土壤干旱脅迫對(duì)蒙古扁桃幼苗水分代謝及光合特性的影響.pdf

1、本文以蒙古扁桃幼苗(Prunus mongolica Maxim.)作為研究對(duì)象，通過土壤自然脫水的方法，動(dòng)態(tài)分析了土壤干旱脅迫對(duì)蒙古扁桃幼苗水分代謝和光合特性的影響，探尋蒙古扁桃幼苗對(duì)土壤干旱脅迫的適應(yīng)機(jī)制，以期為荒漠生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)及荒漠植物耐旱機(jī)理的探索提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。主要研究結(jié)果如下：
　　 1.蒙古扁桃幼苗LWP與SRWC的關(guān)系符合三次曲線模型，LWP=-2.804+1.549S-2.502S2+2.679S3。土壤干旱脅

2、迫不僅使蒙古扁桃幼苗吸水能力增強(qiáng)，還會(huì)引起其小枝輸水能力的降低。到土壤干旱脅迫第5天，SRWC下降到36.57％、LWP下降到-2.05MPa時(shí)，小枝導(dǎo)水率較充足水分條件降低了65.00％。經(jīng)一夜復(fù)水后，導(dǎo)水率恢復(fù)了70.38％。水分狀況參數(shù)方面，到土壤干旱脅迫第8天，SRWC下降到17.45％、LWP下降到-2.60MPa時(shí)，AWC和Vb/Vf分別較充足水分條件增加了80.53％和48.79％，ψπ0、ψπ100、RWCtlp、ROW

3、Ctlp和εmax分別較充足水分條件降低了27.04％、10.56％、31.15％、34.15％和48.14％。說明，隨著土壤干旱脅迫強(qiáng)度的增加，AWC和Vb/Vf顯著增加，ψπ0、ψπ100、RWCtlp、ROWCtlp和εmax顯著降低。表明，蒙古扁桃幼苗有較強(qiáng)的忍耐脫水，保持膨壓和細(xì)胞彈性調(diào)節(jié)能力。氣孔行為方面，SRWC為24.92％、LWP為-1.97MPa(干旱脅迫第5天)之前，蒙古扁桃幼苗氣孔開放日變化呈明顯的單峰曲線。而在

4、此之后(干旱脅迫第5天)，其氣孔最大開放率和氣孔開度均明顯降低，且氣孔開放日變化峰不明顯。因此，-1.97MPa是引起蒙古扁桃幼苗氣孔反饋式反應(yīng)的臨界葉水勢(shì)。Tr在土壤干旱脅迫前期變化不顯著，在SRWC≤35.47％時(shí)，才有顯著的降低。
　　 2.土壤干旱脅迫導(dǎo)致蒙古扁桃幼苗最大光合速率(Pmax)、表觀光量子效率(AQY)和光飽和點(diǎn)(LSP)下降。但到土壤干旱脅迫第8天時(shí)，SRWC下降到24.37％、LWP下降到-2.60MP

5、a，蒙占扁桃幼苗依然保持47.96％的Pn和48.94％的AQY，這說明蒙古扁桃幼苗具有較強(qiáng)的耐干旱能力。WUE在中度干旱脅迫(SRWC≥43.08％)下明顯提高。Rd在土壤干旱脅迫下保持較穩(wěn)定的水平，在SRWC≤35.47％時(shí)，才有明顯的降低。表明，輕度和中度干旱脅迫對(duì)蒙古扁桃幼苗影響較小，而在重度干旱脅迫下(SRWC≤35.47％)蒙古扁桃幼苗采取了高光合、低蒸騰的節(jié)水策略。葉綠體放氧活性方面，Hill反應(yīng)活力隨SRWC的降低而下降

6、。到土壤干旱脅迫第8天時(shí)，SRWC下降到14.01％、LWP下降到-2.59MPa，蒙古扁桃幼苗還保持了42.81％的Hill反應(yīng)活力。而且經(jīng)一夜復(fù)水后，Hill反應(yīng)活力恢復(fù)了55.57％。表明，蒙古扁桃幼苗光合作用方面有較強(qiáng)的耐旱能力。
　　 3.隨著土壤干旱脅迫的加重，蒙古扁桃幼苗Fv/Fm隨之下降，光能轉(zhuǎn)化幅度降低。v/Fm的降低影響光合電子傳遞的正常進(jìn)行，從而影響光合作用。但在輕度和中度土壤干旱脅迫(SRWC≥58.24

7、％)下降低不顯著。隨著土壤干旱脅迫的加重，蒙古扁桃幼苗Yield值隨之降低。在輕度和中度土壤于旱脅迫下(SRWC≥58.24％)降低不顯著，重度干旱脅迫(SRWC≤30.59％)才會(huì)有顯著的降低。qP和qN隨土壤干旱脅迫強(qiáng)度的增加分別呈下降和上升趨勢(shì)，且只有在SRWC為12.31％，LWP為-3.59MPa的極端條件下變化才顯著。隨土壤干旱脅迫的加劇，蒙古扁桃幼苗qN增加，光抑制加強(qiáng)，熱耗散能力也隨之增強(qiáng)。輕度和中度干旱脅迫(SRWC≥

8、58.24％)對(duì)蒙古扁桃幼苗PSⅡ的功能和活性沒有顯著的影響。而在SRWC為12.31％，LWP為-3.59MPa的極端條件下PSⅡ反應(yīng)中心開放的比例顯著降低，從而導(dǎo)致PSⅡ電子傳遞量子產(chǎn)量的降低。表明蒙古扁桃幼苗在葉綠素?zé)晒鈪?shù)方面有較強(qiáng)的耐旱性。
　　 4.碳同化酶活性方面，充足水分條件下蒙古扁桃幼苗PEPC白天活性為0.7589μmol·NAD+·mg-1·protein.h-1，PEPC夜晚活性為0.6591μmol·N

9、AD+·mg-1·protein.h-1，PEPC晝夜活性均較低。隨著土壤干旱脅迫的加劇，PEPC夜晚活性呈上升趨勢(shì)，而PEPC白天活性呈先降后升的趨勢(shì)。到土壤干旱脅迫處理第8天，SRWC下降到7.50％、LWP下降到-2.86MPa時(shí)，PEPC夜晚活性增加到充足水分條件的4.74倍，而PEPC白天活性增加到充足水分條件的1.91倍。PEPC活性晝夜差值也逐漸拉大。復(fù)水1d后，PEPC晝夜活性基本恢復(fù)到處理前的水平。表明，在土壤干旱脅迫

10、誘導(dǎo)下蒙古扁桃幼苗碳同化途徑可能發(fā)生了轉(zhuǎn)型。
　　 5.隨土壤干旱脅迫的加重，蒙古扁桃幼苗GO活性總體呈降低趨勢(shì)。到土壤干旱脅迫第7天時(shí)，SRWC下降到11.53％、LWP下降到-2.46MPa，蒙古扁桃幼苗還保持了51.50％的GO活性。復(fù)水1d后，GO活性恢復(fù)了78.54％。表明，蒙古扁桃幼苗可通過維持較高的GO活性來保護(hù)光合器官。
　　 綜上所述，蒙古扁桃幼苗不僅有較強(qiáng)的耐干旱能力，且受干旱脅迫后的恢復(fù)能力亦較強(qiáng)。