干旱胁迫对侧柏生长的影响研究.pdf

年月J o u r n a l o fG r e e nS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y第 卷第 期收稿日期:作者简介:李敏(),女,工程师,研究方向为森林培育.干干旱旱胁胁迫迫对对侧侧柏柏生生长长的的影影响响研研究究李 敏,马辛格,陈红文,谭佩芝,王清婕(山东省蒙阴县国有天麻林场,山东 蒙阴 )摘要:为探究干旱胁迫对侧柏生长山东省的影响,以山东省临沂市蒙阴林场的侧柏为研究对象,考察不同干旱条件下侧柏过氧化物酶活性、过氧化氢酶活性、脯氨酸含量、可溶性糖含量以及丙二醛含量.结果显示:正常浇水条件下容器苗与裸根苗的各指标均无显著差异,种干旱条件处理下,侧柏容器苗和裸根苗的过氧化物酶活性和过氧化氢酶活性均较正常浇水条件下呈现增加趋势,且容器苗过氧化物酶活性和过氧化氢酶活性均高于裸根苗.侧柏容器苗和裸根苗中脯氨酸与可溶性糖含量均随着干旱程度的增加而呈上升趋势,同种干旱条件下裸根苗脯氨酸与可溶性糖含量高于容器苗.容器苗较裸根苗耐旱能力强.关键词:侧柏;干旱胁迫;生长情况中图分类号:S 文献标识码:A文章编号:()E f f e c t o fD r o u g h t S t r e s so nt h eG r o w t ho fP l a t y c l a d u s o r i e n t a l i sL iM i n,M aX i n g e,C h e nH o n g w e n,T a nP e i z h i,W a n gQ i n g j i e(M e n g y i nC o u n t yS t a t eO w n e dT i a n m aF o r e s tF a r m,M e n g y i n,S h a n d o n g ,C h i n a)A b s t r a c t:I no r d e r t oi n v e s t i g a t et h ei m p a c to fd r o u g h ts t r e s so nt h eg r o w t ho fP l a t y c l a d u s o r i e n t a l i s,t h i sp a p e r t a k e sP l a t y c l a d u s o r i e n t a l i sf r o m M e n g y i nF o r e s tF a r mi nL i n y i,S h a n d o n ga s t h e r e s e a r c ho b j e c t,a n de x a m i n e s t h ep e r o x i d a s ea c t i v i t y,c a t a l a s ea c t i v i t y,p r o l i n ec o n t e n t,s o l u b l es u g a rc o n t e n t,a n dm a l o n d i a l d e h y d ec o n t e n to fP l a t y c l a d u so r i e n t a l i su n d e rd i f f e r e n td r o u g h tc o n d i t i o n s T h er e s u l t ss h o w e dt h a t t h e r ew a sn os i g n i f i c a n td i f f e r e n c e i nv a r i o u s i n d i c a t o r sb e t w e e nc o n t a i n e r s e e d l i n g s a n db a r er o o ts e e d l i n g su n d e rn o r m a lw a t e r i n gc o n d i t i o n s U n d e r t h e t h r e ed r o u g h t c o n d i t i o n s,t h ep e r o x i d a s e a n dc a t a l a s ea c t i v i t i e so f c o n t a i n e rs e e d l i n g sa n db a r er o o ts e e d l i n g so fP l a t y c l a d u s o r i e n t a l i ss h o w e da ni n c r e a s i n gt r e n dc o m p a r e dt on o r m a lw a t e r i n gc o n d i t i o n s,a n dt h ep e