礪漠區(qū)6種荒漠植物抗旱性研究

王琴

摘 要：以礪漠區(qū)梭梭 （Haloxylon ammodendron）、泡果沙拐棗（Calligonum junceum）、白刺（Nitraria tangutorum Bobr）、胡楊（Populus euphratica Oliv）、鈴鐺刺（Halimodendron halodendron）、沙柳（Salix psammophila）6種荒漠植物為研究對(duì)象，測(cè)定相對(duì)含水量、組織密度、束縛水含量、葉片保水力等4個(gè)水分生理指標(biāo)，運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)隸屬函數(shù)分析法綜合評(píng)價(jià)6種荒漠植物抗旱性。結(jié)果表明：（1）4個(gè)水分生理指標(biāo)進(jìn)行植物抗旱性評(píng)價(jià)結(jié)果存在差異，其中相對(duì)含水量和組織密度均表現(xiàn)為泡果沙拐棗最高、胡楊最低，而束縛水含量和葉片保水力則表現(xiàn)為梭梭最高、白刺次之、鈴鐺刺最低；（2）隸屬函數(shù)綜合評(píng)價(jià)6種荒漠植物抗旱性由強(qiáng)至弱依次為梭梭、白刺、泡果沙拐棗、沙柳、胡楊、鈴鐺刺。

關(guān)鍵詞：荒漠植物；抗旱性；隸屬函數(shù)

中圖分類號(hào)：Q945 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2018.09.003

Study on Drought Resistance of Six Desert Plant Species in Shelly Desert Area

WANG Qin

（Changji College， Changji， Xinjiang 831100， China）

Abstract： The experiment was conducted with six desert plants， including Haloxylon ammodendron，Calligonum junceum，Nitraria tangutorum Bobr， Populus euphratica Oliv， Halimodendron halodendron and Salix psammophila in shelly desert area， the relative water content， tissue density， bound water content and blade water retention were measured and the drought resistances of above six desert plants were evaluated by fuzzy membership function analysis. The results showed that：（1） In the six desert plants， the relative water content and tissue density of C. junceum was higher than the other species， while the bound water content and blade water retention were highest in H. ammodendron. （2） According to the membership function evaluation， the drought resistances of six desert plants were showing as follows： H. ammodendron>N. tangutorum Bobr>C. junceum>S. psammophila>P. euphratica Oliv>H. halodendron.

Key words： dsert plants； drought resistance； membership function

中國(guó)水資源總量豐富，但人均占有量較低，如何高效利用水資源成為迫切需要解決的問題之一，生態(tài)節(jié)水的概念被越來越多的科研工作者所提及。抗旱節(jié)水植物體系的建立是實(shí)現(xiàn)生態(tài)節(jié)水的重要手段之一，可通過植物的抗旱節(jié)水特性，進(jìn)行合理灌溉，使其節(jié)水潛力得到最大限度發(fā)揮?；哪参锸窃跇O端干旱環(huán)境下生長(zhǎng)的一些植物種類[1]，具有抗旱性強(qiáng)、生長(zhǎng)過程需水量較低等特點(diǎn)，將其引入到干旱半干旱地區(qū)的城市綠化以實(shí)現(xiàn)生態(tài)節(jié)水已成為主要的手段之一。因此，研究荒漠植物的抗旱性，對(duì)抗旱性強(qiáng)的物種進(jìn)行篩選，對(duì)荒漠地區(qū)極其重要。植物抗旱性不是單一因素作用的結(jié)果，而是受到多種因素的影響[2]，植物的外部形態(tài)、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、生理代謝等都有所表現(xiàn)[3]，并且不同的植物抗旱機(jī)制有所不同，單一的抗旱指標(biāo)很難反映出植物對(duì)干旱適應(yīng)的綜合能力[4]，因此，植物的抗旱能力評(píng)價(jià)，應(yīng)采用多項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)[5-6]。

本研究以6種荒漠植物為研究對(duì)象，進(jìn)行水分生理指標(biāo)測(cè)定，運(yùn)用模糊隸屬函數(shù)法對(duì)6種荒漠植物進(jìn)行抗旱性分析，以期為干旱半干旱地區(qū)園林樹種的選擇提供理論參考。

