干旱胁迫对香樟幼树生长及光合特性的影响

陈志锋

（福建省南安市林业局眉山乡林业工作站，福建 南安 362314）

1 材料与方法

1.1 试验材料

选择福建南安香樟种子，春季播种，移栽容器选择黑色聚丙烯塑料盆，栽植基质选择南安常见坡耕地，保持24%田间持水量。每盆装土10kg，幼苗移栽至盆内，3株/盆，采取常规水分管理措施，做好土壤体积含水量控制，半年后每盆保留1株健壮苗木。

1.2 试验设计

选择塑料大棚展开试验，海拔580m，亚热带湿润性气候，年平均温度16.2℃。选择单因素试验设计，苗木生长至160cm干旱胁迫，水分处理设置9个，3个重复1次，处理期2d。干旱处理操作方法：第1个干旱16d停止浇水，其余8个正常浇水，2d后第2个停止浇水，依次进入下1个处理期，完成所有幼苗的处理。胁迫结束后，测定土壤体积含水量，之后取植物鲜叶，测定叶片的各项抗性生理指标以及含水量。采样完成后复水，48h后再次测定抗性生理指标。干旱胁迫前和结束后测定植株高度以及地径，计算胁迫期间植株生长状况。

1.3 测定项目和测定方法

1.3.1 土壤含水量。仪器选择HH2土壤水分速测仪，时间选择干旱胁迫结束次日。

1.3.2 生长指标。使用直尺测量树高，游标卡尺测量地径，反复多次测量，去掉最小值和最大值，取其余值平均数。

1.3.3 生理指标。干旱结束当天，选择植物成熟叶片，测定水分状况和抗性生理指标。选择饱和称量法测定叶片相对含水量。各项生理指标采取针对性测定方法，比如硫代巴比妥酸法测定丙二醛和可溶性糖含量。

1.4 数据处理

本次研究中所有试验数据均运用SPSS20.0数据统计软件进行处理，分析Pearson相关性以及单因素方差，多重比较选择最小显著差数法。

2 结果与分析

2.1 干旱胁迫对香樟叶片抗性生理指标影响

本次研究发现，干旱胁迫对香樟叶片超氧阴离子以及过氧化氢含量有极大影响，超氧阴离子在轻度干旱胁迫和中度干旱胁迫方面与对照组对比差异不显著，在重度干旱胁迫方面，超过对照组约23%。同期干旱胁迫处理的过氧化氢含量均超过对照组，在轻度和中度干旱处理方面差异不显著。也就是说，香樟有着非常好的抗旱能力，只有在重度干旱胁迫下，叶片中超氧阴离子以及过氧化氢含量才会出现失衡。

2.2 干旱胁迫对土壤体积含水量以及叶片相对含水量的影响

随着停水时间的延长，干旱胁迫情况会越来越严重，土壤体积含水量下降明显，叶片相对含水量会先出现小幅度上升，之后持续下降。土壤体积含水量在正常供水情况下约24%，停水超过2d之后，会下降至13%，停水6d，下降至9%。另外，在轻度干旱情况下，香樟幼树叶片相对含水量会出现一定的上升，约9%～15%，之后随着干旱的加重，叶片相对含水量逐渐降低。在中度胁迫方面与对照组差异不显著，表明采取停水处理措施，导致土壤环境出现一定的干旱，香樟树本身有较好的保水能力，在中度干旱及以下情况，水分利用效率有明显提高，能降低水分损失量，维持叶片相对含水量。

2.3 干旱胁迫对香樟幼树生长的影响

香樟幼树在干旱胁迫环境下其生长被明显抑制，随着干旱胁迫时间的延长，其树高生长量以及地径生长量表现出下降趋势。香樟树高生长量在干旱处理后均低于对照。另外，在重度干旱处理情况下，树高生长量表现为负增长，叶片卷缩严重。也就是说，随着干旱持续时间的增长，土壤水分亏缺严重时，植株失水严重会引起茎杆萎缩甚至干枯。