r o x i d a s ea n dc a t a l a s ea c t i v i t i e so f c o n t a i n e rs e e d l i n g sw e r eh i g h e r t h a n t h o s eo f b a r e r o o t s e e d l i n g s T h e c o n t e n t o f p r o l i n e a n ds o l u b l e s u g a r i nc o n t a i n e rs e e d l i n g s a n db a r e r o o t s e e d l i n g so fP l a t y c l a d u s o r i e n t a l i ss h o w e da nu p w a r d t r e n dw i t h t h e i n c r e a s eo fd r o u g h t s e v e r i t y U n d e r t h es a m ed r o u g h t c o n d i t i o n s,t h ec o n t e n to fp r o l i n ea n ds o l u b l es u g a ri nb a r er o o ts e e d l i n g sw a sh i g h e rt h a nt h a ti nc o n t a i n e rs e e d l i n g s C o n t a i n e rs e e d l i n g sh a v es t r o n g e rd r o u g h t r e s i s t a n c e t h a nb a r er o o t s e e d l i n g s T h i sp a p e rp r o v i d e sa t h e o r e t i c a lb a s i s f o r t h ec u l t i v a t i o no fP l a t y c l a d u s o r i e n t a l i sK e yw o r d s:P l a t y c l a d u s o r i e n t a l i s;d r o u g h t s t r e s s;g r o w t hs t a t u s 引言侧柏(P l a t y c l a d u so r i e n t a l i s)具有较强的 抗旱、耐旱性,是干旱、半干旱地区水土保持林建设的重要树种,在人工植被建设中发挥着重要作用.该树种广泛分布于我国,其适应性强、抗逆性强、寿命长,是裸子植物柏科亚科常绿乔木 .其木材耐腐、细腻、软硬适中,常作为家具生产和建筑材料,具有较高的经济价值.随着全球气候逐渐恶化,局部地区干旱等极端天气频发 .生活在干 年月绿 色 科 技(J o u r n a l o fG r e e nS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y)第 期旱环境中的植物,其形态结构会表现出一系列适应特征 .在不同的地区,干旱和半干旱土壤条件均在不同程度上影响着植物的生长.干旱胁迫是当植物失水大于吸水时,细胞和组织紧张度下降,植物正常生理功能受到干扰的状态 .近年来工业化发展迅速,耕作经营不合理,严重影响生态环境,使部分森林土壤发生不同程度的盐碱化,逐渐成为我国重要的生态安全问题.土壤发生盐碱化后会出现养分失衡、功能退化、植物生理代谢紊乱、孔隙度降低、氧化应激升高等问题,严重影响植物生长发育 .为有效改善土壤盐碱化造成的生态破坏,人们通过选育耐盐碱植物,提高植物的盐碱耐受性作为生态恢复的重要途径.研究发现,干旱、半干旱地区的植物在受到干旱胁迫时会表现出一定的适应性与抗性.其中植物的渗透调节是抵抗干旱胁迫的重要生理机制.当植物受到干旱胁迫时,将通过提高原生质渗透压,如积累可溶性糖、脯氨酸等渗透调节物质,从而有效减少水分散失,维持正常的生长.本文以山东省临沂市蒙阴林场的侧柏为研究对象,通过对侧柏进行人工控水盆栽,考察不同干旱条件下侧柏幼苗可溶性糖含量、脯氨酸含量等指标的变化规律,为侧柏的培育提供参考.材料和方法 试验材料与地点本次试验在山东临沂地区(东经 、北纬 )进行,该地区属温带季风气候,气温适宜,四季分明,光照充足,雨量充沛,无霜期长.春季回暖快,少雨多风,气候干燥,常有干旱、寒潮、晚霜冻灾害性天气;夏季温高湿重,雨量充沛,盛东南风,洪涝、冰雹灾害性天气较为频繁;秋季气温急降,雨量骤减,天气晴和,凉爽宜人,亦有秋旱或连阴雨等灾害性天气出现;冬季寒冷干燥,雨雪稀少.试验用侧柏苗无病虫害,生长一致,地径 c m,苗高 c m.