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缺水条件下沙棘苗木萌芽及抗旱生理机制研究

李丽霞

  本研究以中国沙棘幼苗为试材,通过盆栽控水实验,进行了不同土壤水分与风速条件下1年生沙棘幼苗萌芽期苗木自身水分平衡与成活率关系研究;完成第一个生长季后冬季休眠期与第二年春季萌芽关键期苗体水分关系、内源激素(ABA与GA1/3)平衡与萌芽成活的相关关系及人工外施GA3的作用的研究;成活后第二个生长季内在土壤干旱胁迫下苗木生长、水分利用及其可能的耐旱机理等连续2个生长周期的系列研究,揭示了影响沙棘幼苗萌芽成活的关键因素,探讨沙棘的需水规律及耐旱特性,为沙棘幼林抚育管理及抗旱造林提供理论依据。本实验研究的结果表明:1. 不同土壤含水量水平对1年生沙棘苗木含水量、水势及成活率均有明显影响。与较高土壤含水量相比,低土壤含水量(12%)使苗木含水量、水势显著降低,从而使成活率显著降低。风速的作用因土壤含水量不同而有所差异,当土壤含水量较高时,不同风速(3m/s 和6m/s)处理对苗木水分状况及成活率影响不大;土壤含水量低于14.5%时,6m/s风速使苗木含水量占干重比值低于1.2,水势降至-2.6MPa,苗木成活率仅为26%,即使少量成活的苗木幼芽生长缓慢。而较小的风速(3m/s)下苗木水分状况较好,成活率为54%。因此,在干旱多风的条件下沙棘造林宜采取截杆、埋苗等措施以避免苗木因过度失水导致成活率降低及萌芽成活后生长受抑。2. 研究了2年生中国沙棘在土壤干旱胁迫下苗木含水量、内源激素水平与萌芽率关系以及萌芽关键期喷施外源GA3的作用。土壤干旱胁迫使冬季休眠与春季萌芽期苗木含水量、内源GA1/3降低,内源ABA明显提高,GA1/3/ABA下降,达到萌动所需的调控阈值的时期延迟,重度干旱下苗木萌芽延迟约25天且萌芽后幼枝生长十分缓慢;中度干旱下苗木萌芽延迟10天,萌芽后生长亦有所抑制。喷施80mg/L外源GA3溶液能有效提高重度干旱下苗木内源GA1/3,降低ABA含量,使GA1/3/ABA升高,促进苗木提早萌芽及萌芽后生长;在适宜水分及中度干旱下,沙棘苗木外施GA3对萌芽及其后生长作用不明显。3.对沙棘水分关系的研究表明,在同样环境条件下,蒸腾速率随干旱胁迫程度加剧而降低,而蒸腾日进程差异不大,均为单峰曲线,峰值出现在11:00;轻、中度干旱胁迫下沙棘叶含水量、水势下降幅度较小,光合速率、侧枝生长速率能维持在较高水平,表现出耐旱植物典型的生理特征;重度干旱胁迫使上述指标下降较显著,且长时间胁迫后33.3%沙棘幼苗死亡。中度干旱下沙棘水分利用率最高。4.研究了沙棘幼苗自由基清除系统活性及渗透调节机制与沙棘耐旱性的关系。结果表明:长期轻度及中度干旱胁迫下保护酶系统SOD、POD、CAT活性高于正常水平或略有降低,重度干旱下三种酶活均能在胁迫初期随时间延长缓慢上升或维持稳定;抗氧化物质AsA在轻度、中度干旱时下降较小,GSH含量在轻度干旱下含量与对照接近,中度及重度干旱下含量降低但胁迫前、中期随时间延长趋于增加;表明干旱下活性氧清除系统活性高,能有效减轻膜脂过氧化伤害。渗透调节物质中可溶性糖在干旱中、后期累积,游离氨基酸、 Pro 的显著增加能有效降低渗透势,使沙棘具备低水势抗旱特性;由于沙棘保护酶体系(SOD、POD、CAT)、抗氧化物质(AsA、GSH)、渗透调节物质(可溶性糖、游离氨基酸、Pro)协调一致作用,使长期轻度、中度干旱下沙棘叶片可溶性蛋白降解少,细胞膜透性、MDA含量增加缓慢,重度干旱下也能在一定时间内保持较小增幅,这些物质及生理过程是构成沙棘强耐旱性的内在基础。……   
[关键词]:沙棘 土壤干旱 水分平衡 内源激素 成活率 耐旱性
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:西北农林科技大学2001年