干旱脅迫對沙棗幼苗生長的影響

白蕊

（甘肅省南華生態(tài)建設(shè)管護(hù)中心，甘肅張掖 734304）

沙棗，又名七里香、桂香柳、棉花柳、銀柳，為桃金娘目胡頹子科胡頹子屬植物[1]。沙棗生命力強(qiáng)、根系發(fā)達(dá)，具備較強(qiáng)的耐干旱、耐鹽堿、耐風(fēng)沙、耐貧瘠性能，兼具藥用、經(jīng)濟(jì)及生態(tài)等多種價值[2]。目前，沙棗主要分布于我國西北地區(qū)，尤其是在干旱、半干旱地區(qū)，已成為造林綠化的先鋒樹種。在土壤缺水或者干旱時，植物生長發(fā)育將被推遲，光合作用受到影響，導(dǎo)致碳水化合物的積累被降低，這會在很大程度上限制植物的生長，若問題嚴(yán)重，植物體內(nèi)代謝將處于紊亂狀態(tài)，極易最終導(dǎo)致植物的死亡。

近年來，越來越多的學(xué)者開始探究植物生長過程中對干旱脅迫所作出的反應(yīng)，胡楊等[4]發(fā)現(xiàn)細(xì)穗檉柳幼苗在干旱脅迫下會調(diào)節(jié)自身體內(nèi)滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的含量以及酶活性的高低，以減輕干旱脅迫可能對機(jī)體造成的傷害，表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗旱能力，適宜在干旱地區(qū)種植和推廣；張雅梅等[5]研究了不同干旱脅迫強(qiáng)度和短期干旱脅迫時會對泡桐幼苗地上部位生長情況、葉片葉綠素含量以及熒光參數(shù)的影響，發(fā)現(xiàn)泡桐幼苗具有一定的抗旱性，但對持續(xù)干旱具有不耐受性，輕度干旱不會對泡桐幼苗造成明顯影響，但是在重度干旱條件下，泡桐幼苗的正常生長將受到嚴(yán)重影響，灌溉的關(guān)鍵期隨干旱脅迫程度的增加而越早出現(xiàn)，但在短暫脅迫期內(nèi)，泡桐幼苗一直保持生長狀態(tài)。井大煒等[6]研究了干旱脅迫對楊樹幼苗生長、光合特性及活性氧代謝的影響，輕度干旱脅迫下地徑生長量降低12.8%，中毒脅迫下降低44.5%，重度脅迫下降低57.2%，同時在不同干旱脅迫下苗高生長量也有明顯降低，輕度干旱脅迫下，楊樹幼苗具有較高的光合效率和較強(qiáng)的抗氧化保護(hù)酶系統(tǒng)；而中度和重度干旱下，其光合效率顯著下降，抗氧化保護(hù)酶系統(tǒng)明顯遭到破壞。

目前，干旱脅迫對沙棗幼苗生長的影響研究較少，基于此，本研究以沙棗幼苗為研究對象，研究不同干旱程度下沙棗幼苗根葉莖生長特性、葉片光合色素含量，以期能夠?yàn)樯硹椄珊禉C(jī)制的研究提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于甘肅省張掖市高臺縣南華鎮(zhèn)進(jìn)行，為冷溫帶大陸性干旱氣候，年平均氣溫為8.1℃，年平均降水量為112.3mm，年均蒸發(fā)量為1923mm，年日照時長為3088h。

供試材料為生長相對一致的1 年生沙棗幼苗，采取苗木盆栽控水處理，試驗(yàn)用栽培基質(zhì)為泥炭土∶蛭石∶珍珠巖∶園土=3∶2∶2∶3。在上盆時，采取緩釋復(fù)合肥于腐熟有機(jī)肥作為基肥，將試驗(yàn)用苗木置于大棚內(nèi)緩苗，在此過程中采取常規(guī)的水肥管理方式。在2020 年5月18 日，選擇無病蟲害、長勢基本一致的苗木，14 日后開始干旱脅迫。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)分別設(shè)置4 個不同處理（見表1）。每個處理4 盆，重復(fù)5 次，每盆內(nèi)栽植1 顆沙棗幼苗，共80 盆。每天19：00 采取盆栽稱重法補(bǔ)充所失去水分，將各處理土壤含水量（占田間持水量的比例）控制在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)。為避免降雨干擾土壤水分消耗，在試驗(yàn)過程中需搭設(shè)簡易的遮雨棚，避免因進(jìn)入雨水而導(dǎo)致影響試驗(yàn)結(jié)果。在無雨時，將苗木露天放置。

表1 各處理具體情況

1.3 測量指標(biāo)及方法

1.3.1 生長指標(biāo)。在干旱脅迫30d 后，于各個處理分別選擇10 株沙棗幼苗，測量植株株高、基部直徑、葉片數(shù)、根長等指標(biāo)。采用吸水紙吸干水分后，分離植株根、葉、莖，稱量鮮重，置于105℃下殺青15min 后于85℃烘干直至恒重，分別測量根、葉、莖干重。

1.3.2 葉綠素含量。參照王銘涵等[6]的方法提取葉綠素，并測量葉綠素a、葉綠素b、類胡蘿卜素含量[7]。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2010 軟件處理數(shù)據(jù)，利用SPSS 130.0 軟件對不同干旱脅迫下沙棗各指標(biāo)進(jìn)行單因素方差分析及Duncan 多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 干旱脅迫對沙棗幼苗各生長指標(biāo)的影響

