摘要:為了解金野紫穗槐在干旱脅迫下的形態(tài)、生長和生理響應(yīng)特征,探明其抗旱能力,以其二年生扦插苗為試驗(yàn)材料、紫穗槐二年生扦插苗為對(duì)照材料,采用盆栽和持續(xù)停水的干旱處理方法,研究干旱脅迫對(duì)試驗(yàn)苗木生長以及滲透調(diào)節(jié)等生理指標(biāo)的影響。結(jié)果表明,隨著干旱脅迫時(shí)間的延長,土壤相對(duì)含水量逐漸降低,金野紫穗槐的土壤含水量下降幅度更大,30 d干旱脅迫結(jié)束時(shí)土壤重度干旱,相對(duì)含水量為24.42%。試驗(yàn)期間,金野紫穗槐和紫穗槐株高均持續(xù)增長、地徑則先增長后降低,但株高和地徑的增量均持續(xù)下降,表明干旱脅迫抑制了兩個(gè)樹種的株高和地徑生長。兩個(gè)樹種的MDA和可溶性糖含量均隨干旱脅迫時(shí)間延長逐漸上升;游離脯氨酸(Pro)含量金野紫穗槐呈先上升后下降趨勢,紫穗槐呈持續(xù)上升趨勢。結(jié)合隸屬函數(shù)分析可知金野紫穗槐的抗旱性低于紫穗槐;灰色關(guān)聯(lián)分析發(fā)現(xiàn)株高和MDA含量與抗旱性關(guān)聯(lián)度最大,其次為Pro和可溶性糖含量。金野紫穗槐抗旱能力弱于紫穗槐,但在干旱脅迫下其各項(xiàng)指標(biāo)反應(yīng)良好,適合在干旱區(qū)種植,可作為優(yōu)良的彩葉樹種在干旱少雨地區(qū)推廣應(yīng)用。
關(guān)鍵詞:金野紫穗槐(Amorpha fruticosa ‘Jinye’);干旱脅迫;生長特性;生理響應(yīng);抗旱性
中圖分類號(hào):S793.2;Q945.78nbsp; " " " "文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
文章編號(hào):0439-8114(2023)07-0089-06
DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2023.07.016 開放科學(xué)(資源服務(wù))標(biāo)識(shí)碼(OSID):
Abstract: In order to investigate the effects of continuous drought stress on characteristics of morphology, growth and physiology of Amorpha fruticosa ‘Jinye’, and find out its drought-resistances, two-year-old cuttage seedlings of A. fruticosa ‘Jinye’ were used as experimental materials, and cuttage seedlings of A. fruticose L. were used as control materials. Potted and continuous drought treatment methods were used to study the effect of drought stress on growth and the physiological indexes such as osmoregulation. The results showed that with the prolongation of drought stress time, the relative water content of soil gradually decreased, and soil relative water content of A. fruticose ‘Jinye’ decreased more. At the end of 30-day drought stress, the soil of A. fruticose ‘Jinye’ was severely arid, and the relative water content was 24.42%. During the experiment, the seedling height increased continuously and the ground diameter increased first and then decreased, but the increment of seedling height and ground diameter decreased continuously, which indicated that drought stress inhibited the growth of seedling height and ground diameter of the two trees. The contents of MDA and soluble sugar in A. fruticose ‘Jinye’ and A. fruticose L. increased gradually with the extension of drought stress time; Proline (Pro) content of A. fruticose ‘Jinye’ displayed a trend of first increased and then decreased, while A. fruticosa L. continued to increase. In addition, subordinate function was used to rank their drought resistance and the order was A. fruticose L.gt; A. fruticose ‘Jinye’. Grey relational analysis found that, plant height and MDA content had the highest correlation with drought resistance, followed by Pro and soluble sugar content. The indicators of A. fruticose ‘Jinye’ responded well under drought stress, and A. fruticose ‘Jinye’ showed a certain ecological adaptability, which was suitable for planting in arid areas, and could be used as an excellent colorful tree species in arid areas with little rainfall.
