柃木等5种地被植物的抗旱性研究
2013-09-09高大海贺位忠
高大海,陈 斌,贺位忠
(1. 浙江省舟山市林业工作站,浙江 定海 316021;2. 浙江省舟山市林业科学研究院,浙江 定海 316000)
目前,人们对植物的抗旱性研究十分重视,但研究主要集中在农作物、牧草等的抗旱性和抗旱性状,对不同品种灌木类地被植物抗旱性的研究较少。许多学者都从不同角度的研究得出一定的抗旱指标,但还不能用单一指标充分可靠地测定品种的抗旱性。植物的抗旱性是指植物对水分胁迫的适应能力,包括株体抵抗水分亏缺和从缺水土壤中吸水的能力,生物学鉴定法是抗旱性鉴定的一种简单易行的方法[1~3]。失水伤害后的植株复活率正是这样一种简单的直观方法,同时由于叶片是对干旱反应最早最敏感的器官之一,所以离体叶片持水力能够反映植物在干旱情况下对水分的保持能力。用离体叶片室内自然干化测定的叶片含水率,是测定品种抗旱性的重要指标。
本研究选用的自然失水胁迫法是将植株置于室内,在同样的温、湿度等环境条件下,用受干旱后植株叶片含水率、干旱胁迫后植株表现情况、伤害后的植株复活率和离体叶片含水率变化作为评价厚叶石斑木、赤楠、柃木、滨柃、钝齿冬青这5种植物抗旱性。
1 材料与方法
试验材料为柃木(Eurya japonica)、滨柃(E. emarginata)、厚叶石斑木(Raphiolepis umbellata)、赤楠(Syzygium buxifolium)、钝齿冬青(Ilex crenata)5种植物的3年生容器苗。试验在2009年6月进行,每种处理30盆,对苗木进行干旱处理。干旱处理前将所有植株放置室内,浇透水,以水溢出容器为标准,随后停止浇水开始进行自然干旱,随后立即对离体叶片进行含水量测定。在干旱试验期间观察记录不同植物的外部形态如初次顶叶枯萎、初次叶片卷曲、较多叶片卷曲、植株死亡等症状首次出现的时间,并且测试干旱胁迫后5种不同植物叶片组织含水率变化。胁迫第7、第9、第11、第13天在取样测定叶片失水率后,各处理每次取5盆,足量浇水并在3 d后观察统计植株复活率。
2 结果与分析
2.1 胁迫后叶片组织含水率变化情况
植物组织含水量是反映植株体内水分状况的重要指标。水分变化反映了组织的实际含水量与其饱和含水量之差,反映植物的保水能力,变化值越大,说明组织内水分亏缺越严重,植物的抗旱力越小。因此,含水量的变化是评定抗旱能力的一个重要因素[4~5]。试验结果表明,经过13 d的干旱胁迫,土壤含水量已急剧降低,由32.1%下降到3%左右,在第7天时已下降到7.9%。与此同时,5种植物叶片组织的含水量也出现不同幅度的下降。整体来看,植物的保水能力从大到小依次是赤楠 >滨柃 > 钝齿冬青 > 厚叶石斑木 > 柃木。在分别对5种植物第7、第9、第11、第13天的失水率作单因素方差分析后,结果表明,这5种植物经过干旱处理后,不同胁迫天数之间差别明显,含水率变化差异都达到显著水平,说明在同等干旱条件下,抗旱能力从大到小依次是赤楠、滨柃、钝齿冬青、厚叶石斑木、柃木。
2.2 干旱胁迫后不同植物表现情况
由表2表明,经过20 d的干旱胁迫,5种植物表现差别很大:第4天时,厚叶石斑木、赤楠、柃木均出现初次顶叶枯萎,而钝齿冬青、滨柃分别在第7、第11天才出现初次顶叶枯萎,初次叶片卷曲时间也不一,初次叶片卷曲和较多叶片卷曲的间隔时间分别为2 ~ 6 d,从植株死亡的时间来看,也反映了5种植物抗旱能力的大小,柃木、厚叶石斑木死亡最早,赤楠与滨柃最迟。综合对干旱胁迫后植株的总体表现情况,得出抗旱能力从大到小依次是滨柃 > 赤楠 > 钝齿冬青 > 厚叶石斑木 > 柃木。
2.3 干旱胁迫后不同植物复活情况(表3)
植株复活情况直接可以表明干旱处理后对植株的个体损伤。统计结果表明,干旱处理第7天时基本无影响,大于11 d对5种植物伤害都很大。到第13天时,除赤楠尚有60%的植株能够恢复生长外,其它4种植物的复活率都降低到20%,甚至完全萎焉,不能恢复生长。比较而言,赤楠植株恢复生长最好,其次为滨柃、厚叶石斑木、钝齿冬青,柃木伤害最为严重,因此复活率最低。综合对干旱胁迫后植株复活率,得出抗旱能力的大小为:赤楠 > 滨柃 > 厚叶石斑木 > 钝齿冬青 > 柃木,这一结果与干旱胁迫后植株表现情况和干旱胁迫后5种植株叶片组织失水率得出的结论基本一致。
2.4 干旱胁迫后离体叶片含水率变化情况
离体叶片含水量测定可以模拟植株停止从外界土壤吸取水分后,植株叶片含水量的变化情况。离体叶片含水量下降幅度越小,持水能力越强,植株的抗旱能力越大。表4对5种植物离体叶片含水量的测定结果表明,5种植物的叶片组织离体0 ~ 9 h后,组织含水量下降幅度差异很大,由表4可以看出赤楠叶片含水量下降幅度最小,即对赤楠叶片含水量影响最小。
其中,3 h离体处理对赤楠叶片含水量影响最小,下降不到4.5%,其余植物均超过4.5%,3 ~ 9 h,除赤楠叶片含水率下降幅度变缓外,其余4种植物含水率下降幅度相对一致,钝齿冬青总体下降幅度最大。总体失水率幅度,最小者为赤楠,滨柃、厚叶石斑木、柃木居中,钝齿冬青最大。这说明在总体趋势上,单个组织的持水力与植株整体抵抗干旱胁迫的反应并不一致,但总体下降趋势基本一致。
表3 干旱胁迫后5种植物复活率Table 3 Recovery rate after drought stress with different days%
表4 干旱胁迫后5种植物离体叶片含水率变化Table 4 Changes of moisture content in detached leaves of 5 plants after different hours of drought stress%
2.5 用模糊数学中求隶属函数的方法进行综合评价
通过对干旱后植株叶片含水率变化、干旱胁迫后植株表现情况、伤害后的植株复活率和离体叶片含水率变化作为4个评价因子进行评价后发现,厚叶石斑木、钝齿冬青、赤楠、柃木、滨柃的平均隶属度为0.43、0.35、0.78、0.23、0.65。
3 结论
本研究对5种地被植物进行抗旱能力鉴定,使用不同指标得出的结果有所差异,因此最后对各指标进行了多指标综合判定,综合4个因素的分析得出5树种抗旱性强弱依次为赤楠 > 滨柃 > 厚叶石斑木 > 钝齿冬青 >柃木。
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