论文部分内容阅读
本文以盆栽1年生侧柏(Platycladus orientalis(L.)Franco)幼苗为试验材料,采用盆栽称重控水法在苗期进行干旱及复水处理。研究不同历时、不同程度土壤干旱胁迫及其交互作用后复水对侧柏幼苗生长生理的影响,探讨侧柏幼苗水分生理、光合生理、细胞膜透性及生物量等对干旱胁迫做出的抗旱性响应和旱后复水的恢复情况及补偿效应。试验设置四个胁迫历时(15d、30d、45d、60d)和四个土壤干旱胁迫(土壤相对含水量(RSWC)为:40%、52.16%、70%、87.84%),以充分供水(RSWC为100%)为对照,经过不同历时和不同程度土壤干旱胁迫后复水,测定复水前及复水后1d、3d、5d、7d和9d相应参数的变化。掌握侧柏幼苗应对干旱胁迫的响应机制与旱后复水的恢复情况及补偿效应,从而为侧柏在逆境条件下更好的生长提供技术支撑。本研究主要结论如下:(1)经过不同历时、不同程度土壤干旱胁迫后侧柏幼苗株高、地径的增长速率及生物量受到影响,复水后在胁迫历时短、土壤相对含水量高的处理侧柏幼苗株高、地径的增长速率超过对照,且地上、地下生物量高于对照,出现补偿生长。其中胁迫历时15d土壤相对含水量为87.84%的处理在复水两个月后株高比复水前增长了20.5%,高于对照的19.7%;地径比复水前增长了38.3%,高于对照的36.0%。侧柏幼苗株高、地径及生物量对旱后复水的恢复能力表现不同,土壤相对含水量高、胁迫历时短的处理出现补偿生长,而土壤相对含水量低、胁迫历时长的处理没有出现补偿现象,因而适度的干旱胁迫有利于侧柏幼苗在后期复水中的补偿生长。(2)侧柏幼苗叶片相对含水量随着复水的进行逐渐恢复,在复水第3d所有处理基本恢复并出现补偿效应。其中土壤相对含水量87.84%,历时15d、30d、45d和60d的处理分别比对照升高了3.0%、1.4%、0.1%和4.0%。水分饱和亏缺在复水第3d所有处理基本恢复对照水平,其中土壤相对含水量为70%胁迫历时15d、30d、45d和60d的处理分别比对照降低了1.0%、8.3%、3.2%和7.6%。不同历时和不同程度土壤干旱胁迫对侧柏幼苗相对含水量、水分饱和亏缺有影响,但由于侧柏耐旱性较强,影响不显著,复水后第3d所有处理恢复并出现补偿效应。(3)侧柏幼苗净光合速率和蒸腾速率随着胁迫历时的延长和土壤干旱胁迫程度的加剧总体上呈现逐渐下降的趋势,水分利用效率呈现逐渐升高的的趋势。其中胁迫历时45d、土壤相对含水量为40%的处理净光合速率和蒸腾速率分别比对照降低了52.2%和62.1%,水分利用效率比对照升高了18.8%。随着复水的进行侧柏幼苗净光合速率、蒸腾速率逐渐恢复,在复水第3d所有处理基本恢复并超过对照出现补偿效应,而在第5d出现一次波动,之后又逐渐恢复并在复水第9d出现补偿现象。水分利用效率总体上先降后升再降最后逐渐稳定的趋势,在复水第5d所有处理达到最大值。不同历时和不同程度土壤干旱胁迫对侧柏幼苗净光合速率、蒸腾速率及水分利用效率有明显的影响,但这种影响是可以通过后期复水来得到恢复的,并且适度的干旱胁迫使得后期的复水出现补偿效应。(4)经过不同历时和不同程度土壤干旱胁迫后侧柏幼苗叶绿素荧光参数Fv/Fo、Fv/Fm、Yield和ETR总体上呈现下降的趋势,而NPQ呈现上升的趋势,其中胁迫历时60d的侧柏幼苗Fv/Fo,Fv/Fm,ETR和Yield分别比对照下降3.7%,0.9%,26.5%和0.9%,而NPQ比对照高24.8%。复水后,各胁迫处理的侧柏幼苗随着复水时间的推移,Fv/Fo、Fv/Fm、Yield、ETR和NPQ得到了恢复,在复水第3d基本恢复至对照,随着复水时间的延长,出现了补偿效应,在复水第9d土壤相对含水率为87.84%的处理Fv/Fo,Fv/Fm,ETR和Yield分别比对照升高了7.3%、1.7%、17.1%和1.5%。由此可知,不同历时和不同程度土壤干旱胁迫虽然对侧柏幼苗PSⅡ有一定的破坏,降低了PSⅡ原初光能转化效率,抑制PSⅡ反应中心的光化学活性,使得PSⅡ反应中心潜在活性受损,对光合作用有一定程度的影响,但侧柏幼苗通过调节自身的光保护和光适应机制逐渐适应这种干旱环境,并且在复水后各指标都得到了相应的恢复。(5)随着干旱胁迫历时的延长,侧柏幼苗叶绿素含量缓慢下降,随着土壤干旱胁迫程度的加剧,呈现先降低再上升的趋势。其中历时60d土壤相对含水量为40%的侧柏幼苗叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量及叶绿素a/b分别比对照降低15.4%、14.0%、15.1%和1.6%。复水后,侧柏幼苗叶绿素含量得到了恢复,在复水第3d基本恢复至对照,之后出现补偿效应。土壤相对含水量为70%的侧柏幼苗,叶绿素a、叶绿素b以及叶绿素总量在复水第9d比对照分别增加了24.8%、30.1%和25.8%,叶绿素a/b比对照低4.0%。不同历时和不同程度土壤干旱胁迫对侧柏幼苗叶绿素含量有影响,但侧柏幼苗通过调节自身的生理响应机制逐渐适应这种干旱环境,并在复水后及时恢复,出现补偿效应。(6)胁迫历时越长,土壤相对含水量越低,侧柏幼苗细胞膜透性越大。随着复水的进行,侧柏幼苗细胞膜透性能迅速做出响应并快速恢复,所有处理在复水第5d全部恢复。在复水第5d历时15d土壤相对含水量87.84%的处理比对照降低37.0%,历时30d土壤相对含水量70%的处理比对照降低35.8%,历时45d土壤相对含水量为40%的处理比对照降低38.8%。历时60d土壤相对含水量为52.16%的处理比对照降低35.5%。不同历时和不同程度土壤干旱胁迫对侧柏幼苗细胞膜透性有明显的影响,但这种损伤是可逆的,随着复水的进行,膜透性逐渐恢复。