Key words: Amorpha fruticosa ‘Jinye’; drought stress; growth characteristics; physiological response; drought resistance
紫穗槐(Amorpha fruticosa L.)為豆科(Fabaceae)紫穗槐屬(Amorpha)落葉叢生灌木;喜光,生長快速,適應(yīng)能力強(qiáng),具有耐鹽堿、耐瘠薄、耐干旱、耐水濕等特點(diǎn);枝葉繁盛,根系發(fā)達(dá),保土固沙能力強(qiáng)[1];根部具有根瘤菌,能固定空氣中的氮素,是城鄉(xiāng)綠化、水土保持的特色樹種[2]。金野紫穗槐(Amorpha fruticosa ‘Jinye’)是紫穗槐新品種,其新梢金黃色,一年生冬枝為深紫色,春芽和新展葉為金黃色,老葉逐漸變綠[3],是北京市觀賞價(jià)值較高的潛力彩色樹種。
在中國北方,干旱已成為植物生長過程中的主要限制因素之一[4],植物對(duì)干旱脅迫的適應(yīng)性及抗旱機(jī)制成為植物遺傳育種、生態(tài)等眾多領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。植物通過形態(tài)、結(jié)構(gòu)、生理等方面的諸多變化以適應(yīng)干旱條件[5,6]。國內(nèi)外關(guān)于紫穗槐的抗旱生理研究較多[7-9],而關(guān)于金野紫穗槐的研究主要集中在栽培繁育[4,10]和抗寒生理特性[2]方面,關(guān)于抗旱能力的研究鮮見報(bào)道。為此,本研究以紫穗槐為對(duì)照,對(duì)金野紫穗槐扦插苗進(jìn)行持續(xù)干旱脅迫處理,測定其形態(tài)指標(biāo)和生理指標(biāo),探討金野紫穗槐對(duì)干旱脅迫的響應(yīng),揭示其抗旱能力,以期為金野紫穗槐的栽培養(yǎng)護(hù)及其在干旱、半干旱地區(qū)園林綠化中的推廣應(yīng)用提供理論依據(jù)。
1 材料與方法
1.1 材料
以北京農(nóng)業(yè)職業(yè)學(xué)院彩林苗圃栽植的二年生金野紫穗槐和紫穗槐為研究對(duì)象,其中以紫穗槐作對(duì)照。2019年11月中旬對(duì)金野紫穗槐和紫穗槐同步進(jìn)行硬枝扦插,以期獲得生長狀況較一致的抗旱試驗(yàn)植株。將直徑5~7 mm、長度15 cm左右的插穗扦插到15孔穴盤中,待其平均根長為15 cm后移栽于口徑40 cm、深30 cm的加侖盆中,苗木成活且生長穩(wěn)定后進(jìn)行抗旱試驗(yàn)。栽培條件一致,扦插基質(zhì)為蛭石和珍珠巖(體積比1∶1)混合營養(yǎng)土,栽培基質(zhì)為泥炭和珍珠巖(體積比1∶1)混合營養(yǎng)土。
1.2 方法
2020年6月27日,取生長狀態(tài)良好且長勢一致的金野紫穗槐和紫穗槐扦插苗各15株,每盆3株,采用盆栽連續(xù)干旱法進(jìn)行控水試驗(yàn)[11,12]。試驗(yàn)初始連續(xù)3 d澆透水,之后不再澆水,使其自然干旱,每間隔5 d測定盆中部土壤相對(duì)含水量、植物形態(tài)學(xué)指標(biāo),澆水后第0、5、10、20、30天采集葉片測量生理指標(biāo),每項(xiàng)指標(biāo)重復(fù)測定3次,澆水當(dāng)天的樣品測試結(jié)果為對(duì)照(CK)。
1.2.1 土壤相對(duì)含水量 采用烘干法對(duì)盆內(nèi)土壤含水量進(jìn)行測定[11]。
