棕榈幼苗光合和叶绿素荧光对干旱胁迫及复水的响应

摘要

[目的]探索棕榈幼苗的水分生理、光合作用及叶绿素荧光在不同干旱胁迫及复水条件下的响应和适应能力,进一步揭示棕榈的抗旱机制,为我国干旱、半干旱地区良种选择提供理论依据.[方法]以2年生棕榈实生苗为试验材料,运用盆栽渐进式干旱胁迫的方法,在棕榈幼苗的致死临界值时进行复水试验,测定并分析不同水分处理条件下棕榈幼苗叶片的含水量、光合色素含量、光合作用及叶绿素荧光参数等指标.[结果]随着土壤水分的缺失,棕榈幼苗可获得水分减少,棕榈幼苗叶片的组织含水量、相对含水量、叶绿素a质量分数、叶绿素b质量分数、类胡罗卜素质量分数、总叶绿素质量分数、净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、最大荧光、PSⅡ最大光化学效率、PSⅡ实际光化学量子效率、相对电子传递速率以及光化学淬灭系数逐渐降低,而自然饱和亏、胞间CO2浓度、最小荧光、非光化学淬灭系数逐渐升高,水分利用率则先升高后降低.干旱胁迫7 d棕榈幼苗遭受轻度的干旱胁迫,其叶绿素荧光参数差异不显著.干旱胁迫前16 d棕榈幼苗的净光合速率下降是由于"非气孔限制",干旱胁迫16 d及之后,棕榈幼苗的净光合速率下降是由于"气孔限制".干旱胁迫20 d棕榈幼苗遭受重度干旱胁迫,其体内的水分亏缺严重,光合色素遭到了严重的损伤,已达到棕榈幼苗耐旱性的阈值.自然干旱胁迫下,当土壤含水量为21.12％时棕榈幼苗的致死率大于50％,此时为棕榈幼苗的致死临界值.对临界死亡的棕榈幼苗复水后,各指标均有一定程度的恢复,其中只有水分利用率、最大荧光、PSⅡ最大光化学效率、光化学淬灭系数恢复至干旱胁迫前水平.[结论]棕榈幼苗通过关闭气孔,降低蒸腾速率、净光合速率、光化学利用效率,提高水分利用率、热能消耗等来抵御不良的干旱环境,及时补充水分后,棕榈幼苗通过提高自身叶片含水量、张开气孔及提高叶绿素含量、净光合速率、光化学利用效率等方式来恢复苗木的生长,苗木虽短期内恢复不了干旱胁迫前的状态,但具有很强的生命活力,表明棕榈是具有一定抗旱性的树种.