探究板栗等果樹對(duì)水分脅迫的生理響應(yīng)

朱京民

文章編號(hào)： 1005-2690（2019）09-0045-01? ? ? ?中圖分類號(hào)： S601? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼： B

摘? ?要：以2年生盆栽板栗及其他果樹作為試驗(yàn)素材，一共設(shè)置了4個(gè)水分處理水平，用以探究水分脅迫對(duì)2年生板栗及其他果樹的生長(zhǎng)和生理指標(biāo)的影響程度。最終得出結(jié)論，水分脅迫下的2年生板栗及其他果樹可以通過(guò)調(diào)節(jié)自身的水分來(lái)改變地上和地下部分生物量的分配，從而加大根冠比，在極大程度上減少水分脅迫對(duì)植物細(xì)胞膜的傷害程度，以此來(lái)有效抵御干旱環(huán)境持續(xù)健康生長(zhǎng)。

關(guān)鍵詞：板栗;水分脅迫;生理響應(yīng)

世界上最常見的氣象災(zāi)害之一就是干旱。干旱對(duì)植株的生長(zhǎng)、分布與產(chǎn)量有重大影響，所以土壤的水分狀況與植株之間的關(guān)系一直是生物學(xué)研究的熱點(diǎn)話題。以2年生盆栽板栗及其他果樹作為素材，采取盆栽試驗(yàn)探究不同的土壤水分條件對(duì)其生長(zhǎng)和生理特性的影響程度，目的是研究在不同程度的水分脅迫條件下植物的反應(yīng)能力及適應(yīng)能力，了解植物抗旱的機(jī)理，以此為在干旱地區(qū)引進(jìn)種植提供重要理論依據(jù)[1]。

1? ?選材與試驗(yàn)方法

1.1? ?材料的選擇

該試驗(yàn)場(chǎng)地屬于暖熱帶季風(fēng)性氣候，平均氣溫為14.6 ℃，年日照時(shí)長(zhǎng)為1 700 h，一年的降水量可達(dá)860 mm。該試驗(yàn)土壤選取了當(dāng)?shù)亓值?0 cm以內(nèi)的表層土壤進(jìn)行種植。在4月份采用幼苗高度為40～50 cm且地徑為0.4～0.6 cm、分枝數(shù)量在3或4的生長(zhǎng)情況大致相同且生長(zhǎng)良好的2年生盆栽板栗，把幼苗盆栽放在遮雨棚里，在保證充足的水分條件下進(jìn)行培育。試驗(yàn)共設(shè)置4個(gè)水分脅迫梯度：第一，對(duì)照組給予適量的水分，此土壤的含水量應(yīng)是田間持水量的85%～90%。第二，處理1給予輕度的干旱脅迫，此土壤的含水量是田間持水量的65%～70%。第三，處理2給予中度的干旱脅迫，此土壤的含水量是田間持水量的45%～50%。第四，處理3給予重度的干旱脅迫，此土壤的含水量是田間持水量的25%～30%。每一種處理方式都種植6盆盆栽，并用稱重法來(lái)進(jìn)行水分控制，每天18：00稱取盆的重量適當(dāng)補(bǔ)足白天失去的水分，確保各個(gè)處理都能保持在最初設(shè)定的水分范圍之內(nèi)。在7月19日給水分脅迫最大的處理組采用持續(xù)干旱并且稱重測(cè)量，每種處理應(yīng)于7月27日達(dá)到控制的水分范圍而且已經(jīng)開始進(jìn)行試驗(yàn)。該水分脅迫試驗(yàn)一共需要28 d，每個(gè)處理在開始脅迫的第7天、第14天和第21天及最后1 d的9：00 AM挑選出苗木枝條中段的3片成熟的葉子，然后快速放到保溫箱內(nèi)并馬上帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行葉綠素含量的測(cè)量，在試驗(yàn)的最后進(jìn)行水分生理指標(biāo)和根冠比的測(cè)量，并且重復(fù)測(cè)量3次每種指標(biāo)的均值。

1.2? ?測(cè)定指標(biāo)與測(cè)定方法

①葉片含水量：選用飽和含水量法進(jìn)行測(cè)定。②水分飽和虧：選用烘干法來(lái)測(cè)定。③葉片保水力：用自然脫水法進(jìn)行測(cè)定并用質(zhì)量葉片含水量占初始含水量的百分比來(lái)表示。④葉綠素含量：選用混合液浸提法來(lái)測(cè)定。⑤根冠比：采用烘干法進(jìn)行測(cè)定并用地下干重和地上干重的比值來(lái)表示。