土壤相對(duì)含水量=(土壤濕質(zhì)量-土壤干質(zhì)量)/土壤濕質(zhì)量×100%
1.2.2 生長指標(biāo) 用直尺測量株高[4];用電子游標(biāo)卡尺測量地徑;記錄維持生命力的天數(shù);記錄植株旱害等級(jí)[13](極少部分出現(xiàn)萎蔫、新梢枯萎,極少部分葉片黃化為輕度干旱;少部分葉片黃化、有卷曲干枯癥狀為中度干旱;有1/3的葉片嚴(yán)重黃化且葉片卷曲干枯脫落為重度干旱;植株1/2以上葉片黃化、卷曲干枯脫落,出現(xiàn)植株死亡癥狀為極重度干旱)。
1.2.3 生理指標(biāo) 丙二醛含量采用硫代巴比妥酸顯色法測定,可溶性糖含量采用蒽酮比色法測定,游離脯氨酸含量采用磺基水楊酸和酸性茚三酮顯色法測定[14]。
1.3 統(tǒng)計(jì)分析
采用模糊隸屬函數(shù)法對(duì)金野紫穗槐和紫穗槐的抗旱能力進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)[11],通過灰色關(guān)聯(lián)法分析各指標(biāo)與樹種抗旱性的關(guān)系[15]。數(shù)據(jù)采用Sigma Plot 10.0軟件繪圖,采用SPSS 17.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。
2 結(jié)果與分析
2.1 持續(xù)干旱期間土壤相對(duì)含水量變化
土壤相對(duì)含水量是反映土壤干旱水平的重要指標(biāo)。由圖1可知,金野紫穗槐和紫穗槐栽培土壤的水分變化趨勢基本一致。未脅迫時(shí),土壤相對(duì)含水量分別為79.52%和81.06%,持續(xù)干旱脅迫過程中土壤相對(duì)含水量呈下降趨勢,金野紫穗槐下降的幅度更大。脅迫前10 d時(shí)土壤相對(duì)含水量均高于60%,無干旱情況發(fā)生;脅迫15 d時(shí)金野紫穗槐和紫穗槐的土壤相對(duì)含水量降為59.11%和68.25%,分別下降了20.41、12.81個(gè)百分點(diǎn);脅迫20~25 d時(shí)金野紫穗槐的土壤相對(duì)含水量在38.36%~48.28%,紫穗槐的土壤相對(duì)含水量在51.94%~60.74%;脅迫30 d時(shí)金野紫穗槐的土壤相對(duì)含水量為24.42%,而紫穗槐的土壤相對(duì)含水量為39.18%。從兩種植物土壤相對(duì)含水量的變化情況可以看出,干旱脅迫過程中金野紫穗槐較對(duì)照紫穗槐土壤干旱水平更嚴(yán)重。
2.2 持續(xù)干旱對(duì)植株形態(tài)特征的影響
由表1可見,第10天金野紫穗槐和紫穗槐形態(tài)特征均表現(xiàn)正常(圖2a和圖3a),隨著干旱脅迫時(shí)間的延長,兩個(gè)樹種萎蔫、枯黃、落葉等癥狀逐漸加重,但兩個(gè)樹種表現(xiàn)出不同的旱害程度。金野紫穗槐在干旱脅迫15 d時(shí)外部形態(tài)開始發(fā)生變化,部分葉片下垂、枯黃,之后癥狀逐漸加重,到30 d干旱脅迫結(jié)束時(shí)1株死亡(圖2b)、1/3葉片出現(xiàn)枯黃。紫穗槐在干旱脅迫20 d時(shí)外部形態(tài)開始發(fā)生變化,出現(xiàn)輕度萎蔫,到30 d干旱脅迫結(jié)束時(shí)1/4以上葉片黃化、干枯(圖3b)。對(duì)應(yīng)土壤相對(duì)含水量變化和植株形態(tài)特征變化分析,脅迫15 d后金野紫穗槐處于輕度干旱水平;脅迫20~25 d后金野紫穗槐處于中度干旱水平,紫穗槐處于輕度干旱水平;脅迫25~30 d后金野紫穗槐達(dá)重度干旱水平,而紫穗槐處于中度至重度干旱水平。
