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杉木(Cunninghamia lanceolata)作为我国特有的速生用材树种,在南方林业生产和商品材中具有重要的价值。我国杉木分布地域跨度大,生长环境差异大,受到多种环境因子的影响。随着全球气候变化进程的加快,地域性和季节性的降水不均或持续减少,造成局部或较大区域的杉木分布区受到干旱威胁的现象日益增多,即使在杉木分布的中心产区,这种干旱威胁也日益凸显,造成杉木人工林生产力提升和可持续发展受到严重影响。目前,越来越多的研究者开展杉木的耐旱机制的研究,主要集中在单一的胁迫方式或胁迫强度下杉木形态特征、生理生化及基因调控等方面,针对于杉木在近自然多种干旱形式下的耐旱机理及碳代谢的研究还鲜见报道。有鉴于此,本研究以优良杉木三代幼苗为材料,采用近自然的干旱胁迫方法,人为控制幼苗土壤含水量,开展快速干旱和慢速干旱两种干旱胁迫,模拟自然状况下快速和慢速两种干旱形式,通过动态跟踪监测和指标测定,研究相同杉木幼苗在不同形式的干旱胁迫下光合生理和不同器官和组织的非结构性碳(NSC)代谢的差异,探索不同干旱形式对杉木耐旱调控机理的影响,为耐旱型杉木苗木培育奠定基础。主要研究结果如下:(1)与对照处理过程相比,快速干旱和慢速干旱过程中杉木幼苗的Fo、Fm、Fv、Fv/Fm和Fv/Fo均产生了不同程度的变化。总体上Fo呈升高趋势,Fm、Fv、Fv/Fm和Fv/Fo呈降低趋势,快速干旱较慢速干旱的变化更为迅速和显著,叶绿素荧光参数对快、慢速干旱过程的响应有显著性差异。处理28d后,快速干旱的Fo分别较对照和慢速干旱显著高48.4%和36.4%,与对照差异均达显著(P<0.05),对照和慢速干旱无显著性差异(P>0.05);快、慢速干旱的Fm分别较对照显著降低39.1%和15.6%,与对照差异均达显著(P<0.05);快、慢速干旱的Fv分别较对照显著降低52.9%和14.3%,与对照差异均达显著(P<0.05);快、慢速干旱的Fv/Fm分别较对照低25.3%和6.7%,与对照差异均达显著(P<0.05);快、慢速干旱的Fv/Fo分别较对照低68.2%和21.1%,与对照差异均达显著(P<0.05);较Fv/Fm,本研究中Fv/Fo随着土壤干旱过程的渐进持续降低,存在更多项的显著性差异(P<0.05),表明杉木幼苗的Fv/Fo对干旱的响应较为敏感,是衡量干旱影响程度较为理想的参数。(2)与对照处理过程相比,快、慢速干旱过程中杉木幼苗的Chl a、Chl b、Chl和Car含量在末期的降低幅度较前变化幅度更为显著,过程中Chl a/b和Car/Chl的变化不显著。处理28d后,快速干旱组、对照处理组和慢速干旱组的Chl a、Chl b、Chl和Car中,任意两组间均存在显著性差异(P<0.05),其中快、慢速干旱组Chl a的含量分别较对照组低31.5%和23%,Chl b的含量分别较对照组低27.2%和14.1%,Chl的含量分别较对照组低29.6%和19.3%,Car的含量分别较对照组低31%和21.3%。总体而言,杉木幼苗的光合色素对自然干旱具有一定的适应性,干旱程度达到阈值后会降低光合色素的含量,阈值前快、慢速干旱组的差异较不显著。(3)与对照处理过程相比,快、慢速干旱过程增加了杉木幼苗各器官中的葡萄糖、果糖、蔗糖和可溶性糖的含量,也增多了枝、干和根部淀粉和NSC含量而减少了叶的淀粉和NSC含量,同时提高了各器官中可溶性糖含量与淀粉含量的比值(RSS)。与慢速干旱过程相比,大体上快速干旱过程较快大幅度增加糖类含量及RSS值。NSC及其组分含量的增加幅度最大的是根部,处理28d后,快、慢速干旱组的根部中,葡萄糖含量分别较对照组高122.5%和145.4%,果糖含量分别高111%和127.3%,蔗糖含量分别高73.5%和83.5%,淀粉含量分别高40.7%和41.8%,可溶性糖含量分别高97.9%和111%,NSC的含量分别高67.7%和74.5%,以上均存在极显著性差异(P<0.01)。(4)与对照处理过程相比,快、慢速干旱过程中杉木幼苗NSC及其各组分含量的地上部分与地下部分的比值大体上均呈持续降低趋势,进一步表明杉木幼苗在自然干旱下,根部对于维持生存及生理活动的重要性;其中干旱过程的前期,慢速干旱组的下降幅度较快速干旱组显著,随着干旱进程的持续,干旱后期快速干旱组的降幅显著增大。处理28d后,杉木幼苗的可溶性糖、NSC、葡萄糖、果糖和蔗糖含量的地上地下比值中均呈现出对照处理>快速干旱>慢速干旱,任意两者均存在显著性差异(P<0.05),其中快、慢速干旱的可溶性糖含量的地上地下比值分别较对照低24.1%和38.8%,NSC含量的地上地下比值分别低26%和33.7%,葡萄糖含量的地上地下比值分别低33.2%和41%,蔗糖含量的地上地下比值分别低14.6%和38.9%,果糖含量的地上地下比值分别低26.7%和40.1%,而快、慢速干旱淀粉含量的地上地下比值间无显著性差异(P>0.05),分别较对照低21.4%和23.5%。(5)干旱胁迫过程中,杉木幼苗的叶绿素荧光参数、叶绿素含量和各器官NSC的含量分配均会产生一定的动态变化。与叶绿素含量相比,叶绿素荧光参数对干旱过程中土壤水分减少的响应更加敏感,更适于监测干旱过程中光合作用的相关变化。与慢速干旱过程相比,总体上杉木幼苗的叶绿素荧光参数和NSC及其组分含量的分配在快速干旱过程中更快更大幅度响应。