干旱脅迫及復(fù)水對(duì)檳榔幼苗形態(tài)和生理特性的影響

戚金存 劉大泉 劉泓 金鑫 陳明婉 呂猛 楊福孫 李昌珍

摘要：本研究采用盆栽控水法，對(duì)檳榔幼苗在干旱脅迫和復(fù)水過(guò)程中發(fā)生的形態(tài)和生理特性變化進(jìn)行研究，以評(píng)價(jià)干旱脅迫和復(fù)水對(duì)檳榔幼苗的影響。以正常澆水為對(duì)照（CK），設(shè)置干旱時(shí)間分別為5 d、10 d、15 d、20 d、25 d、30 d，在每個(gè)干旱時(shí)間節(jié)點(diǎn)取樣后立即進(jìn)行復(fù)水，并在復(fù)水后1 d、4 d、7 d分別取樣。研究結(jié)果表明：干旱后，檳榔幼苗根冠比增加；復(fù)水后，根冠比除干旱5 d恢復(fù)到CK水平外，其余處理均未恢復(fù)到CK水平。根、莖、葉和種核含水量以及凈光合速率（A）、蒸騰速率（E）、胞間CO2濃度（Ci）、氣孔導(dǎo)度（Gs）均隨著干旱時(shí)間的延長(zhǎng)呈現(xiàn)遞減趨勢(shì);在干旱脅迫30 d時(shí)根、莖、葉和種核含水量以及A、E、Ci和Gs達(dá)到最低，與CK相比分別下降了21.87%、28.97%、75.01%、34.24%、100.00%、92.64%、75.05%和95.70%；復(fù)水后，根、莖、葉和種核含水量以及A、E、Ci和Gs均在干旱20 d前復(fù)水后恢復(fù)效果明顯，但在干旱25 d復(fù)水后效果不明顯。過(guò)氧化物酶（POD）活性呈現(xiàn)先升后降再升高趨勢(shì)，過(guò)氧化氫酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）活性和丙二醛（MDA）含量則隨著干旱時(shí)間的延長(zhǎng)呈現(xiàn)先升后降趨勢(shì)；SOD活性在干旱10 d時(shí)達(dá)到最大值，與CK相比增加了9.48%；CAT和POD活性則在干旱15 d達(dá)到最大值，與CK相比分別增加317.99%和44.88%；MDA在干旱25 d時(shí)達(dá)到最高，與CK相比增加了59.99%。綜上所述，檳榔幼苗能維持正常生長(zhǎng)的最長(zhǎng)干旱時(shí)間是20 d，當(dāng)持續(xù)干旱超過(guò)20 d后，將對(duì)檳榔幼苗造成無(wú)法逆轉(zhuǎn)的傷害，故在持續(xù)干旱20 d內(nèi)必須對(duì)檳榔幼苗進(jìn)行灌溉。

關(guān)鍵詞：檳榔幼苗；干旱脅迫；復(fù)水；形態(tài)指標(biāo)；生理特性

中圖分類號(hào)：S792.91文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1000-4440（2024）04-0615-10

Effects of drought stress and rehydration on the morphology and physiological characteristics of betel nut seedlings

QI Jin-cun，LIU Da-quan，LIU Hong，JIN Xin，CHEN Ming-wan，LYU Meng，YANG Fu-sun，LI Chang-zhen

（College of Tropical Agriculture and Forestry， Hainan University， Haikou 570228， China）

Abstract：In this study， changes in morphological and physiological characteristics of betel nut seedlings during drought stress and rehydration were investigated by using potting water control method to evaluate the effects of drought stress and rehydration on betel nut seedlings. Normal watering was used as the control （CK） and the drought time was set to 5 d， 10 d， 15 d， 20 d， 25 d， and 30 d. Rewatering was performed immediately after sampling at each drought time node， and sampling was performed on 1 d， 4 d， and 7 d after rewatering， respectively. The results showed that the root-crown ratio of betel nut seedlings increased after drought. After rewatering， the root-crown ratio did not return to the CK level except for the 5 d drought treatment. The water content of roots， stems， leaves and seed kernels， net photosynthetic rate （A）， transpiration rate （E）， intercellular CO2 concentration （Ci） and stomatal conductance （Gs） showed decreasing trends with the extension of drought time. The water content of roots， stems， leaves and seed kernels， as well as A， E， Ci and Gs reached the minimum at 30 d of drought stress， decreasing by 21.87%， 28.97%， 75.01%， 34.24%， 100.00%， 92.64%， 75.05% and 95.70%， respectively， compared with CK. The water content of roots， stems， leaves and seed kernels， and A， E， Ci and Gs all recovered significantly after rewatering before 20 days of drought， but the recovery effect was not obvious at 25 days of drought. Peroxidase （POD） activity showed a trend of increasing first， then decreasing and then increasing， while catalase （CAT） activity， superoxide dismutase （SOD） activity and malondialdehyde （MDA） content increased first and then decreased with the extension of drought time. The activity of SOD reached the maximum at 10 d of drought， increasing by 9.48% compared with that in CK. The activities of CAT and POD reached the maximun at 15 d of drought， increasing by 317.99% and 44.88%， respectively， compared with CK. The content of MDA reached the highest at 25 d of drought， which increased by 59.99% compared with CK. In summary， the longest drought time for betel nut seedlings to maintain normal growth was 20 days. When the continuous drought exceeded 20 days， it would cause irreversible damage to betel nut seedlings. Therefore， betel nut seedlings must be irrigated within 20 days of continuous drought.