2.3 持續(xù)干旱對(duì)植株生長量的影響
2.3.1 干旱脅迫對(duì)株高的影響 由圖4所示,在干旱脅迫過程中,金野紫穗槐和紫穗槐的株高均呈先增高后平穩(wěn)的變化趨勢,在重度干旱之前持續(xù)增長。停水0~10 d兩種植物株高均出現(xiàn)顯著增長;停水15 d后進(jìn)入干旱狀況,株高增長不明顯。金野紫穗槐株高增長百分比持續(xù)降低,停水10~15 d由正常水分條件轉(zhuǎn)入輕度干旱狀況,株高增幅下降最快;正常水分條件下,紫穗槐株高增長百分比呈先升高后降低再升高的波動(dòng)趨勢,脅迫20~30 d時(shí)株高增長百分比持續(xù)降低。干旱脅迫前兩種植物株高接近,干旱脅迫不同時(shí)期金野紫穗槐的株高均高于紫穗槐。
2.3.2 干旱脅迫對(duì)地徑的影響 隨著干旱脅迫持續(xù)時(shí)間的延長干旱脅迫程度逐漸加重,兩個(gè)樹種地徑均呈先增長后下降的趨勢(圖5)。脅迫20 d后金野紫穗槐和紫穗槐植株生長受抑制作用明顯,地徑開始下降。停水0~10 d金野紫穗槐地徑顯著增長,中度干旱初期地徑達(dá)到最大;停水0~15 d紫穗槐地徑明顯增長,輕度干旱末期地徑達(dá)到最大。 金野紫穗槐和紫穗槐的地徑增長百分比均先升高后降低。停水10~15 d金野紫穗槐由正常水分條件轉(zhuǎn)入輕度干旱狀況,地徑增幅下降最快;脅迫20~25 d紫穗槐轉(zhuǎn)為輕度干旱狀況,地徑增幅下降最快。
2.4 持續(xù)干旱對(duì)植物葉片生理生化指標(biāo)的影響
2.4.1 干旱脅迫對(duì)丙二醛(MDA)含量的影響 由圖6可知,在持續(xù)干旱脅迫下金野紫穗槐和紫穗槐葉片 MDA含量呈上升趨勢。干旱脅迫10 d后,金野紫穗槐MDA含量與未脅迫時(shí)(脅迫0 d)差異顯著;干旱脅迫20 d后,紫穗槐MDA含量與未脅迫時(shí)(脅迫0 d)差異顯著。輕度干旱和中度干旱脅迫下(10~20 d),兩個(gè)樹種葉片MDA含量增幅最大;重度干旱脅迫下,MDA含量的增幅均有不同程度下降;重度干旱脅迫下,兩個(gè)樹種葉片MDA含量分別是適宜水分處理下的2.06倍和1.73倍。說明隨著干旱脅迫程度的加大,兩個(gè)樹種葉片細(xì)胞膜的相對(duì)透性增大、膜脂過氧化作用加?。?6],同時(shí)依靠自身調(diào)節(jié)機(jī)制逐步適應(yīng)干旱環(huán)境,降低細(xì)胞膜的傷害程度[17]。如果以MDA含量的增幅情況作為衡量植物抗旱能力的標(biāo)準(zhǔn)[7,18],本研究中兩個(gè)樹種葉片MDA含量均增幅較小,而金野紫穗槐的增幅大于紫穗槐,說明金野紫穗槐和紫穗槐在一定的干旱脅迫范圍內(nèi)具有較強(qiáng)的耐旱能力,紫穗槐的耐旱能力強(qiáng)于金野紫穗槐。
2.4.2 干旱脅迫對(duì)可溶性糖含量的影響 從圖7可以看出,隨著土壤相對(duì)含水量的降低,金野紫穗槐和紫穗槐的可溶性糖含量不斷上升。可溶性糖含量增加降低了細(xì)胞滲透勢,有利于其自身的滲透調(diào)節(jié)作用,從而提高抗旱能力[17,19]。停水10 d后紫穗槐的可溶性糖含量與干旱脅迫前差異顯著,為脅迫前的1.22倍;干旱脅迫20 d后金野紫穗槐的可溶性糖含量與干旱脅迫前差異顯著,為脅迫前的1.79倍。表明紫穗槐相較于金野紫穗槐,對(duì)抵御干旱脅迫的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)(可溶性糖)更敏感。在干旱脅迫過程中兩個(gè)樹種可溶性糖含量增幅接近,不同時(shí)期紫穗槐的可溶性糖含量均高于金野紫穗槐。