试验设计本次试验共设置种干旱条件,每种干旱条件分别设置容器苗与裸根苗,共计个处理,分别为处理:质量含水量 (轻度干旱,容器苗);处理:质量含水量 (轻度干旱,裸根苗);处理:质量含水量 (中度干旱,容器苗);处理:质量含水量 (中度干旱,裸根苗);处理:质量含水量 (重度干旱,容器苗);处理:质量含水量 (重度干旱,裸根苗);处理:质量含水量 (正常浇水,容器苗);处理:质量含水量 (正常浇水,裸根苗).于 年月初进行幼苗移栽,定植时浇透水(正常水分),每种处理移栽一株幼苗,进行次重复,地点设置为大棚内,容器为直径 c m,高 c m的木桶,月初开始进行控水处理,每日:对土壤进行水分含量测量(便携式土壤水分测量仪).当土壤含水量低于处理下限则补水至处理上限,控制含水量在处理范围内.测定指标及方法叶片采集时间:年月初;过氧化物酶活性:愈创木酚法;过氧化氢酶活性:紫外分光光度法;脯氨酸含量:茚三酮显色法;可溶性糖含量:蒽酮比色法;丙二醛含量:硫代巴比妥酸法.统计分析采用E x c e l 对试验数据进行处理.运用S P S S 进行差异显著性分析.结果与讨论 干旱胁迫对侧柏过氧化物酶活性和过氧化氢酶活性的影响不同干旱处理下侧柏过氧化物酶活性和过氧化氢酶活性情况如表所示.表不同干旱处理下侧柏过氧化物酶活性和过氧化氢酶活性U/g不同处理干旱条件苗木类型过氧化物酶活性过氧化氢酶活性处理轻度胁迫容器苗 d e处理轻度胁迫裸根苗 e e处理中度胁迫容器苗 b c处理中度胁迫裸根苗 c d处理重度胁迫容器苗 a a处理重度胁迫裸根苗 b b处理无胁迫容器苗 e f处理无胁迫裸根苗 e f如表所示,种干旱条件处理下,侧柏容器苗和裸根苗的过氧化物酶活性和过氧化氢酶活性均较正常浇水条件下呈现增加趋势.轻度干旱胁迫条件下,侧柏容器苗过氧化物酶活性较裸根苗提李敏,等:干旱胁迫对侧柏生长的影响研究园艺与种苗高了 ,具有显著差异,过氧化氢酶活性较裸根苗提高了 ,二者差异不显著.中度干旱胁迫条件下,侧柏容器苗过氧化物酶活性较裸根苗提高了 ,具有显著差异,过氧化氢酶活性较裸根苗提高了 ,具有显著差异.重度干旱胁迫条件下,侧柏容器苗过氧化物酶活性与过氧化氢酶活性分别较裸根苗提高了 、,二者具有显著差异.在正常浇水条件下,侧柏容器苗和裸根苗的过氧化物酶活性和过氧化氢酶活性无显著差异.干旱胁迫对侧柏过氧化物脯氨酸和可溶性糖的影响不同干旱处理下侧柏脯氨酸和可溶性糖情况如表所示.表不同干旱处理下侧柏脯氨酸和可溶性糖不同处理干旱条件苗木类型脯氨酸/(g/g)可溶性糖/(m g/g)处理轻度胁迫容器苗 e d处理轻度胁迫裸根苗 d d处理中度胁迫容器苗 c c处理中度胁迫裸根苗 c c处理重度胁迫容器苗 b b处理重度胁迫裸根苗 a a处理无胁迫容器苗 e e处理无胁迫裸根苗 e e从表可知,侧柏容器苗和裸根苗中脯氨酸与可溶性糖含量均随着干旱程度的增加而呈上升趋势,其中同种干旱条件下裸根苗脯氨酸与可溶性糖含量高于容器苗.轻度干旱胁迫条件下,侧柏裸根苗脯氨酸含量较容器苗提高了 ,具有显著差异,可溶性糖含量较容器苗提高了 ,二者差异不显著.中度干旱胁迫条件下,侧柏裸根苗脯氨酸含量较容器苗提高了 ,二者无显著差异,可溶性糖含量较容器苗提高了 ,二者无显著差异.重度干旱胁迫条件下,侧柏裸根苗脯氨酸含量较容器苗提高了 ,具有显著差异,可溶性糖含量较容器苗提高了 ,具有显著差异.在正常浇水条件下,侧柏容器苗和裸根苗的脯氨酸与可溶性糖含量无显著差异.干旱胁迫对侧柏丙二醛含量的影响不同干旱处理下侧柏丙二醛含量如表所示.表不同干旱处理下侧柏丙二醛含量不同处理干旱条件苗木类型丙二醛/(m o l/k g)处理轻度胁迫容器苗 d处理轻度胁迫裸根苗 d处理中度胁迫容器苗 c处理中度胁迫裸根苗 b处理重度胁迫容器苗 b处理重度胁迫裸根苗 a处理无胁迫容器苗 d处理无胁迫裸根苗 d从表可知,轻度干旱胁迫条件下,容器苗与裸根苗的丙二醛含量无显著差异,同时轻度干旱胁迫条件与正常浇水条件之间无显著差异;中度干旱胁迫条件下,裸根苗丙二醛含量较容器苗提高了 ,具有显著差异.重度干旱胁迫条件下,裸根苗丙二醛含量较容器苗提高了 ,具有显著差异.结论本文以山东临沂蒙阴林场的侧柏为研究对象,考察不同干旱条件下侧柏过氧化物酶活性、过氧化氢酶活性、脯氨酸含量、可溶性糖含量以及丙二醛含量.结果显示:正常浇水条件下容器苗与裸根苗的各指标均无显著差异,种干旱条件处理下,侧柏容器苗和裸根苗的过氧化物酶活性和过氧化氢酶活性均较正常浇水条件下呈现增加趋势,且容器苗过氧化物酶活性和过氧化氢酶活性均高于裸根苗,说明在一定干旱条件下,容器苗比裸根苗更有利于激活抗氧化酶保护系统,通过清除氧自由基,从而提高植物的抗旱能力.侧柏容器苗和裸根苗中脯氨酸与可溶性糖含量均随着干旱程度的增加而呈上升趋势,同种干旱条件下裸根苗脯氨酸与可溶性糖含量高于容器苗.重度干旱时,裸根苗的脯氨酸、可溶性糖和丙二醛含量增高效果显著,有利于缓解干旱条件下有害物质造成的伤害.