1 材料和方法

1.1 研究區(qū)域概況

新疆克拉瑪依市常年干旱少雨，年降水量為 110 mm左右，年平均大風(fēng)天數(shù)70 d以上，屬于大陸性干旱氣候。研究區(qū)域位于新疆克拉瑪依市西部森林公園，區(qū)域內(nèi)植被種類較少，以旱生植物為主；區(qū)域內(nèi)土壤鹽漬化嚴(yán)重，含鹽量1.1%左右，呈弱堿性，主要以細(xì)沙土和戈壁礫石土為主，植被主要有梭梭、紅砂、檉柳、膜果麻黃、花花柴、白莖鹽生草、無葉假木賊、刺木蓼、豬毛菜等。

1.2 供試植物

在研究區(qū)域選擇梭梭 （Haloxylon ammodendron）、泡果沙拐棗（Calligonum junceum）、白刺（Nitraria tangutorum Bobr）、胡楊（Populus euphratica Oliv）、鈴鐺刺（Halimodendron halodendron）、沙柳（Salix psammophila）6種一年生荒漠植物。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在研究區(qū)域內(nèi)隨機(jī)設(shè)置4個(gè)50 m×30 m規(guī)模的試驗(yàn)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)種植梭梭、泡果沙拐棗、白刺、胡楊、鈴鐺刺、沙柳各60株，每種植物以20株為一個(gè)整體，重復(fù)3次，進(jìn)行隨機(jī)排列，每15 d灌溉一次，每次每株灌溉量60 L，種植方式為開溝種植，開溝規(guī)格為溝寬40 cm、溝深60 cm，株行距1 m×4 m，灌溉方式為滴灌，苗木種植時(shí)間為2017年4月中旬，進(jìn)行定額灌溉試驗(yàn)設(shè)置之前每株灌溉水量均為80 L， 6月20日、7月20日、8月20日和9月20日進(jìn)行植株性狀測(cè)定。

1.4 測(cè)定方法

1.4.1 相對(duì)含水量等的測(cè)定[7] 采用烘干法對(duì)6種荒漠植物進(jìn)行小枝相對(duì)含水量的測(cè)定。每株植株取向陽(yáng)面小枝，放進(jìn)自封袋，帶回實(shí)驗(yàn)室，將小枝剪成小塊進(jìn)行測(cè)定。

相對(duì)含水量=（Wf-Wd）/（Wt-Wd）*100%

組織密度=Wd/Wt*100%

式中：Wf為鮮質(zhì)量；Wd為干質(zhì)量；Wt為飽和質(zhì)量。

1.4.2 束縛水的測(cè)定[8] 用糖量計(jì)法進(jìn)行束縛水含量的測(cè)定。

自由水含量=[Ws（C1-C2）/C2]/Wf*100%

束縛水含量=組織中總含水量-自由水含量

式中：Wf為鮮葉質(zhì)量；Ws為糖液質(zhì)量； C1為糖液原來的濃度；C2為浸過組織的糖液濃度。

1.4.3 葉片保水力的測(cè)定[8] 用自然干燥法進(jìn)行葉片保水力的測(cè)定，剪取植株功能葉片20個(gè)，插入水中，飽和3 h，稱質(zhì)量后脫水，間隔稱重直至24 h， 80 ℃烘干稱重，然后計(jì)算脫水24 h后的葉片含水量。

1.5 數(shù)據(jù)處理

用Excel整理數(shù)據(jù)。對(duì)所選水分生理指標(biāo)分別進(jìn)行抗旱性評(píng)價(jià)分析，然后利用模糊隸屬函數(shù)法進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