Key words：betel nut seedlings;drought stress;rehydration;morphological index;physiological characteristics

植物生長(zhǎng)受到干旱、鹽堿、高溫、低溫等非生物因素脅迫的影響極大，這些因素在植物整個(gè)生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中起著重要作用[1]，干旱對(duì)植物的影響尤為突出，往往是植物最容易受到的一種脅迫。水分與作物生長(zhǎng)密切相關(guān)，干旱會(huì)使作物形態(tài)、生理、生化等指標(biāo)發(fā)生明顯變化，甚至引起作物萎蔫死亡[2]。遭受干旱脅迫時(shí)，作物分配到根系的營(yíng)養(yǎng)會(huì)增加，地上部分生長(zhǎng)受到抑制，導(dǎo)致根冠比變大[3]；作物過(guò)氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）和過(guò)氧化氫酶（CAT）活性總體呈現(xiàn)先增加后下降的趨勢(shì)[4-5]，脯氨酸（Pro）、可溶性蛋白（SP）和丙二醛（MAD）含量會(huì)隨著干旱脅迫強(qiáng)度的增加逐漸提高；同時(shí)，作物葉綠素含量下降導(dǎo)致氣孔導(dǎo)度（Gs）、凈光合速率（A）和蒸騰速率（E）呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢(shì)，進(jìn)而抑制光合作用。也有研究發(fā)現(xiàn)，輕度和中度干旱脅迫后進(jìn)行復(fù)水，作物根系對(duì)水分和養(yǎng)分的吸收能力能夠明顯提高，可逆轉(zhuǎn)葉片光反應(yīng)中心所受到的干旱脅迫影響，同時(shí)，還可迅速?gòu)浹a(bǔ)由干旱脅迫造成的損傷，出現(xiàn)補(bǔ)償效應(yīng)[6-7]，但重度干旱脅迫后進(jìn)行復(fù)水，作物細(xì)胞膜因膜脂過(guò)氧化遭到破壞，光合器官受損，恢復(fù)至正常水平需要的時(shí)間可能會(huì)延長(zhǎng)，甚至無(wú)法恢復(fù)到正常水平[8-9]。如姜鵬等研究結(jié)果顯示，玉米在拔節(jié)期和灌漿期持續(xù)遭受中度干旱脅迫時(shí)，乳熟期恢復(fù)澆水后各項(xiàng)指標(biāo)能回到CK狀態(tài)，但在重度干旱脅迫后復(fù)水，各項(xiàng)指標(biāo)均無(wú)法回到CK水平[9]。因此，掌握作物耐干旱的時(shí)長(zhǎng)以及復(fù)水后的生長(zhǎng)情況，對(duì)作物生產(chǎn)具有實(shí)際指導(dǎo)意義。

檳榔（Areca catechu L .）是棕櫚科檳榔屬常綠喬木，中國(guó)主要產(chǎn)區(qū)在海南，具有四大南藥之稱[10]，具有祛除體內(nèi)細(xì)菌和害蟲(chóng)以及治療痢疾的功效。同時(shí)，它也是一種重要的熱帶經(jīng)濟(jì)作物。目前，國(guó)內(nèi)主要種植檳榔的地區(qū)集中在山地，灌溉條件較差。檳榔幼苗的移植一般在當(dāng)年9-10月份和次年3-4月份，而當(dāng)年11月到次年4月是檳榔種植區(qū)的干旱季節(jié)，檳榔幼苗移栽后極易出現(xiàn)干旱缺水問(wèn)題。如何在節(jié)約用水和降低勞動(dòng)成本的情況下保證檳榔幼苗正常生長(zhǎng)是目前亟待解決的一個(gè)難題。現(xiàn)在僅有少量關(guān)于檳榔干旱脅迫的研究，如曹紅星等研究發(fā)現(xiàn)，檳榔幼苗Pro和MAD含量在受到干旱脅迫后增加了34.61倍和32.82倍[11]；陳歆的研究結(jié)果表明，檳榔幼苗SOD和POD等酶活性隨干旱時(shí)間加長(zhǎng)呈現(xiàn)先升再降趨勢(shì)，并在14 d和28 d時(shí)達(dá)到最大值[12]。但這些試驗(yàn)均未進(jìn)行檳榔幼苗干旱復(fù)水后的觀測(cè)和研究。那么檳榔幼苗移植后可耐干旱時(shí)長(zhǎng)具體是多少，復(fù)水后是否可恢復(fù)至CK水平，遭遇干旱脅迫以及復(fù)水后檳榔幼苗形態(tài)、生理和光合作用會(huì)發(fā)生怎樣的變化？這些目前都不清楚。鑒于此，本研究以檳榔幼苗為材料，利用盆栽土培方式，通過(guò)自然干旱控水法進(jìn)行不同干旱脅迫時(shí)長(zhǎng)及復(fù)水處理對(duì)檳榔幼苗形態(tài)和生理特性的影響進(jìn)行研究，以期為檳榔幼苗生長(zhǎng)期耐干旱栽培提供理論參考與實(shí)際指導(dǎo)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