2.4.3 干旱脅迫對(duì)游離脯氨酸(Pro)含量的影響 如圖8所示,隨著干旱脅迫時(shí)間的延長,金野紫穗槐和紫穗槐葉片的游離脯氨酸含量呈不同程度的增加。紫穗槐游離脯氨酸含量在重度干旱脅迫下達(dá)到最大值,為脅迫前的1.84倍;金野紫穗槐游離脯氨酸含量在中度干旱脅迫下達(dá)到最大值,為脅迫前的1.52倍。停水20 d后,金野紫穗槐的游離脯氨酸含量呈下降趨勢。金野紫穗槐在輕度和中度干旱脅迫過程中游離脯氨酸含量高于紫穗槐,重度干旱脅迫下金野紫穗槐游離脯氨酸含量低于紫穗槐。游離脯氨酸含量在干旱脅迫下升高的主要原因是合成的增加以及利用率的降低[4]。增加的游離脯氨酸含量有利于其進(jìn)行滲透調(diào)節(jié),維持細(xì)胞膨壓,增強(qiáng)自身保水和主動(dòng)吸水能力,是其抵御干旱逆境的一種積極調(diào)節(jié)機(jī)制[7]。
2.5 抗旱性綜合評(píng)價(jià)
2.5.1 隸屬函數(shù)分析 通過形態(tài)學(xué)和生理指標(biāo)分析發(fā)現(xiàn),金野紫穗槐和紫穗槐在干旱脅迫下表現(xiàn)出的抗旱能力不同,為了客觀全面地評(píng)價(jià)金野紫穗槐和紫穗槐植株的抗旱能力,采用隸屬函數(shù)法對(duì)兩個(gè)樹種的株高、地徑、丙二醛含量、可溶性糖含量及游離脯氨酸含量5個(gè)生長、生理指標(biāo)進(jìn)行綜合分析,各指標(biāo)的隸屬平均值越大,表示抗旱能力越強(qiáng)[11,15]。由表2可知,金野紫穗槐與紫穗槐的隸屬平均值較高,具有較強(qiáng)的抗旱能力,這與李復(fù)煒等[20]對(duì)紫穗槐抗旱能力的研究結(jié)果一致。金野紫穗槐的隸屬平均值略低于紫穗槐,故抗旱性低于紫穗槐。
2.5.2 灰色關(guān)聯(lián)分析 對(duì)金野紫穗槐和紫穗槐各項(xiàng)生長和生理指標(biāo)的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化無量綱處理,計(jì)算出各抗旱指標(biāo)與抗旱性的關(guān)聯(lián)系數(shù)和關(guān)聯(lián)度,關(guān)聯(lián)度越大表明該指標(biāo)與抗旱性的關(guān)系越密切[15,11]。由表3可知,關(guān)聯(lián)度大小為株高gt; MDAgt;Pro含量gt;可溶性糖含量gt;地徑。表明株高和MDA含量與抗旱性的關(guān)系最密切,其次為Pro和可溶性糖含量,可作為評(píng)價(jià)抗旱性的主要指標(biāo)。而地徑對(duì)抗旱性的影響最小。
3 小結(jié)與討論
植物根系從土壤中吸收水分以維持正常的生命活動(dòng),根系附近土壤的含水量直接影響植物根系的吸水,并反映植物對(duì)水分的消耗量。在干旱脅迫處理的30 d內(nèi),金野紫穗槐和紫穗槐的土壤相對(duì)含水量都不斷下降,而金野紫穗槐的土壤相對(duì)含水量下降幅度更大,不同干旱脅迫情況下金野紫穗槐的土壤相對(duì)含水量均低于紫穗槐的土壤相對(duì)含水量,可能是由于金野紫穗槐相較于紫穗槐,葉片較大、枝葉更加繁密,需水量更大,導(dǎo)致土壤相對(duì)含水量下降更快。