，而分配給PSⅡ的激發(fā)能β 顯著增加，且在SM 時期兩者的變化幅度最大（圖5），說明干旱脅迫導致激發(fā)能在PSⅠ和PSⅡ間的分配失衡，破壞了‘青燕1 號’燕麥的光合電子傳遞。故α 和β 以30%FWC 和SM 時期影響最大，即重度脅迫和生育期持續(xù)干旱對兩者的影響最為顯著。

4 結論

1）‘青燕1 號’燕麥不同生育時期脅迫整體影響表現(xiàn)為：苗期?乳熟期干旱（SM）＞苗期?開花期干旱（SF）＞苗期?抽穗期干旱（SH）＞苗期?拔節(jié)期干旱（SJ）。

2）‘青燕1 號’燕麥不同脅迫程度整體影響大小表現(xiàn)為：重度脅迫（30%FWC）＞中度脅迫（45%FWC）＞輕度脅迫（60%FWC）。

3）在重度脅迫（30%FW）和苗期?乳熟期干旱（SM）時，‘青燕1 號’燕麥的葉綠素熒光參數(shù)受到的影響最大；在輕度脅迫（60%FWC）和苗期?拔節(jié)期干旱（SJ）時，其受到的影響最小。

4）各葉綠素熒光參數(shù)以不同程度增加或降低，Y（NO）、NPQ、Y（NPQ）和β 整體呈上升趨勢，F(xiàn)v、Fm、ΦPSⅡ、ETR、Fm′、Fs、F0′、qP、F0、α 和Fv/Fm整體呈下降趨勢。