本試驗(yàn)于2022年4-6月在海南大學(xué)海甸校區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究基地大棚內(nèi)完成。該基地氣候類型為熱帶季風(fēng)性氣候，年平均日照時(shí)數(shù)超過(guò)2 000 h，試驗(yàn)期內(nèi)氣溫為21～29 ℃，平均氣溫為26.5 ℃；年平均降水量1 696.6 mm，年平均蒸發(fā)量1 834 mm。本試驗(yàn)供試材料為三葉一針且健康的海南本地檳榔幼苗，采用盆栽土培方式進(jìn)行，花盆口徑25.4 cm，底徑17.8 cm，高19.6 cm。供試土壤為磚紅壤，基本理化特性為：土壤含水量10.14%，容重2.528 g/cm3，有機(jī)質(zhì)含量6.28 g/kg，最大持水量20.07%，pH值5.08。稱取7 kg土壤裝入花盆后，每盆種植1株，第1次澆水量為1 500 ml，之后每5 d澆1次水，每次澆水量為1 000 ml，等試驗(yàn)材料適應(yīng)生長(zhǎng)14 d后統(tǒng)一進(jìn)行干旱和復(fù)水試驗(yàn)。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)共設(shè)6個(gè)干旱時(shí)長(zhǎng)，分別為5 d、10 d、15 d、20 d、25 d和30 d，以正常澆水為對(duì)照（CK），共計(jì)7個(gè)處理。當(dāng)達(dá)到干旱時(shí)間節(jié)點(diǎn)時(shí)，取相應(yīng)處理及CK植株，取完植株后立即進(jìn)行復(fù)水，并在復(fù)水后第1 d、4 d、7 d分別取樣進(jìn)行復(fù)水后的指標(biāo)測(cè)定。復(fù)水后按照正常澆水處理進(jìn)行，每5 d澆1次水，每次澆水量為1 000 ml。每次取樣每個(gè)干旱處理及CK至少取3株，共計(jì)取樣30次。為保證檳榔幼苗取樣的整齊度，每個(gè)干旱處理種植20株，每盆種植1株，共計(jì)種植120盆；CK處理種植了26盆，每盆種植1株，共計(jì)26株。

1.3測(cè)定項(xiàng)目與方法

葉綠素含量通過(guò)分光光度法進(jìn)行測(cè)定；檳榔各器官和土壤含水量使用烘干法進(jìn)行測(cè)定；9：00-11：00通過(guò)CIRAS-3便攜式光合儀測(cè)定A、Gs、Ci（胞間CO2濃度）和E[13]。使用氮藍(lán)四唑光還原法、愈創(chuàng)木酚顯色法和紫外吸收法分別測(cè)定SOD、POD和CAT活性，酸性茚三酮顯色法和硫代巴比妥酸法測(cè)定Pro和MDA含量[14]。

1.4數(shù)據(jù)處理

所測(cè)數(shù)據(jù)采用WPS office XLSX進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)的匯總、整理和計(jì)算，采用SPSS 28.0對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析、多重比較（顯著性水平P＜0.05）和相關(guān)性分析，運(yùn)用SigmaPlot 14.0軟件繪制圖、表。

2結(jié)果與分析

2.1干旱脅迫及復(fù)水處理對(duì)土壤含水量的影響

由圖1可知，隨著干旱脅迫時(shí)間的遞進(jìn)，檳榔幼苗土壤含水量呈逐漸遞減的趨勢(shì)，在干旱10 d、15 d、20 d、25 d和30 d時(shí)土壤含水量和同時(shí)期CK相比差異顯著；在干旱30 d時(shí)，土壤含水量最小為6.35%，與同時(shí)期CK相比較下降了67.75%。分別在干旱10 d、15 d、20 d、25 d和30 d進(jìn)行復(fù)水處理后，土壤含水量明顯上升。