2? ?試驗(yàn)結(jié)果和討論分析

2.1? ?葉片水分生理的變化

葉片含水量與植物的生長(zhǎng)代謝活動(dòng)有著密切聯(lián)系。在干旱的脅迫下，首先植株表現(xiàn)出來(lái)的就是含水量開始下降。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果可知，處理3的葉片含水量與對(duì)照組的差異十分明顯，處理1與處理2和對(duì)照組相比沒有顯著的差異。因此輕度的干旱脅迫和中度的干旱脅迫對(duì)葉片含水量的影響并不大，植株的葉片在重度的干旱脅迫下將會(huì)受到更顯著的影響。而水分飽和虧則是反映植株實(shí)際含水量距離飽和含水量的差[2]。處理2與處理3的水分飽和虧比對(duì)照組有明顯的差異，而處理1和對(duì)照組的差異并不顯著。說(shuō)明隨著土壤含水量的降低，植物利用自身的水分調(diào)節(jié)來(lái)增大水分飽和虧，以此適應(yīng)不利的生長(zhǎng)環(huán)境并提高抗旱的能力，確保生長(zhǎng)能順利進(jìn)行。植物的葉片保水力指的是葉片本身的抗旱能力，反映了葉片內(nèi)部結(jié)構(gòu)抵抗水分散失的能力。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果可知，同一處理下葉片保水力會(huì)隨著時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸降低，并且重度干旱脅迫下葉片保水力的數(shù)值在每個(gè)時(shí)間段內(nèi)都大于其他的處理組別。

2.2? ?葉綠素含量的變化

植物進(jìn)行光合作用的主要色素是葉綠素，這與葉綠素含量的高低和光合速率的變化有著重要關(guān)系。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果可知，隨著水分脅迫程度的增多，葉綠素的含量逐漸減少。經(jīng)過(guò)7 d的處理，對(duì)照組和處理3的葉綠素含量區(qū)別十分明顯，處理1與處理2的葉綠素含量也和對(duì)照組有著較大差異。水分脅迫14 d后處理1、處理2及處理3的葉綠素含量都低于對(duì)照組。經(jīng)過(guò)21 d的水分處理后，對(duì)照組和處理3的葉綠素含量有差別，處理1與處理2的葉綠素含量都和對(duì)照組有較大差異。水分脅迫末期處理2與處理3和對(duì)照組的葉綠素含量差異都十分明顯。由此可知，水分脅迫會(huì)抑制葉綠素的生物合成并加速葉綠素的分解使其含量減少[3]。

2.3? ?水分脅迫下的根冠比變化

用來(lái)反映地下和地上部分生長(zhǎng)的重要指標(biāo)是根冠比的數(shù)值，相關(guān)研究證明，當(dāng)植株自身受到外界脅迫時(shí)，它們一般都會(huì)改變地上與地下生物量的分配比例來(lái)適應(yīng)環(huán)境的變化。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果可知，隨著水分脅迫程度增強(qiáng)，根冠比也增加。處理2的根冠比和處理3有明顯差別，和對(duì)照組的差異尤其明顯，是對(duì)照組的2倍。處理1和處理2的根冠比沒有明顯不同，但和對(duì)照組差異明顯，是對(duì)照組的1倍。對(duì)照組和處理1的差異不大。所以水分脅迫使植物的生長(zhǎng)發(fā)育受抑制，而輕度干旱脅迫對(duì)其影響較小。當(dāng)土壤含水量逐漸減少時(shí)，植物為滿足對(duì)水分和營(yíng)養(yǎng)的需求，改變地上與地下部分的生物量分配來(lái)增強(qiáng)適應(yīng)環(huán)境變化。

3? ?小結(jié)

在水分脅迫下板栗及其他果樹可以通過(guò)調(diào)節(jié)自身的水分，改變地上和地下部分的生物量分配加大根冠比，并減少對(duì)細(xì)胞膜的傷害程度，通過(guò)積累滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)來(lái)提高植物的吸水及保水能力，從而有效地抵抗干旱環(huán)境，確保植物能夠順利生長(zhǎng)。植物的抗旱性是多種因素共同作用下的重要體現(xiàn)。所以在今后的試驗(yàn)中，可考慮水分脅迫在整個(gè)生長(zhǎng)季內(nèi)對(duì)植物葉片光合作用機(jī)理與相關(guān)酶活性的影響，為日后全面了解植物的抗旱機(jī)制和干旱地區(qū)板栗等果樹的推廣提供完善的理論依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

[ 1 ] 肖丹丹，左力輝，王進(jìn)茂，等.5種榆蜀植物光響應(yīng)曲線模型對(duì)比分析[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報(bào)，2016（4）：124-131.

[ 2 ] 趙雪，張秀珍，牟洪香，等.干旱脅迫對(duì)不同種源文冠果幼苗水分生理特性及滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的影響[J].東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2017，45（6）：17-21.

[ 3 ] 劉全勇，盧錕，李澤，等.水分脅迫對(duì)刨花潤(rùn)楠幼苗生長(zhǎng)及光合特性的影響[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2016，36（9）：29-35，43.

（收稿日期：2019-07-18）