4种外源物质对酸枣和华西小石积抗旱性的影响.pdf

年月防护林科技J u l,第期(总 期)P r o t e c t i o nF o r e s tS c i e n c ea n dT e c h n o l o g yN o (S u m N o )文章编号:()收稿日期:基金项目:甘肃省林业和草原科技计划项目(k j )作者简介:武亚男(),女,甘肃武都人,大学,工程师,从 事 森 林 经 营 与 干 旱 河 谷 植 被 恢 复 研 究,E m a i l:q q c o m种外源物质对酸枣和华西小石积抗旱性的影响武亚男,郭星,赵栋,谢飞,(甘肃省白龙江林业科学研究所,甘肃 兰州 ;甘肃白龙江森林生态系统国家定位观测研究站,甘肃 甘南 )摘要为从,D、黄腐酸、脱落酸、多效唑种外源物质中筛选出可有效增强酸枣(Z i z i p h u s j u j u b a)和华西小石积(O s t e o m e l e s s c h w e r i n a e)幼苗抗旱性的最佳外源物质及其浓度配比,以酸枣和华西小石积年生幼苗为试验材料,采用盆栽方法,研究了干旱胁迫条件下不同浓度的种外源激素对酸枣和华西小石积的影响.结果表明:m g?L黄腐酸、m g?L多效唑、m g?L多效唑能较好提高酸枣抗旱性,m g?L的,D、m g?L的,D及脱落酸对酸枣的抗旱性不仅没有提高反而有所下降,对酸枣抗旱性提高效果最佳的处理为 m g?L黄腐酸.多效唑处理对华西小石积抗旱性提高效果最佳,最佳处理为 m g?L.关键词外源激素;酸枣;华西小石积;干旱胁迫中图分类号:S 文献标识码:Ad o i:/j i s s n E f f e c t so fF o u rE x o g e n o u sS u b s t a n c e so nD r o u g h tR e s i s t a n c eo fZ i z i p h u s j u j u b aa n dO s t e o m e l e s s c h w e r i n a eWuY an a n,G u oX i n g,Z h a oD o n g,X i eF e i,(G a n s uB a i l o n g j i a n gI n s t i t u t eo fF o r e s t r yS c i e n c e,L a n z h o u ,C h i n a;G a n s uB a i l o n g j i a n gN a t i o n a lF o r e s tE c o s y s t e mR e s e a r c hS t a t i o n,G a n n a n ,C h i n a)A b s t r a c t I no r d e r t os c r e e no u tt h eb e s te x o g e n o u ss u b s t a n c e sa n dt h e i rc o n c e n t r a t i o nr a t i of r o m,D,f u l v i ca c i d,a b s c i s i ca c i da n dp a c l o b u t r a z o l,w h i c hc a ne f f e c t i v e l ye n h a n c et h ed r o u g h tr e s i s t a n c eo fs e e d l i n g so fZ i z i p h u sj u j u b aa n dO s t e o m e l e s s c h w e r i n a e,t h e t h r e e y e a r o l ds e e d l i n g so fZ i z i p h u s j u j u b aa n dO s t e o m e l e s s c h w e r i n a ew e r eu s e da se x p e r i m e n t a lm a t e r i a l s,t h ep o t c u l t u r em e t h o dw a sa d o p t e d,t h ee f f e c t so f f o u re x o g e n o u sh o r m o n e sw i t hd i f f e r e n t c o n c e n t r a t i o n so nZ i z i p h u s j u j u b aa n dO s t e o m e l e s s c h w e r i n a eu n d e rd r o u g h t s t r e s sw e r es t u d i e d T h er e s u l t ss h o