柠条锦鸡儿抗旱性研究进展

2023-01-02杨爱国张玉玲赵丽杰吕金才

吉林林业科技 2022年5期

王利，包颖，杨爱国，张玉玲，赵丽杰，吕金才

(1.白城市林业科学研究院，吉林白城 137000；2.吉林省林业技术推广站，吉林长春 130022；3.白城市林业和草原局，吉林白城 137000；4.洮南市国有林总场，吉林白城 137000)

柠条锦鸡儿(Caraganakorshinskii)别名柠条，是豆科锦鸡儿属落叶灌木，其适应性强，耐瘠薄、耐干旱、生长快，造林繁殖容易，成活率高[1]。柠条锦鸡儿具有较强防风固沙和保持水土的能力，同时还可以美化环境，是家畜的优良饲用灌木，经济价值高，开发潜力大，是干旱半干旱地区重要的生态经济造林树种[2]。本文对水分胁迫下柠条锦鸡儿的生长及生理指标的变化进行分析总结，为我国干旱半干旱沙区进行防沙治沙选择抗旱性强的造林树种提供一定的理论依据和技术支持。

1 水分胁迫对柠条生长情况的影响

水分是树木生长发育的重要因子，植物在生长过程中很容易受到水分含量的影响，植物的生长状况是对不同水分含量最直接的表现，不同水分含量对植物的根、茎、叶的生长都会产生影响[3]。一定程度的水分减少会减缓植物的生长，减小叶面积[4]。孙志蓉等研究表明，水分胁迫下柠条的生长情况明显受到影响，随着胁迫程度的加剧，柠条的叶片相对含水量降低、叶片组织密度略有增加、水分饱和亏缺和细胞膜的相对透性逐渐增强[5]。冯燕等研究发现，柠条幼苗的生长显著受到水分胁迫的影响，受胁迫后幼苗的地上和地下生物量积累能力下降，使总生物量减少，柠条的根冠比随土壤含水量的减小而增加[6]。姚华等通过人工控水对柠条锦鸡儿等4种灌木幼苗进行水分胁迫研究表明，随着水分胁迫的加剧，幼苗的株高、基径、生长率和生物量均减小。幼苗在水分胁迫下，根系将得到更多的生物量供给，根系从土壤中汲取更多的水分，用以提高其抗旱性[7]。

2 水分胁迫对柠条电特性的影响

植物属于生物体，是介于导体和绝缘体之间的电解质[8]。水是植物体中的主要组成部分，在水分胁迫的刺激下会使电阻值和电容值发生变化，电特性参数的变化与植物组织内的电解质含量、组织结构、细胞膜的透性等有关，植物体的导电能力能够反映其水分状况和细胞受损害情况。因此，在一定程度上电特性能够反映植物抗旱性的生理变化情况[9]。候晶东等以柠条1年生苗木为试验材料，进行苗木失水与电特性的研究，发现苗木的失水率与电阻值、栽植成活率之间有一定的相关关系，随着苗木晾晒时间的延长，植物体含水量减少、失水率增大、电阻值增大，苗木栽植的成活率显著下降[10]。宋丽华等以2年生柠条为材料，进行自然晾晒苗木失水后的电信号与苗木活力关系的研究，发现苗木随晾晒时间的逐渐延续，其电阻值逐渐增大，电压值和电容值逐渐下降，苗木的活力与电阻值成反比，与电压值和电容值成正比[11]。

3 水分胁迫对柠条光合作用的影响

光合作用作为植物生长的基础，也是植物抗旱性能的主要指示指标[12，13]。水是光合作用的原料又是光合作用的溶剂。因此，研究植物光合特性和抗旱性的关系具有非常重要的意义。韩阳瑞等在干旱胁迫下对沙漠柠条灌丛的光合特性进行研究，发现柠条的叶片净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间CO2浓度4种指标均随干旱程度加重而降低，光合作用明显受到了抑制；柠条的4种光合指标与土壤含水量均呈显著的正相关，柠条叶片水分利用效率与太阳总辐射、光合有效辐射及蒸腾速率呈显著负相关，在土壤含水量为7 %～9 %时具有最优水分利用效率[14]。韩磊等以柠条为试验材料，在不同水分条件下，随着干旱胁迫程度的增强，柠条叶片的气孔导度明显降低，整个过程与蒸腾速率的变化相一致但不同步[15]。韩刚等以4种沙生灌木柠条、花棒、沙木蓼、杨柴为材料，研究发现干旱胁迫下4种植物叶片的表观量子效率、最大净光合速率、光饱和点和暗呼吸速率较适宜水分下均降低[16]。

4 水分胁迫对柠条渗透调节物质和抗氧化酶含量的影响

渗透调节是指细胞因加入或去除细胞内的溶质，而达到内外的渗透势相平衡的现象。渗透调节能力是植物耐旱的最基本特征之一[17]。逆境下植物能够大量积累渗透调节物质是对环境适应的一种表现[18]。植物体内起到渗透调节作用的物质有很多，有机物包括脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白等。王占军等研究表明，轻度水分胁迫下柠条的脯氨酸含量较高，严重水分胁迫下的含量较低，但随着胁迫时间的延长脯氨酸的含量明显上升，并在后期含量持续保持最高的水平；严重水分胁迫后期POD含量明显高于其他水分胁迫情况[19]。徐彩霞等研究发现，水分胁迫环境可刺激柠条体内可溶性糖、可溶性蛋白和游离脯氨酸含量的增加，柠条受到水分胁迫本身可产生一些具有脱水保护功能的可溶性蛋白，将有利于植物体在干旱逆境中维持体内正常的水分需求，提高植物的抗逆适应性[20]。徐世健等以沙坡头地区自然生长和人工灌溉条件下的柠条为材料，对其部分抗旱生理指标进行测试，发现生理指标随着个体发育阶段的不同而变化，可溶性糖和游离氨基酸在干旱环境植物中均有较高含量[21]。