停水30 d時(shí),金野紫穗槐的土壤相對(duì)含水量為24.42%,而紫穗槐的土壤相對(duì)含水量為39.18%,植株生長狀態(tài)相應(yīng)出現(xiàn)少數(shù)死亡和枝葉枯黃的旱害狀態(tài)。一定程度上表明,植物的形態(tài)結(jié)構(gòu)間接影響了植物的抗旱能力。進(jìn)入干旱脅迫狀況后,兩種植物株高增長不顯著,株高增長百分比持續(xù)降低,干旱脅迫0 d時(shí)兩種植物株高接近,此后干旱脅迫不同時(shí)期金野紫穗槐的株高均高于紫穗槐。在干旱脅迫的整個(gè)進(jìn)程中,兩個(gè)樹種地徑及增長百分比均呈先增長后下降的趨勢。從地上部分生長情況可以看出,二者均調(diào)整了生長策略,選擇減緩地上部分生長,促進(jìn)根系生長以吸收更多水分,抵抗土壤干旱引起的水分缺失[15]。相比于金野紫穗槐的生物量更多地流向枝葉,紫穗槐的避旱反應(yīng)更加積極。
MDA為膜脂過氧化終產(chǎn)物,其含量變化能夠反映膜系統(tǒng)損傷程度[21],逆境脅迫會(huì)引發(fā)或加劇植物細(xì)胞膜脂過氧化作用,質(zhì)膜透性增加、MDA含量增高,導(dǎo)致生物膜損傷加重[22]。本研究中,隨著土壤含水量的降低,金野紫穗槐和紫穗槐葉片MDA含量均呈不斷升高的趨勢。這與周鑫勝等[4]對(duì)百里香、李林瑜等[11]對(duì)黑果和紅果小檗在干旱脅迫條件下葉片MDA含量的研究結(jié)論相似。分析MDA含量的增長幅度發(fā)現(xiàn),在輕度脅迫到中度脅迫區(qū)間,MDA含量增幅較大,而中度脅迫后,MDA含量增幅有所下降,脅迫20 d與30 d后,二者的MDA含量均無顯著差異。姜雪昊等[8]在研究紫穗槐和小葉錦雞兒時(shí)發(fā)現(xiàn),隨著干旱脅迫時(shí)間的延長,MDA含量呈先升后降的趨勢,在中度脅迫或重度脅迫時(shí)達(dá)到最大值。重度干旱時(shí)MDA的增幅減小或含量降低的可能原因是植物在度過干旱閾值期后表現(xiàn)出一定耐受性和適應(yīng)性,通過自身的機(jī)理調(diào)節(jié),減弱膜質(zhì)過氧化作用,從而減緩體內(nèi)MDA含量的增加[8,17]。說明重度干旱脅迫下的金野紫穗槐和紫穗槐仍具有較強(qiáng)的抗旱能力。由MDA含量增幅情況可知,一定的干旱脅迫范圍內(nèi)金野紫穗槐的抗旱能力弱于紫穗槐[16,18]。植物在逆境中,通過溶質(zhì)積累來緩解逆境傷害[23],有研究認(rèn)為可溶性糖和脯氨酸是最有效的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)[8,11,24]。隨著干旱脅迫的加重,金野紫穗槐和紫穗槐的可溶性糖含量逐漸升高,二者變化趨勢和增幅接近,表明兩個(gè)樹種通過積累可溶性糖使自身細(xì)胞的滲透調(diào)節(jié)能力、吸水和保水能力增強(qiáng),提高抗旱性。游離脯氨酸親水性極強(qiáng),在植物因干旱脅迫而細(xì)胞含水量降低時(shí),能夠穩(wěn)定原生質(zhì)膠體及組織代謝過程,防止細(xì)胞脫水[23]。本研究中,隨著干旱脅迫時(shí)間的延長,金野紫穗槐游離脯氨酸含量呈先升高后下降的趨勢,而紫穗槐游離脯氨酸則持續(xù)升高。游離脯氨酸含量顯著增加,說明兩個(gè)樹種具有明顯的滲透調(diào)節(jié)能力,增強(qiáng)了對(duì)干旱的適應(yīng)性。金野紫穗槐游離脯氨酸含量下降的可能原因?yàn)橹囟雀珊得{迫下,植物組織嚴(yán)重萎蔫,碳水化合物供給減少,從而導(dǎo)致游離脯氨酸積累的減少。植物抗旱能力受植物體內(nèi)多種物質(zhì)的綜合調(diào)控[12],后續(xù)應(yīng)通過多個(gè)抗旱指標(biāo)結(jié)合其長期的田間表現(xiàn),綜合評(píng)價(jià)其抗旱性強(qiáng)弱。