2.4 干旱胁迫对香樟幼树叶片渗透调节物质的影响

干旱胁迫状况下，香樟幼树叶片可溶性糖和可溶性蛋白含量均出现明显的变化。其中可溶性糖含量在轻度和中度干旱胁迫下，与对照组差异不显著，随着干旱胁迫的进一步加剧，在重度干旱胁迫下，可溶性糖含量持续升高。可溶性蛋白含量随着干旱时间的延长，在轻度和中度干旱胁迫下状态不稳定，重度干旱胁迫下含量明显升高（如图1、图2）。

图1 干旱胁迫下可溶性糖含量变化

图2 干旱胁迫下可溶性蛋白含量变化

3 讨论与结论

3.1 干旱胁迫下香樟幼树叶片活性氧代谢特点

在干旱胁迫状态下，植物体内的超氧阴离子以及过氧化氢等活性氧会出现一定的增加，活性氧在低浓度下会提高抗氧化酶基因活跃度，建立自身防御体系。活性氧本身有着非常强的强氧化性，浓度过高会造成DNA、蛋白质以及细胞膜等受损。为了实现对活性氧损伤的有效抵御，超氧化物歧化酶构建第一道防线，清除植物多余的超氧阴离子，将过氧化氢分解为水跟氧气。

3.2 干旱胁迫下香樟幼树叶片渗透调节物质动态特征

渗透调节主要是指细胞在增减溶质过程中实现对渗透势的有效调节。在水分胁迫情况下，植物通过主动降低渗透势维持水分平衡，保持细胞间的膨压恒定。有研究表明，未接可溶性蛋白含量较高情况下，细胞渗透势可以维持在相对较低水平，降低干旱对植物带来的影响。另外，相关研究表明，在干旱胁迫情况下，蛋白质的合成受到抑制，蛋白质降解，植株体内总蛋白质含量出现大幅度下降。本次试验中，随着干旱程度的增加，叶片可溶性蛋白含量先出现一定的增长，之后逐渐下降。表明在干旱胁迫初始阶段，植物本身的不溶性蛋白会转化为可溶性蛋白，使植物的渗透调节水平有明显的提高，之后随着干旱胁迫的加重，当超过植物自身阀值后，植物体内蛋白质合成代谢会严重受阻。

在胁迫中后期，可溶性糖开始积累，与其他渗透调节物质相比，可溶性糖有着滞后性特点，但是因为其本身物理化学性质，在渗透调节能力方面，可溶性糖要高于其它物质。也就是说，在干旱胁迫情况下，香樟幼树本身的可溶性蛋白和可溶性糖会有明显升高，保持良好的渗透调节水平。

3.3 香樟幼树对干旱胁迫生长响应特征

干旱胁迫会直接影响到植物生长的各个不同过程和阶段，比如，呼吸作用、光合作用、营养物质吸收转运、有机物质转化积累等。本次研究表明，在重度以及中度干旱胁迫情况下，香樟幼树叶片过氧化氢含量会逐渐增加。也就是说，干旱会一定程度上损伤膜系统，细胞物质运输以及生理活动出现紊乱。植物生长受到影响。本次研究中，干旱胁迫会很大程度上抑制香樟幼树地径生长以及树的长高，轻度干旱胁迫下，这种抑制就已经出现，之后随着干旱胁迫的加剧，在重度干旱胁迫下，植物出现负增长，表明大量缺水，植物根部萎缩严重，整个植株干枯。

综上所述，香樟酶促活性氧清除系统能够实现对干旱胁迫的有效抵御，超氧化物歧化酶反应敏感度最高。在渗透调节物质方面，可溶性蛋白以及可溶性糖的反应较为明显，在干旱胁迫发展至中后期阶段，可溶性糖含量会有明显增高，维持水分平衡。因此，针对香樟人工林的管理，需要针对幼树以及中龄树制定针对性的水分管理措施，中度干旱情况下及时补充水分，重度干旱情况下会严重损伤幼苗，影响幼苗正常生长。