隸屬函數(shù)的計(jì)算方法[9]：

R（Xi）= （Xi-Xmin ）/（Xmax-Xmin）

式中：Xi為指標(biāo)的測(cè)定值， Xmax、Xmin為指標(biāo)的最大值和最小值。

2 結(jié)果與分析

2.1 6種荒漠植物小枝相對(duì)含水量及組織密度差異

小枝相對(duì)含水量的多少在一定程度上反映了植物對(duì)干旱環(huán)境的適應(yīng)能力，在正?；蛘咚置{迫條件下，相對(duì)含水量較高的植物比較耐旱[10]。組織密度是用葉片的干質(zhì)量與飽和鮮質(zhì)量之比來表示，也常被科研工作者用于評(píng)價(jià)植物的抗旱性，組織密度大的植物抗旱性強(qiáng)。由表1可知，在6種荒漠植物中，相對(duì)含水量表現(xiàn)為：泡果沙拐棗>梭梭>白刺>鈴鐺刺>沙柳>胡楊，其中梭梭和泡果沙拐棗小枝相對(duì)含水量差異不顯著，二者顯著高于其他4種荒漠植物，白刺、鈴鐺刺、沙柳3個(gè)品種間差異不顯著，三者均顯著高于胡楊。組織密度表現(xiàn)為：泡果沙拐棗>白刺>梭梭>沙柳>鈴鐺刺>胡楊，其中泡果沙拐棗和白刺組織密度差異不顯著，二者均顯著高于其他4種荒漠植物，梭梭和沙柳以及鈴鐺刺和胡楊差異均不顯著，但前二者顯著高于后二者。

2.2 6種荒漠植物束縛水含量差異

已有研究表明，植物束縛水含量越高，抗旱性越強(qiáng)[11]。由表2可知，6種荒漠植物束縛水含量表現(xiàn)為：梭梭>白刺>泡果沙拐棗>沙柳>胡楊>鈴鐺刺，其中梭梭束縛水含量顯著高于其他5中荒漠植物，泡果沙拐棗與白刺差異不顯著，但二者顯著高于沙柳、胡楊、鈴鐺刺，后三者之間差異均顯著。2.3 6種荒漠植物葉片保水力差異

葉片保水力代表了葉片在離體條件下保持原有水分的能力[12]，葉片保水力值越低，保持水分的能力越差，抗旱性越弱；其值越大，越不易失水，植物抗旱能力越強(qiáng)[13]。由表3可知，6種荒漠植物葉片保水能力表現(xiàn)為：梭梭>白刺>泡果沙拐棗>胡楊>沙柳>鈴鐺刺，其中梭梭與白刺葉片保水力差異不顯著，二者顯著高于泡果沙拐棗、胡楊、沙柳和鈴鐺刺，后四者之間除沙柳與鈴鐺刺差異不顯著外，種間差異均達(dá)顯著水平。

2.4 水分生理指標(biāo)與抗旱性的綜合評(píng)價(jià)

相對(duì)含水量、組織密度、束縛水含量、葉片保水力均能直接反映植物水分生理狀況，也能客觀反映植物抗旱性，但單一指標(biāo)難以合理地評(píng)價(jià)植物的綜合抗旱性?，F(xiàn)將這些水分生理指標(biāo)用隸屬函數(shù)法進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，隸屬函數(shù)平均值越大，抗旱性越強(qiáng)。由表4可知，6種荒漠植物綜合隸屬函數(shù)表現(xiàn)為：梭梭>白刺>沙拐棗>沙柳>胡楊>鈴鐺刺。

3 結(jié) 論

（1）6種荒漠植物小枝相對(duì)含水量大小順序?yàn)榕莨彻諚?gt;梭梭>白刺>鈴鐺刺>沙柳>胡楊，組織密度大小順序?yàn)榕莨彻諚?gt;白刺>梭梭>沙柳>鈴鐺刺>胡楊，束縛水含量大小順序?yàn)樗笏?gt;白刺>泡果沙拐棗>沙柳>胡楊>鈴鐺刺，葉片保水力大小順序?yàn)樗笏?gt;白刺>泡果沙拐棗>胡楊>沙柳>鈴鐺刺。

（2）應(yīng)用模糊數(shù)學(xué)隸屬函數(shù)分析法進(jìn)行分析評(píng)價(jià)得出6種荒漠植物抗旱性強(qiáng)弱順序?yàn)樗笏?gt;白刺>泡果沙拐棗>沙柳>胡楊>鈴鐺刺。

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