金野紫穗槐和紫穗槐在形態(tài)、生長及生理方面均對(duì)干旱脅迫表現(xiàn)出明顯響應(yīng)。單一指標(biāo)難以客觀地反映植物抗旱能力,本研究利用隸屬函數(shù)法對(duì)金野紫穗槐和紫穗槐的抗旱性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),評(píng)價(jià)結(jié)果為金野紫穗槐抗旱性低于紫穗槐,這與干旱脅迫下形態(tài)觀測結(jié)果一致。通過灰色關(guān)聯(lián)分析得出,株高和MDA含量是衡量金野紫穗槐和紫穗槐抗旱能力的主要指標(biāo),Pro和可溶性糖含量是輔助指標(biāo),而地徑對(duì)兩個(gè)樹種抗旱性影響最小。
干旱脅迫下金野紫穗槐和紫穗槐苗木能夠通過調(diào)節(jié)自身水分狀況減緩地上部分生長,降低細(xì)胞膜傷害程度,同時(shí)增加滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)來提高吸水和保水能力[25],從而有效地抵御干旱逆境,維系正常生長。植物對(duì)水分脅迫的響應(yīng)是長期進(jìn)化的結(jié)果,受多種內(nèi)在和外在因素的綜合影響。本研究發(fā)現(xiàn),土壤相對(duì)含水量為24%左右時(shí)金野紫穗槐開始出現(xiàn)植株旱死情況,達(dá)到土壤有效水的下限值[26],可作為金野紫穗槐水分管理的重要參考。雖然金野紫穗槐的抗旱能力不及紫穗槐,但在干旱脅迫下其各項(xiàng)指標(biāo)反應(yīng)良好,表現(xiàn)出一定的適應(yīng)特性,適合在干旱區(qū)種植,可作為優(yōu)良的彩葉樹種在干旱少雨地區(qū)推廣應(yīng)用。
參考文獻(xiàn):
[1] 任小凰. 刺槐和紫穗槐幼苗對(duì)不同鹽分處理的生理生態(tài)學(xué)響應(yīng)[D]. 濟(jì)南:山東大學(xué), 2014.
[2] 鄒原東, 韓振琴, 劉憲東, 等. 金葉紫穗槐抗寒生理研究[J]. 湖北農(nóng)業(yè)科學(xué), 2017, 56(18):3492-3496.
[3] 石進(jìn)朝, 李彥俠. 金葉紫穗槐水培生根研究[J].湖北農(nóng)業(yè)科學(xué), 2017, 56(17):3280-3286.
[4] 周鑫勝, 崔 佳, 司家屹, 等. 百里香對(duì)干旱脅迫的形態(tài)及生理響應(yīng)[J].草原與草坪, 2020, 40(4):88-95.
[5] FANG Y J, XIONG L Z. General mechanisms of drought response and their application in drought resistance improvement in plants[J]. Cellular amp; molecular life sciences, 2015, 72(4):673-689.
[6] SHULAEV V,CORTES D,MILLER G,et al. Metabolomics for plant stress response[J]. Physiologia plantarum, 2008, 132(2):199-208.
