砺漠区6种荒漠植物抗旱性研究

王琴

摘 要：以砺漠区梭梭 （Haloxylon ammodendron）、泡果沙拐枣（Calligonum junceum）、白刺（Nitraria tangutorum Bobr）、胡杨（Populus euphratica Oliv）、铃铛刺（Halimodendron halodendron）、沙柳（Salix psammophila）6种荒漠植物为研究对象，测定相对含水量、组织密度、束缚水含量、叶片保水力等4个水分生理指标，运用模糊数学隶属函数分析法综合评价6种荒漠植物抗旱性。结果表明：（1）4个水分生理指标进行植物抗旱性评价结果存在差异，其中相对含水量和组织密度均表现为泡果沙拐枣最高、胡杨最低，而束缚水含量和叶片保水力则表现为梭梭最高、白刺次之、铃铛刺最低；（2）隶属函数综合评价6种荒漠植物抗旱性由强至弱依次为梭梭、白刺、泡果沙拐枣、沙柳、胡杨、铃铛刺。

关键词：荒漠植物；抗旱性；隶属函数

中图分类号：Q945 文献标识码：A DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2018.09.003

Study on Drought Resistance of Six Desert Plant Species in Shelly Desert Area

WANG Qin

（Changji College， Changji， Xinjiang 831100， China）

Abstract： The experiment was conducted with six desert plants， including Haloxylon ammodendron，Calligonum junceum，Nitraria tangutorum Bobr， Populus euphratica Oliv， Halimodendron halodendron and Salix psammophila in shelly desert area， the relative water content， tissue density， bound water content and blade water retention were measured and the drought resistances of above six desert plants were evaluated by fuzzy membership function analysis. The results showed that：（1） In the six desert plants， the relative water content and tissue density of C. junceum was higher than the other species， while the bound water content and blade water retention were highest in H. ammodendron. （2） According to the membership function evaluation， the drought resistances of six desert plants were showing as follows： H. ammodendron>N. tangutorum Bobr>C. junceum>S. psammophila>P. euphratica Oliv>H. halodendron.

Key words： dsert plants； drought resistance； membership function

中國水资源总量丰富，但人均占有量较低，如何高效利用水资源成为迫切需要解决的问题之一，生态节水的概念被越来越多的科研工作者所提及。抗旱节水植物体系的建立是实现生态节水的重要手段之一，可通过植物的抗旱节水特性，进行合理灌溉，使其节水潜力得到最大限度发挥。荒漠植物是在极端干旱环境下生长的一些植物种类[1]，具有抗旱性强、生长过程需水量较低等特点，将其引入到干旱半干旱地区的城市绿化以实现生态节水已成为主要的手段之一。因此，研究荒漠植物的抗旱性，对抗旱性强的物种进行筛选，对荒漠地区极其重要。植物抗旱性不是单一因素作用的结果，而是受到多种因素的影响[2]，植物的外部形态、内部结构、生理代谢等都有所表现[3]，并且不同的植物抗旱机制有所不同，单一的抗旱指标很难反映出植物对干旱适应的综合能力[4]，因此，植物的抗旱能力评价，应采用多项指标进行评价[5-6]。

本研究以6种荒漠植物为研究对象，进行水分生理指标测定，运用模糊隶属函数法对6种荒漠植物进行抗旱性分析，以期为干旱半干旱地区园林树种的选择提供理论参考。

1 材料和方法

1.1 研究区域概况

新疆克拉玛依市常年干旱少雨，年降水量为 110 mm左右，年平均大风天数70 d以上，属于大陆性干旱气候。研究区域位于新疆克拉玛依市西部森林公园，区域内植被种类较少，以旱生植物为主；区域内土壤盐渍化严重，含盐量1.1%左右，呈弱碱性，主要以细沙土和戈壁砾石土为主，植被主要有梭梭、红砂、柽柳、膜果麻黄、花花柴、白茎盐生草、无叶假木贼、刺木蓼、猪毛菜等。

1.2 供试植物

在研究区域选择梭梭 （Haloxylon ammodendron）、泡果沙拐枣（Calligonum junceum）、白刺（Nitraria tangutorum Bobr）、胡杨（Populus euphratica Oliv）、铃铛刺（Halimodendron halodendron）、沙柳（Salix psammophila）6种一年生荒漠植物。

1.3 试验设计

在研究区域内随机设置4个50 m×30 m规模的试验小区，每个小区种植梭梭、泡果沙拐枣、白刺、胡杨、铃铛刺、沙柳各60株，每种植物以20株为一个整体，重复3次，进行随机排列，每15 d灌溉一次，每次每株灌溉量60 L，种植方式为开沟种植，开沟规格为沟宽40 cm、沟深60 cm，株行距1 m×4 m，灌溉方式為滴灌，苗木种植时间为2017年4月中旬，进行定额灌溉试验设置之前每株灌溉水量均为80 L， 6月20日、7月20日、8月20日和9月20日进行植株性状测定。