w e dt h a t m g?Lf u l v i ca c i d,m g?Lp a c l o b u t r a z o la n d m g?Lp a c l o b u t r a z o lh a db e t t e re f f e c t so nt h ed r o u g h t r e s i s t a n c eo fZ i z i p h u s j u j u b a,w h i l e m g?L,D,m g?L,Da n da b s c i s i ca c i dd e c r e a s e dt h ed r o u g h t r e s i s t a n c eo fZ i z i p h u s j u j u b a,i n s t e a do f i m p r o v i n g T h eb e s t t r e a t m e n t f o r i m p r o v i n gt h ed r o u g h t r e s i s t a n c eo fZ i z i p h u s j u j u b aw a s m g?Lf u l v i c a c i d T h e t r e a t m e n t o f m g?Lp a c l o b u t r a z o lh a dt h eb e s t e f f e c to n i m p r o v i n gt h ed r o u g h t r e s i s t a n c eo fO s t e o m e l e s s c h w e r i n a eK e yw o r d s e x o g e n o u ss u b s t a n c e s;Z i z i p h u s j u j u b a;O s t e o m e l e s s c h w e r i n a e;d r o u g h t s t r e s s白龙江干旱河谷脆弱生态区主要指甘肃迭部尼傲乡至文县口头坝乡,长约 k m的白龙江干流及其支流流域,海拔 m两岸的河谷及浅山地带区域,面积 h m.由于地质变迁、气候变化、焚风效应及人为因素共同造成自然植被严重退化的一种特殊的生态地理单元,形成以气候干暖少雨,植被稀疏残败、地形破碎、土地石漠化及岩漠化为主要特征的干旱河谷景观.特殊的地质地貌、气候和植被等特征导致了白龙江干旱河谷本身具有高度的脆弱性,在高强度人为干扰体的叠加作用下,植被生态系统严重退化,泥石流和滑坡等地质灾害频发,水土流失加剧,具有向荒漠化发展的趋势.目前,白龙江干旱河谷的突出问题是植被覆盖率低,水土流失严重,生态恶化形势严峻,.因此,重建恢复植被,提高植被覆盖率,防治水土流失,保护脆弱的山地生态环境是干旱河谷地区生态建设的一项紧迫任务,是白龙江干旱河谷区域生态建设及防灾减灾的重大需求之一.外源物质是利用高分子或膜物质调节控制水分的机能,以作物为中心,以水分为关键,达到节水抗旱的目的.利用外源物质增强植物的抗旱能力是从 世纪 年代发现植物生长促进物质以后,开始研究利用微量化学物质干预植物生长发育,并扩展到植物的抗逆性.已研究过的与抗旱有关的物质可分为:代谢抑制剂、抗蒸腾剂、自由基清除剂、植物生长抑制剂、延缓剂和生长促进剂.白龙江干旱河谷流域城镇密集,恶劣的生态环境和多发的自然灾害严重影响了当地及下游的工农业生产和人民群众的生活,成为制约该地区经济社会可持续发展的主要因素,.通过选育抗旱性强的乡土树种,开展以人工造林为主的植被恢复工程是白龙江干旱河谷脆弱生态区生态修复研究的重点方向.本文以白龙江干旱河谷抗逆性较强的典型乡土灌木华西小石积(O s t e o m e l e s s c h w e r i n a e)和酸枣(Z i z i p h u s j u j u b a)为研究对象,进行水分胁迫试验,通过喷施外源物质的方法,探寻增强幼苗抗旱性、提高造林成活率的最佳方案,为提高干旱河谷造林成活率、保存率提供科学依据.试验地概况试验地位于武都区两水镇的油橄榄林场,地理坐标为 E,N,海拔 m,年平均降水量 mm,年平均气温 ,全年无霜期 d.材料与方法 试验材料选择生长较为一致的年生华西小石积、酸枣苗为试验材料,均为 年月播种苗.年月移栽于花盆中,每盆一株,花盆规格为直径 c m高 c m,每盆装土 k g,所用土壤来源于苗木所在苗圃地,土壤最大田间持水量为 ,盆栽完成后对苗木进行常规管理.试验设计 年月,每个树种选择生长良好、长势一致的幼苗,每种各 盆,每盆株,共 盆.设置了个处理水平,其外源激素喷施浓度如表所示,各处理重复次.于傍晚进行喷施,隔一天喷施次,共计喷施次,并加入的表面活性剂吐温 以减少表面张力.喷施外源物质的同时停止浇水,处理开始后第天采集样株茎中部叶片放入冰箱中保鲜,以备相关生理指标的测定,测定时每个样本重复次.