综上所述,容器苗较裸根苗耐旱能力强,是作为干旱瘠薄山地造林的理想选择.参考文献 高晴,王瑞江,韩冠苒,等不同林分密度对侧柏生长指标及其土壤碳含量的影响J防护林科技,()马双艳,姜远茂,彭福田,等干旱胁迫对苹果叶片中甜菜碱和丙二醛及脯氨酸含量的影响J落叶果树,():H uXG,L i uH,J i nY Q,e ta l D en o v ot r a n s c r i p t o m ea s 年月绿 色 科 技(J o u r n a l o fG r e e nS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y)第 期s e m b l ya n dc h a r a c t e r i z a t i o nf o r t h ew i d e s p r e a da n ds t r e s s t o l e r a n t c o n i f e rp l a t y c l a d u so r i e n t a l i sJP L o SON E,()刘方春,邢尚军,马海林,等干旱对侧柏容器苗和裸根苗生长、营养及生理特性的影响J北京林业大学学报,():H aA,A nA,N eA,e t a l B i o c h e m i c a l r e s p o n s e a n d i n t e r a c t i o n sb e t w e e na r b u s c u l a r m y c o r r h i z a lf u n g ia n dp l a n tg r o w t hp r o m o t i n gr h i z o b a c t e r i ad u r i n ge s t a b l i s h m e n ta n ds t i m u l a t i n gg r o w t ho f A r i z o n ac y p r e s s(C u p r e s s u sa r i z o n i c a G)u n d e rd r o u g h ts t r e s s S c i e n c e D i r e c tJS c i e n t i a H o r t i c u l t u r a e,刘淑明,孙佳乾,邓振义,等干旱胁迫对花椒不同品种根系生长及水分利用的影响J林业科学,():薛玉振,张林,边翠芳干旱胁迫对刺槐幼苗生长及根系发育的影响J热带林业,():易燕莹,王茹,刘相泉,等干旱胁迫和盐胁迫对水杉种子萌发及幼苗生长的影响J种子,():肖小辉,李天成,周湘林,等干旱胁迫对闽楠幼苗的生长及生理特性的影响J中国农业 文 摘农 业 工 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iSS,A t aM,e ta l D a i l yp a r e n t e r a l s e l e n i u mt h e r a p y i nc r i t i c a l l yi l lp a t i e n t s:A nu p d a t e ds y s t e m a t i cr e v i e wa n dm e t a a n a l y s i so fr a n d o m i z e dc o n t r o l l e dt r i a l sJC l i n i c a lN u t r i t i o nE S P E N,():J a c k s o nLW,H o w a r d sPP,W a c t a w s k iW e n d e J,e t a l A s s o c i a t i o nb e t w e e ns e r u mi r o n,b l o o d l e a d,c a d m i u m,m e r c u r y,s e l e n i u m,m a n g a n e s ea n dl o wc o g n i t i v ep e r f o r m a n c e i no l da d u l t sf r o m n a t i o n a l h e a l t h a n d n u t r i t i o n e x a m i n a t i o n s u r v e y(NHAN E S):Ac r o s ss e c t i o n a ls t u d yJ A g r i cF o o dC h e n,郑建仙,李璇硒的天然有机化及富硒谷物食品J食品工业,():刘媛媛,孟凡乔,吴文良,等植物中硒的含量、影响因素及形态转化研究J农业资源与环境学报,():秀敏,牛君仿,方正,等植物中硒的形态及其生理作用J河北农业大学学报 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