1.4 测定方法

1.4.1 相对含水量等的测定[7] 采用烘干法对6种荒漠植物进行小枝相对含水量的测定。每株植株取向阳面小枝，放进自封袋，带回实验室，将小枝剪成小块进行测定。

相对含水量=（Wf-Wd）/（Wt-Wd）*100%

组织密度=Wd/Wt*100%

式中：Wf为鲜质量；Wd为干质量；Wt为饱和质量。

1.4.2 束缚水的测定[8] 用糖量计法进行束缚水含量的测定。

自由水含量=[Ws（C1-C2）/C2]/Wf*100%

束缚水含量=组织中总含水量-自由水含量

式中：Wf为鲜叶质量；Ws为糖液质量； C1为糖液原来的浓度；C2为浸过组织的糖液浓度。

1.4.3 叶片保水力的测定[8] 用自然干燥法进行叶片保水力的测定，剪取植株功能叶片20个，插入水中，饱和3 h，称质量后脱水，间隔称重直至24 h， 80 ℃烘干称重，然后计算脱水24 h后的叶片含水量。

1.5 数据处理

用Excel整理数据。对所选水分生理指标分别进行抗旱性评价分析，然后利用模糊隶属函数法进行综合评价。

隶属函数的计算方法[9]：

R（Xi）= （Xi-Xmin ）/（Xmax-Xmin）

式中：Xi为指标的测定值， Xmax、Xmin为指标的最大值和最小值。

2 结果与分析

2.1 6种荒漠植物小枝相对含水量及组织密度差异

小枝相对含水量的多少在一定程度上反映了植物对干旱环境的适应能力，在正常或者水分胁迫条件下，相对含水量较高的植物比较耐旱[10]。组织密度是用叶片的干质量与饱和鲜质量之比来表示，也常被科研工作者用于评价植物的抗旱性，组织密度大的植物抗旱性强。由表1可知，在6种荒漠植物中，相对含水量表现为：泡果沙拐枣>梭梭>白刺>铃铛刺>沙柳>胡杨，其中梭梭和泡果沙拐枣小枝相对含水量差异不显著，二者显著高于其他4种荒漠植物，白刺、铃铛刺、沙柳3个品种间差异不显著，三者均显著高于胡杨。组织密度表现为：泡果沙拐枣>白刺>梭梭>沙柳>铃铛刺>胡杨，其中泡果沙拐枣和白刺组织密度差异不显著，二者均显著高于其他4种荒漠植物，梭梭和沙柳以及铃铛刺和胡杨差异均不显著，但前二者显著高于后二者。

2.2 6种荒漠植物束缚水含量差异

已有研究表明，植物束缚水含量越高，抗旱性越强[11]。由表2可知，6种荒漠植物束缚水含量表现为：梭梭>白刺>泡果沙拐枣>沙柳>胡杨>铃铛刺，其中梭梭束缚水含量显著高于其他5中荒漠植物，泡果沙拐枣与白刺差异不显著，但二者显著高于沙柳、胡杨、铃铛刺，后三者之间差异均显著。2.3 6种荒漠植物叶片保水力差异

叶片保水力代表了叶片在离体条件下保持原有水分的能力[12]，叶片保水力值越低，保持水分的能力越差，抗旱性越弱；其值越大，越不易失水，植物抗旱能力越强[13]。由表3可知，6种荒漠植物叶片保水能力表现为：梭梭>白刺>泡果沙拐枣>胡杨>沙柳>铃铛刺，其中梭梭与白刺叶片保水力差异不显著，二者显著高于泡果沙拐枣、胡杨、沙柳和铃铛刺，后四者之间除沙柳与铃铛刺差异不显著外，种间差异均达显著水平。

2.4 水分生理指标与抗旱性的综合评价

相对含水量、组织密度、束缚水含量、叶片保水力均能直接反映植物水分生理状况，也能客观反映植物抗旱性，但单一指标难以合理地评价植物的综合抗旱性。现将这些水分生理指标用隶属函数法进行综合评价，隶属函数平均值越大，抗旱性越强。由表4可知，6种荒漠植物综合隶属函数表现为：梭梭>白刺>沙拐枣>沙柳>胡杨>铃铛刺。

3 结 论

（1）6种荒漠植物小枝相对含水量大小顺序为泡果沙拐枣>梭梭>白刺>铃铛刺>沙柳>胡杨，组织密度大小顺序为泡果沙拐枣>白刺>梭梭>沙柳>铃铛刺>胡杨，束缚水含量大小顺序为梭梭>白刺>泡果沙拐枣>沙柳>胡杨>铃铛刺，叶片保水力大小顺序为梭梭>白刺>泡果沙拐枣>胡杨>沙柳>铃铛刺。

（2）应用模糊数学隶属函数分析法进行分析评价得出6种荒漠植物抗旱性强弱顺序为梭梭>白刺>泡果沙拐枣>沙柳>胡杨>铃铛刺。

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