干旱脅迫下白皮松苗木電阻抗及生理指標(biāo)的比較研究.pdf

1、白皮松(Pinus bungeana Zucc.)是特產(chǎn)中國的珍貴樹種,是我國北方主要的園林綠化樹種和山區(qū)或干旱地帶綠化造林優(yōu)良樹種。白皮松造林適宜采用3～4年生容器苗。本試驗(yàn)對4年生白皮松容器苗進(jìn)行栽植前干早(土壤相對含水量分別為B1:75～80％(正常澆水),B2:55～60％(輕度干旱),B3:35～40％(嚴(yán)重干旱))和栽植后干旱(土壤相對含水量A1:75～80％,A2:55～60％,A3:35～40％,A4:15～20％(極嚴(yán)

2、重干旱))處理,通過一系列的生理指標(biāo)的測定(電解質(zhì)滲透率、可溶性糖、PV曲線參數(shù)等)來了解白皮松在栽植前后能夠適應(yīng)的干旱范圍,為白皮松科學(xué)造林提供理論依據(jù)。通過對這些生理指標(biāo)的分析,來探討白皮松耐早機(jī)理。另一方面,栽植前和栽植后干旱處理后,進(jìn)行白皮松卣針葉和莖的電阻抗分析,并得到電阻抗圖譜參數(shù)的變化規(guī)律,得出這些參數(shù)隨各個生理參數(shù)的響應(yīng)變化曲線,求證相關(guān)性。確定可以表征植物抗旱程度的電阻抗參數(shù)。為快速檢測和評價植物抗旱性提供新的技術(shù)手段

3、。主要結(jié)果如下:
　　 1.栽植前干旱B3處理下,針葉含水量無顯著降低,電解質(zhì)滲透率增加,葉綠素含量和最大光合效率(Fv/Fm)降低。表明栽植前干旱B3處理對針葉有一定傷害。栽植后如果正常澆水,這些影響將消除;如果遭遇栽植后干旱,B3處理的受害程度不比B1和B2處理的深,表明白皮松容器苗造林在栽植前遭到嚴(yán)重干旱脅迫(35～40％)時不會影響造林后的表現(xiàn)。然而栽植后嚴(yán)重干旱脅迫A3和A4處理4周后,白皮松針葉的含水量降低,電解質(zhì)滲

4、透率增加,Fv/Fm降低,表明白皮松受害。因此應(yīng)避免栽植后初期4周以上嚴(yán)重干旱脅迫。
　　 2.栽植前和栽植后干旱都造成了針葉內(nèi)可溶性糖和淀粉含量的降低,表明干旱下針葉內(nèi)碳水化合物在輸出。栽植后嚴(yán)重干旱A(chǔ)3和A4處理下,超氧化物岐化酶(SOD)活性隨干旱脅迫,表現(xiàn)為“升高-降低-升高”,然后在長期的極嚴(yán)重干旱脅迫(A4)下降低,認(rèn)為是白皮松針葉內(nèi)主要的保護(hù)酶。過氧化物酶(POD)活性隨干旱脅迫降低,只在試驗(yàn)最后,嚴(yán)重干旱處理(A

5、3,A4)的POD活性升高,認(rèn)為不是自皮松針葉內(nèi)保護(hù)酶系統(tǒng)的關(guān)鍵酶。蛋白質(zhì)含量在嚴(yán)重干旱脅迫(A3,A4)下,先誘導(dǎo)新的蛋白產(chǎn)生而使總蛋白量增加,然后在干旱后4周受到嚴(yán)重傷害后降低,表明蛋白質(zhì)是重要的調(diào)節(jié)物質(zhì)。超氧陰離子在嚴(yán)重干旱脅迫A4處理下始終保持高含量,表明A4處理下白皮松受到活性氧傷害。
　　 3.栽植前和栽植后干旱對白皮松針葉的含水量和電解質(zhì)滲透率的影響比對莖更早,更大。白皮松受到干旱后,針葉中產(chǎn)生的可溶性糖和淀粉向莖

6、中轉(zhuǎn)移,使莖中的可溶性糖含量增加,以利于莖的抗旱性。干旱脅迫下莖的淀粉含量降低,可能是轉(zhuǎn)化成為了可溶性糖來增加滲透調(diào)節(jié)能力。栽植前和栽植后干旱都造成了根系活力的增強(qiáng)。
　　 4.白皮松苗木在初始質(zhì)壁分離時的相對含水量(RWCllp)大部分都高于90％,所以認(rèn)為白皮松苗木的忍耐脫水能力不強(qiáng)。在A3和A4干旱脅迫處理下,主要通過降低初始質(zhì)壁分離時的滲透勢(ψwtlp)和飽和含水時的滲透勢(ψssat)來維持最低膨壓和保持最大膨壓,從

7、而增強(qiáng)抗旱性。在A2和A3處理下,通過增加束縛水含量,和輕微地增加忍耐脫水能力來增強(qiáng)抗旱性。在A1和A4處理下,還可以通過調(diào)節(jié)細(xì)胞壁彈性來增強(qiáng)抗旱性。
　　 5.栽植前干旱處理下,針葉的電阻抗圖譜和參數(shù)變化不大。栽植后干旱處理引起電阻抗圖譜和參數(shù)發(fā)生改變。針葉的胞內(nèi)電阻率(ri)和高頻電阻(r∞)隨干旱時間延長,在A1和A2處理下升高,在A3和A4處理下變化不大。針葉的胞外電阻率(re)和細(xì)胞膜時間恒量(πm)在A4處理下大幅度

8、降低。電阻抗參數(shù)和針葉的含水量、相對電導(dǎo)率、葉綠素含量、Fv/Fm、可溶性糖含量的變化密切相關(guān)。其中,re和τm變化規(guī)律性更強(qiáng),與Fv/Fm(r=0.54～0.89)、含水量(r=0.74～0.98)、可溶性糖含量(r=0.52～0.96)在3周以上為線性正相關(guān),與相對電導(dǎo)率(r=-0.54～-0.97)、葉綠素含量為線性負(fù)相關(guān)(r=-0.62～-4.8),因此,認(rèn)為這兩個參數(shù)可以作為估測白皮松針葉抗旱性的最佳指標(biāo)。
　　 6.

9、莖的,r1,r2,re和弛豫時間τ2在嚴(yán)重干旱脅迫A4下降低,r和ri變化不大;莖的弛豫時間τ1在A4處理干旱脅迫下,前4周高于A1,在干旱5周后顯著降低;在干旱脅迫5周后,莖的弛豫時間的分布系數(shù)ψ2在A2,A3和A4處理下比A1處理的高。其中r1和re在A4處理下變化規(guī)律更強(qiáng),與含水量、相對電導(dǎo)率、可溶性糖含量、淀粉含量、根系活力都在3周以上有顯著相關(guān)性(R2＞0.5),與淀粉含量(r=0.51～0.97)、含水量(r=0.71～0.