休斯顿凤梨耐干旱试验分析

徐 燕

（西南林业大学园林园艺学院，云南 昆明 650224）

0 引言

休斯顿凤梨，为凤梨科铁兰属多年生草本、单子叶植物，是空气凤梨的一个品种。休斯顿凤梨叶互生，由短缩茎上长出，植株呈莲座状、筒状、线状等；有灰色、银白色鳞片，鳞片光泽感好，是其吸收水分和养分的器官［1］。在长期的进化过程中，空气凤梨已不再像其他植物一样需要靠根系吸收水分和养分，而是依靠叶片上密布的白色鳞片吸收水分和养分，其根系已经退化成木质纤维，只能起到一定的固定作用，所以人们称其为“空气花”。由于空气凤梨的观赏性较高，21世纪初我国开始引进这一物种，空气凤梨逐渐在我国园林艺术、环境保护方面崭露头角。

1 研究现状

目前，我国对空气凤梨的研究主要集中于其叶面表皮解剖结构与功能的关系；组培快繁技术；叶片的水分吸收及其抗逆性；空气凤梨叶表附属物对大气颗粒滞留物及再悬浮的影响；对中国引种的31种铁兰属植物系统分类及微形态研究；空气凤梨的形貌、比表面积、液体浸润性及其对氢气的响应能力；乙烯利、萘乙酸和赤霉素对空气凤梨开花性状的影响；空气凤梨对大气污染物甲醛的净化作用，对天然放射性气体氡的吸收及辐射响应等。对空气凤梨抗旱性能的研究少有报道［2］。

国外对空气凤梨的研究主要集中在空气凤梨对大气粉尘污染物的吸收率［3］，空气凤梨的叶毛、边界层和气体交换，空气凤梨的叶毛和水通道吸收率，空气凤梨的湿润特征和叶片的吸收率，某一空气凤梨品种的抗旱性及叶毛的水通道吸收率等。国外少部分学者已经开始针对空气凤梨抗干旱能力进行相关研究［4］。

2 研究意义

空气凤梨为打破空气中有限的水分、养分及空气中水分散失速度快的限制，势必会进化出一系列适应环境生长的特殊结构，而叶片作为其暴露在空气中最多的部分，势必会成为吸收水分和营养物质的主要器官。空气凤梨在室内花卉、园林绿化中有着其独特的观赏价值，研究其抗旱能力、干旱胁迫下叶片的变化等方面，对空气凤梨作为室内、园林花卉进行推广有着重要意义。

随着全球干旱现象频发，研究和提升植物的抗旱能力有着现实意义。叶脉是植物叶片重要的水分输导系统，研究叶脉网络结构与植物光合特性及其之间的关系具有重要意义。植物叶片可作为反映植物在不同生长环境条件下适应性的重要器官，其叶片大小、厚薄、形状等结构特点是对自身水分生理代谢的需要和对外界环境的适应。干旱胁迫后，植物为适应逆境、增强抗性，其器官组织结构会发生变化。通过深入研究植物忍耐干旱胁迫的生理和分子机制，开展植物耐干旱胁迫和水分利用效率的遗传改良，选育并推广干旱能力强的植物基因型，有利于提高植物对水资源的生物学利用效率。

3 试验材料与方法

笔者选取18株个体大小相似且健康的休斯顿凤梨作为试验对象，分为3组（组1、组2、组3），每组6株，采用观察记录的方法进行试验。每组用植物专用穴盘进行分装。组1、组2在试验期间前期干旱胁迫10 d后进行复水，试验后期完全断水处理；组3试验中全程不给水。试验时间为2021年4月12日至5月22日，试验地点为西南林业大学，试验周期50 d，分别记录休斯顿凤梨的株高、叶长、叶宽、叶茎直径及质量变化。

10 d进行1次株高、叶长、叶宽、叶茎直径及质量数据记录，其间给水以泡水方式进行，叶片完全浸泡水中30 min，给水24 h后植物完全干透后称质量，测定数据并记录。叶片长度、宽度取值为每株试验体的3片叶片的平均值（此后固定调查这3片叶）。叶长为植物根部到叶尖的长度，叶宽为此叶片1/2处的宽度。株高是指空气凤梨根茎底部到顶部之间的距离，测量时将尺子从底部测量到植株顶部。叶茎直径是测量空气凤梨主茎的大小，用软尺测量主茎的直径。质量使用电子秤测定。

