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水分亏缺是干旱半干旱地区作物生长发育的主要限制因素，严重影响种子萌发、成苗及作物生长发育等生理过程，极大程度地限制了产量的形成。因此，在干旱条件下如何保证作物萌发成苗和苗期对干旱环境的适应成为迫切需要解决的问题。本试验以柳枝稷（品种：Pathfinder、Trailblazer和Alamo）为试验材料，采用不同浓度PEG模拟干旱和盆栽人工控水的方法，从种子萌发、成苗和苗期水分生态适应性等角度，系统的研究了柳枝稷种子萌发成苗需水阈值及在干旱条件下柳枝稷幼苗的水分生理生态变化机制。旨在揭示柳枝稷的耐旱机制，并为耐旱品种选育和抗旱性栽培提供理论依据。主要研究结果如下：1、随着环境水势的降低，柳枝稷种子群体萌动、萌发和出苗达50%概率时间逐渐延迟；且各阶段的需水阈值不同，出苗阶段的最低。在同一品种不同处理方法下，4℃低温冷冻化处理种子，缩短了群体萌动、萌发和出苗达50%的时间，增加了各阶段需水阈值。在相同处理方法下，Pathfinder品种各阶段对环境水势的需求较Trailblazer、Alamo宽松。可见柳枝稷种子出苗阶段对环境水分胁迫最为敏感，忍受胁迫能力最弱，抗旱性最弱;4℃低温冷冻化处理种子效果最好，Pathfinder品种忍受胁迫能力最强，抗旱性最强。2、4℃低温冷冻化和8M硫酸处理柳枝稷种子均可使种子的萌发率(GP)、萌发指数(GI)和活力指数(VI)提高，根芽比(R/E)降低，但低温处理效果最佳，表现为：与对照相比在正常供水下，Pathfinder、Trailblazer和Alamo种子的GP分别提高了13.5%、10.6%和8.8%；GI分别提高了30.0%、27.8%、9.6%，VI分别提高了37.3%、45.7%，17.9%；在同一处理方法下，Pathfinder、Trailblazer和Alamo三品种萌发特性存在差异，Pathfinder萌发能力较强，Alamo萌发能力最弱。同时，随着PEG胁迫浓度的增强，种子萌发逐渐受到抑制，萌发能力逐渐减弱,当PEG浓度达到-0.30MPa时，开始受到较严重的抑制，表现为：萌发率、萌发指数、活力指数随胁迫强度的增加而降低，而根芽比则随之增加。3、水分胁迫明显影响了柳枝稷的生长，Trailblazer植株株高表现为：中度水分胁迫(MS)处理略高于正常水分处理(CK)，重度水分胁迫处理(SS)最低，柳枝稷Pathfinder植株株高的大小顺序为：CK＞MS＞SS。在正常水分处理下，Pathfinder植株株高较Trailblazer的高;在SS处理下，Trailblazer植株株高略高于Pathfinder。在不同水分处理下，Trailblazer植株和Pathfinder植株的茎粗均表现为：CK＞MS＞SS。其中，CK处理植株的茎粗与SS处理植株的茎粗存在显著差异。4、柳枝稷Trailblazer和Pathfinder在水分胁迫处理下叶片净光合速率(Pn)和气孔导度(Gs)均随着胁迫程度的增加而降低。柳枝稷Trailblazer胞间CO2(Ci)随着胁迫程度增加逐渐降低，SS处理叶片的Tr较低；柳枝稷Pathfinder，MS处理叶片Ci最低、Tr最高，且处理间差异不显著。对于柳枝稷Trailblazer，在SS处理叶片下Gs降低，Ci浓度减小，Ls增大，说明Pn降低的主要原因是气孔限制；对于柳枝稷Pathfinder，MS处理叶片下Gs降低，Ci浓度减小, Ls增大，气孔限制是引起Pn降低主要原因，SS处理叶片Gs下降，Ci浓度增大，Ls减小，表明主要是非气孔限制引起Pn降低。可以看出，随着胁迫浓度的增加，柳枝稷Trailblazer的光合能力下降主要是气孔限制，而柳枝稷Pathfinder光合能力的下降存在从气孔限制到非气孔限制过程的转变。柳枝稷Trailblazer的叶绿素含量在三个水分处理下变化不大；对于柳枝稷Pathfinder而言，叶绿素含量先升高后降低，说明在SS处理下，叶绿素受到了破坏，植物在缺水条件下，植物体内的自由基积累，使叶绿体细胞膜过氧化，损伤了叶绿体结构和功能，使叶绿素降解。在CK处理和MS处理下，柳枝稷Pathfinder的叶绿素含量略高于柳枝稷Trailblazer，在SS处理下，柳枝稷Trailblazer的叶绿素含量较高。