時(shí)間為干旱時(shí)間節(jié)點(diǎn)，分別為干旱5 d、10 d、15 d、20 d、25 d和30 d，復(fù)水1、復(fù)水4、復(fù)水7分別表示達(dá)到干旱時(shí)間節(jié)點(diǎn)進(jìn)行復(fù)水后的第1 d、第4 d、第7 d；不同小寫(xiě)字母表示同一干旱時(shí)間下不同復(fù)水時(shí)間處理間差異達(dá)顯著水平（P<0.05）。

2.2干旱脅迫及復(fù)水處理對(duì)檳榔幼苗各器官含水量的影響

從圖2可知，隨著干旱脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)，檳榔幼苗各器官含水量均下降。在干旱15 d、20 d、25 d和30 d時(shí)檳榔幼苗根和核的含水量與CK間存在顯著差異，在干旱20 d、25 d和30 d時(shí)，檳榔幼苗莖和葉含水量與CK之間存在顯著差異。與干旱20 d相比，干旱25 d時(shí)檳榔幼苗根、莖、葉和核含水量下降明顯，分別降低了11.87%、22.84%、53.41%和11.23%；在干旱30 d時(shí)，檳榔幼苗根、莖、葉和核含水量為最低，與同時(shí)期CK相比分別下降了18.65%、28.97%、75.01%和13.15%（圖2）。在干旱25 d和30 d進(jìn)行復(fù)水處理后，檳榔幼苗根和核含水量明顯上升，在干旱30 d進(jìn)行復(fù)水處理后第7 d檳榔幼苗根和核含水量分別為75.98%和55.87%，比同時(shí)期CK處理分別增加了3.95%和8.30%（圖2A和圖2D）。在干旱30 d進(jìn)行復(fù)水處理后，檳榔幼苗莖和葉的含水量與CK相比顯著降低，在干旱20 d進(jìn)行復(fù)水處理后，檳榔幼苗莖含水量能恢復(fù)到同時(shí)期CK水平；但在干旱30 d進(jìn)行復(fù)水處理7 d，檳榔幼苗莖和葉含水量分別為48.59%和13.59%，與同時(shí)期CK相比下降了38.85%和81.67%（圖2B和圖2C）。

時(shí)間為干旱時(shí)間節(jié)點(diǎn)，分別為干旱5 d、10 d、15 d、20 d、25 d和30 d，復(fù)水1、復(fù)水4、復(fù)水7分別表示達(dá)到干旱時(shí)間節(jié)點(diǎn)進(jìn)行復(fù)水后的第1 d、第4 d、第7 d；不同小寫(xiě)字母表示同一干旱時(shí)間下不同復(fù)水時(shí)間處理間差異達(dá)顯著水平（P<0.05）。

2.3干旱脅迫及復(fù)水處理對(duì)檳榔幼苗根冠比的影響

隨著干旱脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)，檳榔幼苗根冠比呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)，在干旱25 d時(shí)達(dá)到最大。干旱5 d、10 d、15 d、20 d、25 d和30 d檳榔幼苗根冠比與同期CK處理相比，分別增加了13.56%、31.48%、31.58%、41.46%、50.88%和55.10%，均達(dá)到顯著差異（表1）。從表1還可看出，干旱復(fù)水后檳榔幼苗根冠比均有不同程度的改變；除干旱5 d復(fù)水后7 d檳榔幼苗根冠比能恢復(fù)到CK水平，其余復(fù)水處理檳榔幼苗根冠比均大于同時(shí)期CK，其中干旱20 d復(fù)水后7 d與同時(shí)期CK相比增加最大，為78.05%，而干旱15 d、25 d和30 d處理在復(fù)水后7 d與同時(shí)期CK處理相比較分別增大了10.53%、17.54%和48.98%，復(fù)水效果不明顯。

