四種木本植物對冬澇夏旱的適應(yīng)性比較研究.pdf

1、三峽水庫在發(fā)電、防洪、通航等領(lǐng)域做出了卓越的貢獻(xiàn)，但也造成了水土流失等一系列生態(tài)問題。植被修復(fù)是治理三峽庫區(qū)生態(tài)問題的重要途徑，其關(guān)鍵在于篩選適生樹種。本文以中山杉、水杉、秋華柳、桑樹這四種適應(yīng)性較強(qiáng)的植物為研究對象，通過模擬三峽庫區(qū)消落帶脅迫特點(diǎn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，研究四種植物耐“水淹”、“干旱”和“水淹-干旱”脅迫的形態(tài)學(xué)、生理生化反應(yīng)及其相關(guān)性，并綜合比較四種植物耐水分脅迫能力的強(qiáng)弱，為三峽庫區(qū)植物修復(fù)樹種選擇及種植海拔范圍提供了一定理論依

2、據(jù)。
　　經(jīng)實(shí)地調(diào)查發(fā)現(xiàn)，中山杉是三峽庫區(qū)優(yōu)良的植被修復(fù)待選物種，適應(yīng)庫區(qū)復(fù)雜的環(huán)境，能在海拔168-175米消落帶存活下來，深入探討其對“水淹-干旱”交替脅迫的適應(yīng)能力，具有較高的科研和實(shí)際價(jià)值。
　　本論文主要分為水淹脅迫和干旱脅迫兩階段試驗(yàn)，研究四種植物耐“水淹”、“干旱”和“水淹-干旱”脅迫能力。
　　第一階段水淹脅迫試驗(yàn)設(shè)置全淹組和對照組。經(jīng)過40天的冬季休眠期水淹處理后，四種植物發(fā)生不同的形態(tài)學(xué)適應(yīng)變化：中

3、山杉和水杉葉片表面形成氣膜；中山杉產(chǎn)生明顯的不定根；中山杉、水杉、秋華柳全淹組葉片比葉重較對照組降低；這些變化利于氣體交換，增強(qiáng)植株對水淹脅迫的耐受能力。水淹脅迫后四種植物光合色素產(chǎn)生不同的適應(yīng)性變化。四種植物全淹組葉綠素顯著低于對照組，說明冬季水淹脅迫后植物新生葉片的葉綠素合成受到影響；中山杉、水杉和桑樹全淹組葉片葉綠素a/b的值均較對照組有所降低，葉綠素a/b的值降低有利于植物維持相對正常的光合效率。全淹組四種植物體內(nèi)丙二醛（MDA

4、）含量均較對照組增加，而根系活力均下降，表明四種植物在冬季休眠期水淹脅迫后受到了一定程度的損傷；全淹組四種植物體內(nèi)超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化物酶(POD)、過氧化氫酶(CAT)和抗壞血酸過氧化物酶（APX）活性都較對照組顯著增高，抑制了體內(nèi)MDA積累的速度，屬于植物應(yīng)對水淹脅迫的積極響應(yīng)，一定程度上維持了植物在水淹脅迫后正常的生理生化行為。四種植物全淹組脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白含量較對照組增加，幫助植物在水淹脅迫后維持較高的吸

5、水和保水能力，維持植物正常的氮代謝過程；但全淹組秋華柳可溶性糖含量低于對照組，全淹組桑樹體內(nèi)可溶性蛋白含量低于對照組，具體原因待進(jìn)一步研究。
　　第二階段干旱脅迫試驗(yàn)分為全程對照組（CC組）、前期正常處理后期干旱脅迫處理（CD組）和前期水淹處理后期干旱處理（FD組）。待經(jīng)冬季休眠期水淹脅迫處理的四種植株生長發(fā)育完全恢復(fù)后，于2016年7月5日開始為期20天的干旱脅迫處理。四種植物經(jīng)干旱脅迫處理后，CD組葉綠素含量和根系活力均顯著小

6、于CC組，四種植物CD組丙二醛含量均顯著大于CC組，說明四種植物在干旱脅迫下光合色素發(fā)生降解或合成過程受阻，根系活力受到脅迫影響，細(xì)胞脂膜受到損傷導(dǎo)致丙二醛含量增加。四種植物CD組葉綠素a/b的值均較CC組降低，說明植物干旱脅迫下能調(diào)整葉綠素a/b的值來維持相對正常的光合效率。四種植物CD組抗氧化酶活性和滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量均大于CC組，說明四種植物均能通過調(diào)整體內(nèi)抗氧化酶活性和滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量來適應(yīng)干旱脅迫。四種植物能采取生理生化積極響應(yīng)

7、以應(yīng)對干旱脅迫，具有一定耐旱能力。四種植物FD組葉綠素含量、葉綠素a/b的值均較CC組有所降低，水杉降幅最大；四種植物FD組與CC組相比MDA都顯著提高，而根系活力均顯著降低；FD組抗氧化酶活性和滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量均大于CC組；這些變化說明四種植物均能通過調(diào)整體內(nèi)光合色素、抗氧化酶活性和滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量來適應(yīng)“水淹-干旱”交替脅迫，但適應(yīng)能力具有差異，可能是各自特殊的生理生化機(jī)制所致。
　　經(jīng)過“水淹-干旱”脅迫后，中山杉體內(nèi)MDA

8、與SOD、POD、脯氨酸呈顯著正相關(guān)性；說明中山杉主要依靠這三種物質(zhì)來抑制MDA積累。水杉體內(nèi)MDA與CAT、APX呈顯著正相關(guān)性，同時(shí)MDA與根系活力呈顯著負(fù)相關(guān)性，說明水杉主要依靠CAT、APX活性增加來抑制MDA積累，水杉MDA含量增加會對根系活力造成影響。秋華柳MDA含量與CAT、APX、可溶性糖呈顯著正相關(guān)性，說明秋華柳主要依靠CAT、APX、可溶性糖來抑制MDA增長；同時(shí)MDA與根系活力呈顯著負(fù)相關(guān)性，說明秋華柳體內(nèi)MDA含

9、量增加影響了根系活力。桑樹MDA含量與SOD、可溶性蛋白呈顯著正相關(guān)性，說明桑樹體內(nèi)主要依靠SOD和可溶性蛋白來抑制MDA積累速度。
　　使用隸屬函數(shù)法分析兩階段結(jié)果表明，四種植物耐淹能力強(qiáng)弱依次為：秋華柳>中山杉>水杉>桑樹；四種植物耐旱能力強(qiáng)弱依次為：桑樹>水杉>中山杉>秋華柳；四種植物耐“水淹-干旱”交替脅迫能力依次為：秋華柳>中山杉>桑樹>水杉。
　　四種植物是優(yōu)良的三峽庫區(qū)生態(tài)修復(fù)備選樹種，能通過形態(tài)學(xué)、抗氧化酶系