[7] 顏淑云, 周志宇, 鄒麗娜, 等. 干旱脅迫對(duì)紫穗槐幼苗生理生化特性的影響[J].干旱區(qū)研究, 2011, 28(1):139-145.
[8] 姜雪昊, 穆立薔, 王曉春, 等. 3種護(hù)坡灌木對(duì)干旱脅迫的生理響應(yīng)[J].草業(yè)科學(xué), 2013, 30(5):678-686.
[9] 顏淑云. 紫穗槐幼苗對(duì)干旱脅迫的生理生化響應(yīng)[D]. 蘭州:蘭州大學(xué), 2008.
[10] 石進(jìn)朝, 陳蘭芬, 李彥俠. 金葉紫穗槐組織培養(yǎng)研究[J].湖北農(nóng)業(yè)科學(xué), 2017, 56(16):3148-3151.
[11] 李林瑜, 方紫妍, 艾克拜爾?毛拉, 等.自然干旱脅迫對(duì)兩種小檗幼苗生長和生理生化指標(biāo)的影響[J].北方園藝, 2020(4):80-86.
[12] 于金慧, 柏明娥, 方 偉, 等. 干旱脅迫對(duì)4種灌木生理生化特性的影響[J].浙江林學(xué)院學(xué)報(bào), 2009, 26(4):485-489.
[13] 曾 艷. 3個(gè)櫸樹品種對(duì)水分脅迫的生理響應(yīng)[D]. 長沙:中南林業(yè)科技大學(xué), 2015.
[14] 蔡永萍.植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)[M]. 北京:中國農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社, 2017.
[15] 杜明鳳, 丁貴杰, 趙熙州. 不同家系馬尾松對(duì)持續(xù)干旱的響應(yīng)及抗旱性[J].林業(yè)科學(xué), 2017, 53(6):21-28.
[16] 洪 震, 劉術(shù)新, 洪琮浩, 等. 5種造林樹種對(duì)干旱脅迫的生理響應(yīng)及抗性評(píng)價(jià)[J].南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2021, 45(2):111-119.
[17] 劉佳寧, 李春友, 賈長榮, 等. 大果榆苗期對(duì)不同水分脅迫的生長與生理響應(yīng)[J].西北林學(xué)院學(xué)報(bào), 2018, 33(4):24-29.
[18] 周 江, 胡佳佳, 裴宗平, 等. 干旱脅迫下兩種巖石邊坡修復(fù)植物的抗旱性[J].北方園藝, 2014(24):70-73.
[19] 趙 丹, 楊建偉, 劉嘉翔, 等. 3種野生花灌木對(duì)干旱脅迫的生理響應(yīng)[J].河北北方學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2019, 35(11):56-60.
[20] 李復(fù)煒, 陳 超, 尹 瓊, 等. 干旱脅迫對(duì) 4 種灌木生理生化特性的影響[J].山地農(nóng)業(yè)生物學(xué)報(bào), 2012, 31(4):317-328.
[21] DOUNAVI A, NETZER F, CELEPIROVIC N, et al. Genetic and physiological differences of European beech provenances (F. sylvatica L.) exposed to drought stress[J]. Forest ecology and management, 2016, 361(2):226-236.
[22] LEVITT J. Responses of plants to environmental stress [M]. New York:Academic press, 1972.
[23] 羅 婷, 裴艷輝. 乳油木幼苗對(duì)不同水分脅迫強(qiáng)度的生理響應(yīng)[J].西部林業(yè)科學(xué), 2020, 49(6):21-27.
[24] 呂玉茹, 李造哲, 馬青枝, 等. 披堿草和野大麥及其雜交新品系苗期抗旱性[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué), 2021, 49(7):160-164.
[25] 吳金山, 張景歡, 李瑞杰, 等. 植物對(duì)干旱脅迫的生理機(jī)制及適應(yīng)性研究進(jìn)展[J].山西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2017, 37(6):452-456.
[26] 黃曉霞, 胡少波, 鄧?yán)蛱m. 土壤干旱和鹽脅迫對(duì)帕洛特王幼苗生長及生理特性的影響[J].北方園藝, 2011(15):97-100.