2.4干旱脅迫及復(fù)水處理對(duì)檳榔幼苗光合生理特性的影響

在干旱試驗(yàn)周期內(nèi)，較CK處理相比，葉綠素a（Chl.a）、葉綠素b（Chl.b）、總?cè)~綠素（TChl.）和類胡蘿卜素（Car.）含量的變化趨勢(shì)存在一定的波動(dòng)。隨著干旱時(shí)間的延長(zhǎng)，Chl.a含量呈現(xiàn)先下降后升高再下降的趨勢(shì)，在干旱脅迫5 d和20 d時(shí)與同時(shí)期CK相比差異顯著，與CK相比分別增加了24.55%和37.51%，其余干旱處理與CK相比差異不明顯（圖3A）。復(fù)水后，干旱5 d、10 d、15 d和20 d Chl.a含量復(fù)水效果顯著，但干旱25 d和30 d的復(fù)水效果不明顯，復(fù)水后7 d與同時(shí)期CK相比下降了70.40%和97.95%。隨著干旱時(shí)間的延長(zhǎng)，不同干旱處理時(shí)間之間檳榔幼苗Chl.b含量差異不明顯，在干旱5 d、15 d、20 d和25 d時(shí)與同時(shí)期CK相比差異顯著，與CK相比分別增加了22.05%、31.75%、23.02%和30.88%，其余處理與CK相比差異不明顯（圖3B）。干旱5 d、10 d、15 d和20 d Chl.b含量在復(fù)水后7 d均與CK相差不明顯，但干旱25 d和30 d的復(fù)水后7 d與同時(shí)期CK相比下降了47.53%和97.17%。TChl.含量隨干旱時(shí)間延長(zhǎng)呈現(xiàn)先下降后上升再下降的趨勢(shì)，在干旱25 d時(shí)達(dá)到最高；在干旱5 d、15 d和25d 時(shí)與CK相比差異顯著，與CK相比分別增加了25.59%、28.20%和24.25%，其余處理與CK相比差異不顯著（圖3C）。干旱5 d、15 d TChl.含量在復(fù)水后7 d均與CK相差不明顯，但干旱25 d和30 d的復(fù)水后7 d與同時(shí)期CK相比Tch1.含量下降了70.03%和97.03%。Car.在整個(gè)干旱試驗(yàn)周期內(nèi)隨著干旱時(shí)間增加呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)；在干旱15 d和20 d時(shí)與CK相比差異顯著，與CK相比分別增加了22.00%和17.59%，其余處理與CK相比差異不明顯（圖3D）。干旱5 d、10 d和20 d的Car.含量在復(fù)水后7 d均與CK差異不明顯，但干旱25 d和30 d的復(fù)水后7 d與同時(shí)期CK相比下降了68.64%和96.57%。

時(shí)間為干旱時(shí)間節(jié)點(diǎn)，分別為干旱5 d、10 d、15 d、20 d、25 d和30 d，復(fù)水1、復(fù)水4、復(fù)水7分別表示達(dá)到干旱時(shí)間節(jié)點(diǎn)進(jìn)行復(fù)水后的第1 d、第4 d、第7 d；不同小寫(xiě)字母表示同一干旱時(shí)間不同復(fù)水時(shí)間處理間差異達(dá)顯著水平（P<0.05）。

由圖4可知，與干旱10 d相比，在干旱15 d時(shí)，A、E、Ci和Gs含量顯著下降，分別下降了67.25%、64.01%、63.07%和91.87%。在干旱30 d時(shí)A、E、Ci和Gs含量達(dá)到最小，與同時(shí)期CK處理相比分別下降了100%、92.64%、75.05%和95.70%。復(fù)水后，干旱脅迫5 d、10 d和15 d的A、E、和Gs復(fù)水效果顯著；干旱脅迫20 d、25 d和30 d的復(fù)水效果不明顯，干旱30 d的復(fù)水后7 d A、E和Gs與同時(shí)期CK處理相比較分別下降了60.18%、84.21%和86.02%（圖4A、圖4B、圖4D）；干旱脅迫25 d的Ci復(fù)水效果明顯，但干旱30 d的復(fù)水效果不明顯，干旱30 d復(fù)水后7 d的Ci值與同時(shí)期CK處理相比下降了74.97%（圖4C）。

2.5干旱脅迫及復(fù)水處理對(duì)檳榔幼苗抗氧化酶活性的影響

CAT活性在干旱5 d到15 d時(shí)逐漸增高，并在干旱15 d時(shí)達(dá)到最高，0.075 U/（g·min），F(xiàn)W，與同時(shí)期CK相比增加了317.99%，在干旱脅迫30 d時(shí)達(dá)到最低，0.015 U/（g·min），F(xiàn)W，與同時(shí)期CK相比減少了30.47%（圖5A）。POD活性在干旱脅時(shí)間為干旱時(shí)間節(jié)點(diǎn)，分別為干旱5 d、10 d、15 d、20 d、25 d和30 d，復(fù)水1、復(fù)水4、復(fù)水7分別表示達(dá)到干旱時(shí)間節(jié)點(diǎn)進(jìn)行復(fù)水后的第1 d、第4 d、第7 d；不同小寫(xiě)字母表示同一干旱時(shí)間不同復(fù)水時(shí)間處理間差異達(dá)顯著水平（P<0.05）。

迫15 d時(shí)達(dá)到最大值，28.22 U/（g·min），F(xiàn)W，與同時(shí)期CK相比增加了44.88%（圖5B）。SOD活性在干旱脅迫10 d達(dá)到最大值，393.22 U/g，F(xiàn)W，與同時(shí)期CK相比增加了9.48%；在干旱脅迫30 d達(dá)到最低，104.57 U/g，F(xiàn)W，與同時(shí)期CK相比減少了62.26%（圖5C）。SOD活性在干旱5 d、15 d、20 d和25 d的復(fù)水效果明顯。POD活性在干旱脅迫15 d的復(fù)水效果明顯，干旱脅迫20 d的復(fù)水效果不明顯，但干旱脅迫25 d和30 d的復(fù)水后出現(xiàn)超補(bǔ)償現(xiàn)象，干旱30 d的復(fù)水后4 d達(dá)到最大值，46.34 ?U/（g·min），F(xiàn)W，顯著高于同時(shí)期CK。

