干旱胁迫及复水对桢楠幼树生长和生理特性的影响

摘要

本研究以两年生桢楠(Phoebezhennan S.Lee)幼树为研究对象，采用盆栽控水的方法，设置7个处理对桢楠幼树进行干旱胁迫实验（分别浇水到80％土壤田间持水量后，依次停水0d、5d、10d、15d、20d、25d和30d），分析了桢楠在不同干旱胁迫处理下，生长、光合生理和抗性生理指标的变化规律，以及胁迫后复水对桢楠光合抗性生理指标的影响，揭示了桢楠的抗旱机制，对桢楠植树造林生境的选择，以及科学制定苗期水分管理措施提供理论依据。研究结果如下:
　　(1)干旱胁迫抑制了桢楠幼树树高和地径的生长，随干旱胁迫强度的增大，桢楠的树高生长量和地径生长量均显著降低(P＜0.05)。
　　(2)随着干旱时间的延长，土壤体积含水量(SWC)明显降低(P＜0.05);由于桢楠叶片具有较强的保水力，因此胁迫前期，桢楠的叶片相对含水量（LR WC）并未因SWC的下降而明显降低，而是在中度胁迫(SWC6～10％)时开始显著降低(P＜0.05)。
　　(3)随着干旱胁迫的持续，桢楠叶片的叶绿素含量和类胡萝卜素含量均呈先升高后降低的趋势，轻度胁迫(SWC10～15％)、中度胁迫(SWC6～10％)和重度胁迫(SWC＜6％)之间差异显著(P＜0.05)。叶绿素a与叶绿素b的比值（Chl a/b）则随着干旱胁迫强度的增加，总体上呈不断下降的趋势。在干旱胁迫下，桢楠叶片的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率（Tr）均显著降低(P＜0.05)，胞间二氧化碳浓度(Ci)先降低后升高。对照D0(SWC=20.50％)的净光合速率日变化呈“单峰型”曲线，其他处理的净光合速率日变化总体上呈“双峰型”曲线，且峰值到达时间较D0有所提前。随着干旱时间的延长，桢楠幼树的表观量子效率(AQY)、光饱和点(LSP)、暗呼吸速率(Rd)和最大净光合速率(Pnmax)均呈不断下降的趋势;而光补偿点(LCP)则随着干旱胁迫强度的增大而增大;同时，桢楠幼树的RuBP羧化速率(CE)、CO2饱和点（CSP）和光呼吸速率(Rp)均不断减小，CO2补偿点（CCP）随干旱胁迫强度的增大而增大。
　　(4)随着干旱胁迫时间的延长，桢楠叶片的可溶性糖(SS)含量显著增加;脯氨酸(Pro)含量随着干旱强度胁迫的增大，总体上呈不断增加的趋势，在D20(SWC=3.86％)处急剧增加，差异达显著水平（P＜0.05）;而可溶性蛋白(SP)含量则随着干旱胁迫的持续，呈现出先增加后减少的趋势。
　　(5)随着干旱胁迫时间的延长，桢楠叶片的超氧阴离子自由基(O2·-)和过氧化氢(H2O2)含量在总体上均表现为不断增加的趋势;超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)的活性以及抗坏血酸(AsA)的含量均呈先增后减的趋势。丙二醛(MDA)是活性氧代谢的产物，在干旱胁迫下，MDA含量显著增加。
　　(6)随着复水时间的延长，桢楠的Pn、Tr和Gs均呈增加的趋势，Ci的变化趋势则趋于平缓。且在复水10d后，除重度干旱胁迫外，其余胁迫处理的气体交换参数均恢复到D0（对照）的水平。复水10d后，各胁迫处理的可溶性糖(SS)含量、脯氨酸(Pro)含量、可溶性蛋白(SP)含量、SOD活性、CAT活性、POD活性和AsA含量和D0（对照）之间均无明显差异。复水10d后，除D30(SWC=2.57％)外，其余胁迫处理的MDA含量均恢复到D0（对照）水平。
　　试验表明，桢楠的耐旱性不强，仅在水分条件较好的立地条件下生长良好。到中度干旱胁迫(SWC6～10％)时，桢楠的光合作用显著减弱，干旱造成的伤害也不断增大。但通过复水其生理特征可以恢复到正常浇水的水平。当遭遇严重干旱胁迫时，桢楠的光合作用迅速减弱，甚至停止，其生长也几乎接近停止。代谢失调给桢楠带来不可逆的伤害，通过复水也难以得到减缓。因此，在水分缺乏或季节性干旱频繁的地区，不适合栽植桢楠。

目录

声明

代码及缩略词

摘要

前言

1 文献综述

1．1 桢楠概述

1．1．1 桢楠的生物学特性和生态学特性

1．1．2 桢楠资源现状分析

1．1．3 桢楠研究概况

1．2 干旱胁迫对植物生长和生理的影响

1．2．1 干旱胁迫对植物生长、形态和生物量分配的影响

1．2．2 干旱胁迫对植物光合作用的影响

1．2．3 干旱胁迫对植物渗透调节的影响

1．2．4 干旱胁迫对植物活性氧代谢的影响

1．3 干旱胁迫后复水对植物生长和生理的影响

1．3．1 生长及产量补偿

1．3．2 生理生化及代谢补偿

2 材料与方法

2．1 研究内容

2．1．1 干旱胁迫对桢楠幼树生长的影响

2．1．2 干旱胁迫对桢楠幼树光合生理的影响

2．1．3 干旱胁迫对桢楠幼树抗性生理的影响

2．1．4 干旱胁迫对桢楠幼树水分生理的影响

2．1．5 胁迫后复水对桢楠幼树生理的影响

2．2 研究方案

2．2．1 研究区概况

2．2．2 试验材料

2．2．3 试验设计

2．3 测定指标及方法

2．3．1 测定样本采样

2．3．2 生长指标和水分指标的测定方法

2．3．3 光合指标的测定方法

2．3．4 抗性生理指标的测定

2．4 数据处理和统计分析

3 结果与分析

3．1 干旱胁迫对土壤含水量的影响

3．2 干旱胁迫对桢楠幼树生长的影响

3．3 干旱胁迫对桢楠幼树水分生理的影响

3．4 干旱胁迫对桢楠幼树光合作用的影响

3．4．1 干旱胁迫对桢楠幼树叶片光合色素的影响

3．4．2 干旱胁迫及复水对桢楠幼树气体交换参数的影响

3．4．3 干旱胁迫对桢楠幼树叶片光合日变化的影响

3．4．4 干旱胁迫对桢楠幼树光响应曲线及光响应特征参数的影响

3．4．5 干旱胁迫对桢楠幼树CO2响应曲线及CO2响应特征参数的影响

3．5 干旱胁迫及复水对桢楠幼树渗透调节的影响

3．5．1 干旱胁迫对桢楠幼树渗透调节的影响

3．5．2 胁迫后复水对桢楠幼树渗透调节的影响

3．6 干旱胁迫及复水对桢楠幼树活性氧代谢和抗氧化酶活性的影响

3．6．1 干旱胁迫对桢楠幼树活性氧代谢的影响

3．6．2 胁迫后复水对桢楠幼树活性氧代谢和抗氧化酶活性的影响

4 讨论

4．1 干旱胁迫对桢楠幼树生长的影响

4．2 干旱胁迫对桢楠幼树水分生理的影响

4．3 干旱胁迫对桢楠幼树光合作用的影响

4．4 干旱胁迫及复水对桢楠幼树渗透调节的影响

4．5 干旱胁迫及复水对桢楠幼树活性氧代谢和保护酶系统的影响

5 结论

参考文献

致谢