盧志鋒 聶珍臻 藍學 覃德文
摘要:本研究采用正常供水CK(土壤水分含量為最大田間持水量的80%,下同)、輕度干旱脅迫P1(65%)、中度干旱脅迫P2(35%)、重度干旱脅迫P3(15%)4種處理方式對煥鏞木抗旱能力展開研究,對煥鏞木葉片光合指標和葉綠素熒光值進行分析。結果表明:隨著干旱強度的增強,煥鏞木的光合作用能力不斷降低,Pmax、Tr、Gs等光合指標不斷下降。但Ci值在P2處理條件下達到最低,植物細胞獲取CO2能力逐漸穩(wěn)定,表現(xiàn)出煥鏞木較弱的抗旱能力;在對葉綠素熒光日變化值進行研究時發(fā)現(xiàn),F(xiàn)v/Fm、ΦPSⅡ值隨著照度日變化會自我恢復到一個穩(wěn)定值,表明煥鏞木在逆境條件下能夠維持植物體內一定的光合作用,保證植物體自身的能量獲取。
關鍵詞:干旱脅迫;煥鏞木;光合能力;葉綠素熒光值
中圖分類號: Q945.11 文獻標志碼: A 文章編號:1002-1302(2015)10-0236-03
煥鏞木(Woonyoungia septentrionaliss)為木蘭科(Magnoliaceae)的常綠闊葉喬木,別稱單性木蘭、細蕊木蘭,生長于海拔300~500 m的石灰?guī)r山地林中和密林中,為國家一級保護植物。該類群植物主要分布于廣西南部、云南西雙版納等地區(qū),其中廣西北部(羅城、環(huán)江)、貴州東南部(荔波)零星分布[1]。該樹樹干通直,材質輕軟,氣干密度為0.783 g/m3,其樹葉濃綠、秀氣、革質,雌雄異株,雄花被片白色帶淡黃色。倒卵形,內輪8~10張葉片,線狀披針形,在森林中宛如婷婷玉立少女,為名貴稀有觀賞樹種。譚金桂等對煥鏞木進行花粉石蠟切片和細胞學壓片,得出小孢子形成時胞質分裂方式為修飾性同時型;四分體排列方式以四面體型為主,雄配子體發(fā)育中的敗育不是影響煥鏞木瀕危的主要因素[2]。該樹樹干通直,材質輕軟,氣干密度為 0.783 g/m3,其樹葉濃綠、秀氣、革質,雌雄異株,雄花被片白色帶淡黃色。倒卵形,內輪8~10,線狀披針形,在森林中宛如婷婷玉立少女,為名貴稀有觀賞樹種。該樹種適生在肥沃酸性土壤中,在干旱瘠薄地生長碧聊,抗風力較差,探討其在不同生境下的生長狀況具有科學價值。國內外對煥鏞木研究較少,多集中于物種的鑒定、病害研究以及植被多樣性調查[3-5],李宗艷等研究發(fā)現(xiàn),大多數(shù)木蘭科植物在繁殖過程中能力較差,對環(huán)境的適應能力較弱[6]。Vaidyanathan等在對100種木蘭科植物物種調查時發(fā)現(xiàn),絕大多數(shù)木蘭屬植物藥用價值高,廣泛運用于當?shù)鼐用裆町斨衃7]。在廣西木蘭科植物研究中,袁鐵象等通過在采集廣西區(qū)內苗木種植數(shù)據(jù)總結出煥鏞木種植密度在2 m×2 m的距離為適宜密度[8]。目前,對煥鏞木的研究多局限于21世紀初,而對煥鏞木苗木的研究至今尚未有報道。因此,本試驗基于煥鏞木苗木生長的研究,對其進行不同強度的干旱脅迫處理,測定其苗木光合特性指標和葉綠素熒光參數(shù)指標,探討其對干旱生長環(huán)境的適應能力,該樹種在逆境環(huán)境下植物光合能力的響應狀況,為今后發(fā)展煥鏞木的引種栽培和推廣提供參考依據(jù)。
1 材料與方法
1.1 試驗材料
選用廣西維都林場一年生優(yōu)質煥鏞木實生苗作為參試材料,在廣西大學林學院苗圃試驗大棚內進行,采用盆栽對苗木進行干旱脅迫試驗。用黃心土 ∶ 細沙為3 ∶ 1的混合土作為育苗基質,基質土在裝盆前用0.5%高錳酸鉀溶液消毒。
1.2 試驗處理
試驗設置4個水分梯度,分別為正常供水(土壤水分含量為最大田間持水量的80%,下同)、輕度干旱脅迫(65%)、中度干旱脅迫(35%)、重度干旱脅迫(15%),用CK、P1、P2、P3表示,煥鏞木在廣西大學苗圃內進行培育。2013年4月30日,將溫室中培育的生長狀況良好的具有12~20張葉片、地下根系長度為5 cm、株高為30~35 cm的煥鏞木幼苗移植入苗木盆內,每個處理6盆,3個重復,在此期間進行日常養(yǎng)護管理。待移植苗木適應了苗木盆生長環(huán)境后,于2013年5月10日開始控水,用稱質量法控制土壤含水量,在各處理期間于每日17:00時用電子天平稱質量補水,保證土壤內的含水量。
1.3 試驗方法
1.3.1 光合生理指標的測定 當各處理的土壤含水量(RWC)達到標準后20 d時,開始葉片氣體交換參數(shù)的測定。各處理取葉片3~6張,用精度為0.001 g的電子天平稱其鮮質量(m);稱質量后,置于85 ℃烘箱內48 h,測定葉片干質量,計算葉片的相對含水率。運用TYS-A SPAD-502葉綠素測定儀測定不同處理下葉片葉綠素含量。
1.3.2 葉片氣體交換參數(shù)的測定 待干旱處理20 d后,于測定日09:00—18:00進行氣體交換測定,分別選取各處理下的植株頂端完全展開的功能葉,釆用LI-6400XT光合測定系統(tǒng)(IRGA,LI-COR,Lincoln,USA)測定煥鏞木的葉片氣體交換參數(shù)。對苗木進行30 min的暗適應,運用FMS-1葉綠素熒光儀測定葉片葉綠素熒光數(shù)據(jù)。
2 結果與分析
2.1 葉片相對含水量和葉綠素的影響
試驗結果(圖1)表明,隨著干旱脅迫程度的加強,煥鏞木葉片的相對含水量均呈下降趨勢,各處理間差異顯著(P<0.05)。與空白對照(CK)相比,煥鏞木葉片相對含水量在P1、P2、P3條件下分別下降11.91%、56.32%、63.59%,在干旱脅迫P3下,煥鏞木葉片相對含水量只有26.21%,均低于植物荻和芒[9],表現(xiàn)出較低水平的抗旱能力;而煥鏞木的葉片相對含水量在3種干旱脅迫下分別下降6.3%、12.7%、23.1%。除正常供水外,相同土壤干旱脅迫下,煥鏞木下降幅度較大,葉片保水能力差,從而直接影響其光合作用。
圖2 表明,在土壤干旱脅迫下,煥鏞木葉綠素念量隨著土壤含水量的下降而降低,各組處理間差異顯著(P
2.2 光響應曲線endprint