2.6干旱脅迫及復(fù)水處理對(duì)檳榔幼苗丙二醛和脯氨酸含量的影響

隨著干旱脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)，檳榔幼苗MDA含量總體呈現(xiàn)先增高后降低的趨勢(shì)，Pro含量總體呈現(xiàn)逐漸增高的趨勢(shì)（圖6）。在干旱脅迫5 d、10 d、15 d和20 d時(shí)MDA含量與CK相比差異不顯著，但干旱20 d后MDA含量逐漸增高，并在25 d時(shí)達(dá)到最高，0.036 μmol/L， 與干旱20 d的相比增加了61.59%（圖6A）；Pro含量在干旱前期呈逐漸增高趨勢(shì)，在干旱25 d時(shí)顯著增高，與干旱20 d相比增加了79.81%，在干旱30 d時(shí)達(dá)到最高，799.8 μg/g，與同時(shí)期CK相比增加了1 029.60%（圖6B）。干旱5 d、10 d、15 d和20 d復(fù)水后MDA含量可恢復(fù)到CK水平，恢復(fù)效果明顯；但干旱25 d和30 d的復(fù)水效果不明顯，干旱30 d的復(fù)水后7 d與同時(shí)期CK相比MDA含量增加了77.17%。Pro含量在干旱5 d、10 d和15 d時(shí)復(fù)水效果明顯；在干旱20 d、25 d和30 d時(shí)進(jìn)行復(fù)水處理后Pro含量仍遠(yuǎn)高于同期CK，復(fù)水效果不明顯；在干旱30 d復(fù)水后7 d達(dá)到最大值，717.95 μg/g，與同時(shí)期CK處理相比增加了913.99%。

2.7檳榔幼苗形態(tài)指標(biāo)和生理特性指標(biāo)的相關(guān)性

表2結(jié)果顯示，對(duì)于不同干旱脅迫時(shí)間下的檳榔幼苗形態(tài)和生理特性進(jìn)行了Pearson相關(guān)性分析。結(jié)果表明，在不同的干旱脅迫時(shí)間下，光合指標(biāo)（A、E、Ci和Gs）之間存在顯著正相關(guān)關(guān)系，并且與土壤、根和核的含水量也呈現(xiàn)顯著正相關(guān)。形態(tài)指標(biāo)（根、莖、葉和核的含水量）之間也存在顯著正相關(guān)關(guān)系，但根冠比與根、核的含水量之間呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。此外，MDA與Pro之間存在顯著正相關(guān)關(guān)系，而它們與根、莖、葉的含水量之間則呈極顯著或顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系，同時(shí)與類胡蘿卜素之間呈極顯著或顯著正相關(guān)關(guān)系。

時(shí)間為干旱時(shí)間節(jié)點(diǎn)，分別為干旱5 d、10 d、15 d、20 d、25 d和30 d，復(fù)水1、復(fù)水4、復(fù)水7分別表示達(dá)到干旱時(shí)間節(jié)點(diǎn)進(jìn)行復(fù)水后的第1 d、第4 d、第7 d；不同小寫(xiě)字母表示同一干旱時(shí)間不同復(fù)水時(shí)間處理間差異達(dá)顯著水平（P<0.05）。

時(shí)間為干旱時(shí)間節(jié)點(diǎn)，分別為干旱5 d、10 d、15 d、20 d、25 d和30 d，復(fù)水1、復(fù)水4、復(fù)水7分別表示達(dá)到干旱時(shí)間節(jié)點(diǎn)進(jìn)行復(fù)水后的第1 d、第4 d、第7 d；不同小寫(xiě)字母表示同一干旱時(shí)間不同復(fù)水時(shí)間處理間差異達(dá)顯著水平（P<0.05）。