4 结果与分析

4.1 株高

休斯顿凤梨株高如表1所示，组1、组2休斯顿凤梨在干旱胁迫10 d后，平均株高变化不明显；干旱胁迫20 d后，株高明显降低；复水后干旱胁迫进行到第3次数据记录（30 d），株高明显增加。这说明植物在干旱胁迫一段时间进行复水后仍能正常生长，但随着干旱胁迫时间的增加，总体上株高呈降低趋势。组3在整个试验周期中完全不浇水，其株高一直呈降低趋势。

表1 参试休斯顿凤梨株高

4.2 叶长

如表2所示，组1、组2休斯顿凤梨在干旱胁迫10 d后进行复水后，组1的叶长平均值减小，组2的叶长平均值增加2.9 mm；干旱胁迫进行到30 d后，组1叶长平均值变化并不明显，而组2叶长平均值大幅度减小；干旱胁迫40 d后，组1叶长平均值一致呈下降趋势，从最初的167.23 mm下降至161.92 mm，而组2的叶长平均值出现了小幅度上升，但整个过程也呈下降趋势，变化没有组1明显。组3的叶长数据整体变化不明显，甚至在干旱胁迫进行到30 d时不降反升，增加了3.25 mm；干旱胁迫40 d后，叶长减少 3.43 mm，但对比一开始的记录，仅仅减少了0.18 mm。

表2 参试休斯顿凤梨叶长

4.3 叶宽

如表3所示，干旱胁迫后组1、组2、组3的叶宽均有所减小，组1在整个周期中减小了0.57 mm，组2减小了1.25 mm，植株整体缩水现象较为明显。组3是一直未给水的一组，干旱胁迫40 d其叶宽变化最明显，与组1的5.82 mm相差了1.31 mm。

表3 参试休斯顿凤梨叶宽

4.4 叶茎直径

如表4所示，叶茎直径是休斯顿凤梨干旱胁迫试验中数据变化最不明显，甚至有些组别的叶茎直径最后呈现的数据与最初相比有所增加。其中，组3变化最为明显。空气凤梨通过叶宽、叶长的减少来减少叶面积，从而降低蒸腾速率，以维持体内相对高的含水量，因此，叶茎直径在整个干旱胁迫过程中几乎没有变化。

表4 参试休斯顿凤梨叶茎直径

4.5 质量

如表5所示，质量在整个休斯顿凤梨干旱胁迫试验中数据变化最为明显，其数值持续下降，且并未出现反弹。组1在干旱胁迫期间质量共减少5.482 g，组2减少6.512 g，组3干旱胁迫20～40 d质量共减少2.737 g。由此可见，水分对于植物质量变化起着至关重要的作用。

表5 参试休斯顿凤梨质量

5 结论与讨论

对休斯顿凤梨进行50 d干旱胁迫后发现，质量变化最明显，质量明显变少，植株明显变小；经过复水处理的株高变化不明显，全程干旱处理的组3植株明显变矮；组1、组2、组3的植株叶片都明显内卷，叶片长度和宽度整体呈时减小趋势，是植物普遍缺水的征兆，组3的叶片内卷尤其明显；而叶茎直径在50 d的干旱胁迫中变化最不明显，几乎与一开始的大小持平。组1、组2在干旱胁迫下植物均未出现死亡情况，组3植株在长达50 d的干旱胁迫下仍然存活。由此可看出，休斯顿凤梨是极其耐干旱的植物，在长时间的干旱胁迫下植株的生命仍然没有受到威胁，部分数据甚至出现了不降反升的情况，其耐干旱的真正原因值得大家去深入探究。值得一提的是，5月22日停止试验数据记录，停止数据记录后所有的植物均没有正常给水，11月24日检查植物时发现所有植株均活着，只是株高、叶长、叶宽等数据都比5月22日更小。

研究表明，低温锻炼能引导冬黑麦对高温胁迫的抗性，高温锻炼能诱导绿豆对低温环境的适应能力。但过去大多研究植物的单一胁迫反应，所以人们对胁迫之间的相互关系知之甚少，因此尚存许多交叉适应的机制需要人们去研究。