由表2 可知，隨著干旱程度的增加，沙棗幼苗株高呈現(xiàn)出逐漸降低趨勢，由CK 處理的9.69cm 逐漸降低至T3處理的6.72cm，其中CK 處理與T1處理沙棗幼苗株高不存在顯著差異，T1處理與T2處理沙棗幼苗株高不存在顯著差異；干旱脅迫對沙棗幼苗葉片數(shù)存在顯著影響，其中CK 處理、T1處理、T2處理沙棗幼苗葉片數(shù)不存在顯著差異（為10.96～11.00 片），隨著干旱脅迫程度的增加，到了T3處理沙棗幼苗葉片數(shù)量明顯降低，僅8.09 片；不同干旱脅迫處理下沙棗幼苗根長也存在顯著差異，可以看出CK 處理沙棗幼苗根長為最高，達(dá)到11.66cm，而T3處理沙棗幼苗根長為最低，僅7.40cm，CK 處理與T1處理沙棗幼苗根長不存在顯著差異。

表2 干旱脅迫對沙棗幼苗各生長指標(biāo)的影響

2.2 干旱脅迫對沙棗幼苗物質(zhì)積累的影響

由表3 可知，干旱脅迫對沙棗幼苗鮮重存在顯著影響，干旱脅迫程度越大，各部位鮮重越小，其中根鮮重由CK 處理的0.179g 降低至T3處理的0.044g（CK 處理與T1處理沙棗幼苗根鮮重差異不顯著），莖鮮重由CK 處理的0.080g 降低至T3處理的0.022g（其中CK 處理與T1處理沙棗幼苗莖鮮重差異不顯著），葉鮮重由CK 處理的0.190g 降低至T3處理的0.067g（其中CK 處理、T1處理、T2處理沙棗幼苗葉鮮重差異不顯著）。從總鮮重情況來看，以CK 處理和T1處理沙棗幼苗總鮮重為最高（二者差異不顯著，分別為0.439g 和0.380g），接著依次為T2處理（0.308g）和T3處理（0.133g）。

表3 干旱脅迫對沙棗幼苗物質(zhì)積累的影響

不同處理沙棗幼苗干重也存在顯著差異。根干重以CK 處理（0.100g）和T1處理（0.080g）為最高，接著依次為T2處理（0.069g）和T3處理（0.022g）；CK 處理、T1處理、T2處理沙棗幼苗莖干重不存在顯著差異，為0.029～0.033g，明顯高于T3處理的0.018g；葉干重變化趨勢與莖干重基本一致，其中CK 處理、T1處理、T2處理葉干重為0.031～0.033g，T3處理葉干重為0.21g；不同干旱脅迫程度對沙棗幼苗總干重存在顯著影響，其中CK 處理、T1處理、T2處理沙棗幼苗總干重分別比T3處理高出了188.52%、129.51%、114.75%。

2.3 干旱脅迫對沙棗幼苗葉綠素含量的影響

由表4 可知，并非水分充足時沙棗幼苗葉綠素a 含量為最高，而是在T1處理下葉綠素a 含量為最高，CK處理與T2處理葉綠素a 含量不存在顯著差異，而T3處理沙棗幼苗葉綠素a 含量為最低；干旱脅迫程度越大，沙棗幼苗葉綠素b 含量越低，由CK 處理的0.525mg/g逐漸降低至T3處理的0.432mg/g，其中CK 處理與T1處理沙棗幼苗葉綠素b 含量差異不顯著；不同處理沙棗幼苗葉綠素a+b 含量差異顯著，由高到低依次為T1處理、CK 處理、T2處理、T3處理，T1處理、CK 處理、T2處理沙棗幼苗葉綠素a+b 含量分別比T3處理高出了41.76%、28.89%、25.21%；從沙棗幼苗葉綠素a/b 情況來看，以T1處理和T2處理為最高（二者差異不顯著，為3.217～3.220），T3處理為最低（2.581）；不同處理沙棗幼苗類胡蘿卜素含量變化趨勢與葉綠素b 含量變化趨勢基本一致，均隨著干旱脅迫程度的增加而逐漸降低，由CK 處理的0.572mg/g 降低至T3處理的0.398mg/g。

表4 干旱脅迫對沙棗幼苗葉綠素含量的影響

3 討論

在植物生長過程中，會受到多個生理過程的影響，干旱脅迫對影響植物個體的形態(tài)發(fā)育，最終抑制植物的生長[8]。本研究發(fā)現(xiàn)，干旱脅迫對沙棗幼苗株高、根長、葉片數(shù)存在一定影響，在干旱程度較輕時，影響不顯著。從沙棗幼苗生長指標(biāo)可以看出，在干旱脅迫較為嚴(yán)重時，沙棗幼苗各器官生長抑制程度表現(xiàn)為：根＞莖＞葉，這主要取決于植物對水分的吸收以及運(yùn)輸過程[9]。

在干旱脅迫下，植物體內(nèi)葉綠素的合成將受到阻礙，同時已合成葉綠素會加快分解，導(dǎo)致葉片內(nèi)葉綠素含量降低[10]。本研究發(fā)現(xiàn)，隨著干旱脅迫程度的增加，葉綠素a、葉綠素b、葉綠素a+b 含量均呈現(xiàn)出先升高、后降低的趨勢，這可能是由于在較輕的干旱脅迫下，沙棗幼苗會采取增加光合色素含量的方式以緩解外界干旱脅迫，在脅迫過強(qiáng)時，沙棗幼苗的緩解能力開始降低[11]。

4 結(jié)論

綜上所述，干旱脅迫會對沙棗幼苗生長及光合色素含量造成影響。在輕度干旱脅迫（土壤含水量為田間持水量的60%）時，沙棗幼苗生長未受到明顯影響，同時葉綠素含量為最高，在類似生態(tài)環(huán)境建設(shè)中，可選擇沙棗作為優(yōu)選樹種。