3討論

3.1干旱脅迫及復(fù)水對(duì)檳榔幼苗形態(tài)指標(biāo)的影響

土壤含水量是影響根冠比的重要因素之一，根冠比作為植物體生長(zhǎng)狀態(tài)指標(biāo)之一，能夠反映植物根部生物量和地上生物量的生長(zhǎng)關(guān)系[15-16]。本研究發(fā)現(xiàn)，隨著干旱時(shí)間的延長(zhǎng)，檳榔幼苗根冠比逐漸增大；除干旱5 d復(fù)水后根冠比能恢復(fù)到對(duì)照（CK）水平，干旱10 d、15 d、20 d、25 d和30 d復(fù)水后均與CK差異顯著，這與李洪立等[17]對(duì)水分脅迫下檳榔幼苗生長(zhǎng)的研究結(jié)果一致。王藝等[18]在對(duì)馬尾松苗的研究中也表明了干旱脅迫能顯著提高植物根冠比。這是因?yàn)樵诟珊得{迫下，植物根尖的生長(zhǎng)受到抑制，為適應(yīng)脅迫以盡可能吸收到水分，植物根系分枝增多、細(xì)根根長(zhǎng)和根表面積增加，導(dǎo)致地下部分增大[19-21]。本研究中，在干旱5 d后復(fù)水可使檳榔幼苗根冠比恢復(fù)至CK水平，這是因?yàn)檩p度干旱脅迫對(duì)檳榔幼苗根系影響不大，在復(fù)水后檳榔幼苗由根系生長(zhǎng)占優(yōu)勢(shì)迅速轉(zhuǎn)變?yōu)楣趯硬糠稚L(zhǎng)占優(yōu)勢(shì)，根系生長(zhǎng)速率相對(duì)減慢，根冠比減小。該結(jié)論與楊彪生等的研究結(jié)果一致[22]。其余處理復(fù)水后7 d根冠比仍高于CK水平，可能是干旱脅迫對(duì)檳榔幼苗影響較大，在復(fù)水后需要更長(zhǎng)時(shí)間才能恢復(fù)。

3.2干旱脅迫及復(fù)水對(duì)檳榔幼苗光合及生理指標(biāo)的影響

3.2.1干旱脅迫及復(fù)水對(duì)檳榔幼苗葉綠素含量及光合作用的影響葉綠素是光合作用的必需催化劑，在光能吸收和運(yùn)輸中起著必不可少的作用[23]。本研究發(fā)現(xiàn)，隨著干旱時(shí)間的延長(zhǎng)，Chl.a、Chl.b、Car.和TChl.含量在干旱5 d、10 d、15 d和20 d 4個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)差異均不明顯，復(fù)水后效果明顯，但干旱25 d和30 d復(fù)水后Chl.a、Chl.b、Car.和TChl.含量均呈現(xiàn)下降狀態(tài)，這與Simkin等研究結(jié)果一致，這是因?yàn)檩p度干旱脅迫對(duì)檳榔幼苗的葉綠素含量雖有影響，復(fù)水后幼苗能夠通過(guò)自身代謝恢復(fù)到CK水平；但長(zhǎng)期干旱脅迫會(huì)導(dǎo)致葉綠素降解或合成減少，進(jìn)而影響檳榔幼苗葉片對(duì)光能的吸收和利用，使光合電子傳遞等功能受到破壞，無(wú)法在短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)[24]。同時(shí)，李晗等的研究結(jié)果也顯示，在重度干旱脅迫下，檳榔幼苗合成葉綠素的葉綠素酯含量也會(huì)降低，補(bǔ)水后短期內(nèi)補(bǔ)償效果并不明顯[25]。

光合作用決定著植物生長(zhǎng)和發(fā)育，是影響植物生存的重要生理過(guò)程[26]。本研究結(jié)果表明：在干旱脅迫20 d后，檳榔幼苗的A、E、Ci和Gs均顯著下降，并在復(fù)水后補(bǔ)償效果均不明顯。其原因在于，干旱初期由于Ci較高，Gs內(nèi)部較大，A受到的影響并不大，檳榔幼苗葉綠素結(jié)構(gòu)尚未遭到嚴(yán)重破壞。檳榔幼苗主要是通過(guò)調(diào)節(jié)氣孔大小來(lái)減少水分散失，此時(shí)A下降主要受氣孔限制。干旱25 d，此時(shí)非氣孔因素成為A下降的主要限制因素，檳榔幼苗靠自身調(diào)節(jié)難以恢復(fù)到正常水平[27-28]。這與厲廣輝等研究結(jié)果相一致，在干旱前期復(fù)水后，植物會(huì)迅速作出反應(yīng)，以彌補(bǔ)脅迫過(guò)程中造成的損失；而重度干旱脅迫下，植物的光合器官及其生理機(jī)能已經(jīng)受到一定程度的損壞，復(fù)水后氣孔限制和代謝損傷依然存在，各項(xiàng)指標(biāo)無(wú)法恢復(fù)到正常生理水平[29]。

3.2.2干旱脅迫及復(fù)水對(duì)檳榔幼苗抗氧化酶活性的影響抗氧化酶是細(xì)胞對(duì)抗活性氧傷害的重要保護(hù)酶。當(dāng)植物受到非生物因素脅迫時(shí)，會(huì)通過(guò)改變酶活性來(lái)減少植物體自身的損傷[30]。在本研究中，檳榔幼苗隨著干旱脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)，抗氧化酶活性總體上呈先升后降的趨勢(shì)。其中，在干旱15 d時(shí)過(guò)氧化物酶和過(guò)氧化氫酶活性達(dá)到最大值，而超氧化物歧化酶活性則在干旱10 d時(shí)達(dá)到最大值。這與劉艷菊等[31]抗旱處理對(duì)棕櫚科植物的研究結(jié)果一致；Wang[32]也在葡萄幼苗干旱研究中發(fā)現(xiàn)了類似的結(jié)果，即干旱前期抗逆性酶活性隨著干旱時(shí)間增加逐漸升高，這是因?yàn)橥饨缑{迫條件刺激幼苗產(chǎn)生更多的酶來(lái)清除體內(nèi)的H2O2、酚類和胺類等毒性物質(zhì)。一般來(lái)說(shuō)，輕度干旱后復(fù)水能恢復(fù)到正常狀態(tài)，但在遭受到重度干旱脅迫時(shí)，該酶的輔基等結(jié)構(gòu)遭到破壞，導(dǎo)致含量顯著下降，復(fù)水后無(wú)法恢復(fù)到CK水平。

3.2.3干旱脅迫及復(fù)水對(duì)檳榔幼苗丙二醛和脯氨酸含量的影響MDA是膜脂過(guò)氧化的終產(chǎn)物之一，當(dāng)植物遭受脅迫時(shí)，抗氧化酶迅速增加以應(yīng)對(duì)因抗逆脅迫而產(chǎn)生的自由基和H2O2，但隨著脅迫強(qiáng)度逐漸增加，膜脂過(guò)氧化傷害加大，抗氧化酶合成減少，致使MDA含量逐漸增加，所以MDA是植物抗逆性的一個(gè)重要指標(biāo)[33]。本研究中，MDA含量隨干旱脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)呈現(xiàn)先增高后降低的趨勢(shì)；在干旱20 d前各干旱時(shí)間節(jié)點(diǎn)MDA含量增加不明顯，但在干旱25 d和30 d MDA含量顯著增加，且復(fù)水后仍高于同期CK水平，與前述抗氧化酶研究結(jié)果相符，這與黃旭光在對(duì)朱槿干旱脅迫過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的結(jié)果一致[34]。劉建新等[35]在對(duì)苜蓿進(jìn)行干旱脅迫后也發(fā)現(xiàn)，MDA含量與干旱脅迫時(shí)長(zhǎng)和強(qiáng)度呈正相關(guān)關(guān)系。這是因?yàn)殡S著干旱強(qiáng)度增加，檳榔幼苗體內(nèi)的抗氧化酶活性降低，導(dǎo)致活性O(shè)2產(chǎn)生和清除之間的平衡被破壞，從而加速了MDA的積累。當(dāng)MDA含量超過(guò)一定值時(shí)，會(huì)引發(fā)檳榔幼苗細(xì)胞內(nèi)大分子物質(zhì)發(fā)生過(guò)氧化反應(yīng)，進(jìn)而影響檳榔幼苗的正常生長(zhǎng)。

Pro具有親水性，可以防止細(xì)胞體內(nèi)的水分散失。當(dāng)作物受到干旱脅迫時(shí)，Pro能夠迅速增加，從而幫助細(xì)胞或組織更好地保持水分，防止因脫水而影響作物正常生長(zhǎng)發(fā)育[36]。本研究發(fā)現(xiàn)，檳榔幼苗Pro含量隨脅迫時(shí)間延長(zhǎng)呈現(xiàn)逐漸增高趨勢(shì)。這與高鵬飛等在光叉委陵菜[37]、陳翠紅等在側(cè)金盞花[38]等上的研究結(jié)果一致。

4結(jié)論

干旱脅迫20 d內(nèi)，土壤和檳榔各器官含水量下降，抗氧化酶活性和根冠比升高，MDA、Pro含量和光合作用等指標(biāo)也逐漸增高，此時(shí)檳榔幼苗生理結(jié)構(gòu)并未遭到破壞，在復(fù)水后可通過(guò)自我調(diào)節(jié)來(lái)恢復(fù)正常生長(zhǎng)；但干旱脅迫20 d后，檳榔幼苗生理結(jié)構(gòu)遭到破壞，各器官含水量持續(xù)下降，抗氧化酶失活，MDA在植物體內(nèi)大量堆積，光合作用受到抑制，從而導(dǎo)致幼苗生長(zhǎng)緩慢甚至停止生長(zhǎng)、萎蔫甚至死亡，復(fù)水后無(wú)法恢復(fù)到正常狀態(tài)。因此，檳榔幼苗受到干旱脅迫20 d內(nèi)應(yīng)及時(shí)復(fù)水，否則會(huì)造成檳榔幼苗干旱死亡。

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（責(zé)任編輯：黃克玲）

收稿日期：2023-08-05

基金項(xiàng)目：海南省棕櫚類（檳榔）現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系項(xiàng)目（HNARS-1-G3）

作者簡(jiǎn)介：戚金存（1998-），男，甘肅宕昌人，碩士研究生，研究方向?yàn)闊釒ё魑锞G色高效栽培。（E-mail）1186009250@qq.com

通訊作者：李昌珍，（E-mail）lichangzhen029@163.com