表种外源物质处理浓度单位:m g?L外源物质对照 黄腐酸C KF A F A F A F A,DC K,D,D,D,D 脱落酸C KA B A A B A A B A A B A 多效唑C KP P P P 分析方法采用E x c e l 和S P S S 软件进行统计分析;利用隶属函数法进行抗旱性的综合评价.抗旱系数干旱胁迫值/对照值隶属函数值的计算公式如下:u(Xi j)Xi jXim i nXim a xXim i n式中:u(Xi j)为i物种j指标的隶属函数值;Xi j为i物种j指标的测定值;Xim a x和Xim i n分别为指标的最大值和最小值.根据多项指标与抗旱性的关系,运用隶属函数计算出不同树种各项指标的平均隶属函数值,平均隶属函数值越大表示抗旱性越强.结果与分析 不同外源激素对酸枣抗旱指标的影响试验所用 m g?L浓度脱落酸处理酸枣后,出现酸枣叶片枯黄、脱落现象,这可能是由于 m g?L脱落酸浓度过高,对酸枣形成干旱条件下的另一种胁迫,导致了其生理活动的降低及衰败.由表可以看出,F A、P、P 处理下,酸枣的可溶性糖含量较高,抗旱效果较好;黄腐酸和多效唑试验所用处理浓度下均有效提高了可溶性蛋白含量,提高了酸枣抗旱性,D处理仅 m g?L浓度对可溶性蛋白含量有所提高,可能是由于试验所用浓度对酸枣过高,最佳处理浓度还需降低浓度后进一步研究,其他处理可溶性蛋白含量低于C K;酸枣的抗氧化酶活性在试验处理浓度下,仅脱落酸处理抗旱系数小于,其他激素试验所用处理浓度均不同程度提高了酸枣抗氧化酶活性,P 处理效果最佳;干旱胁迫中 m g?L黄腐酸有效抑制了酸枣丙二醛含量的升高,抗旱系数大于,其他处理浓度丙二醛含量均高于C K水平;叶绿素a和叶绿素b处理结果相似,脱落酸和,D 处理叶绿素含量低于C K,P 处理效果最佳.第期武亚男 等种外源物质对酸枣和华西小石积抗旱性的影响表不同浓度激素处理对酸枣生理指标的影响处理可溶性糖/(g?g)均值抗旱系数可溶性蛋白/(g?g)均值抗旱系数过氧化酶/(U?g)均值抗旱系数丙二醛/(mm o l?g)均值抗旱系数叶绿素a/(g?g)均值抗旱系数叶绿素b/(g?g)均值抗旱系数C K F A F A F A F A ,D ,D ,D ,D A B A A B A A B A A B A P P P P 表 不同浓度激素处理对酸枣抗旱性的隶属函数值及排序处理可溶性糖可溶性蛋白过氧化酶丙二醛叶绿素a叶绿素b平均隶属函数值抗旱性排序C K F A F A F A F A ,D ,D ,D ,D A B A A B A A B A A B A P P P P 通过计算酸枣幼苗不同浓度外源激素处理下各生理指标的隶属函数值,综合评价干旱胁迫下外源激素对抗旱性的影响(表).其中,丙二醛含量与植物抗旱性呈负相关关系,运用反隶属函数计算.由表可看出,F A、P、P 对酸枣抗旱性提高较好,而,D、,D 及脱落酸对酸枣的抗旱性不仅没有提高反而有所下降.不同外源激素对华西小石积抗旱指标的影响由表可知,华西小石积的可溶性糖含量在种激素处理下,F A、,D、A B A 及多效唑处理下可溶性糖含量高于C K,抗旱系数大于,P 处理效果 最 佳;在 可 溶 性 蛋 白 含 量 上 仅,D、A B A、A B A、P 处理高于C K,A B A 处理效果最佳;除A B A、A B A 两个处理华西小石积抗氧化酶 活性低于C K外,其他处理抗旱系数均大于,表不同浓度激素处理对华西小石积生理指标的影响处理可溶性糖/(g?g)均值抗旱系数可溶性蛋白/(g?g)均值抗旱系数过氧化酶/(U?g)均值抗旱系数丙二醛/(mm o l?g)均值抗旱系数叶绿素a/(g?g)均值抗旱系数叶绿素b/(g?g)均值抗旱系数C K F A F A F A F A ,D ,D ,D ,D A B A A B A A B A A B A P P P P 防护林科技 年F A 处 理 效 果 最 佳;,D、,D、A B A、黄腐酸及多效唑处理与C K相比有效抑制了华西小石积丙二醛含量的升高,抗旱系数大于,F A 处理效果最佳;华西小石积叶绿素a含量仅P 处理高于C K,且效果不明显,叶绿素b含量仅P 处理高于C K,其他处理与C K相比均降低了叶绿素含量.通过计算华西小石积幼苗不同浓度外源激素处理下各生理指标的隶属函数值,综合评价干旱胁迫下外源激素对抗旱性的影响.由表可看出,多效唑处理对华西小石积抗旱性提高效果最佳,且抗旱性P P P P.表不同浓度激素处理对华西小石积抗旱性的隶属函数值及排序处理可溶性糖可溶性蛋白过氧化酶丙二醛叶绿素a叶绿素b平均隶属函数值抗旱性排序C K F A F A F A F A ,D ,D ,D ,D A B A A B A A B A A B A P P P P 讨论与结论外源物质是利用高分子或膜物质调节控制水分的机能,达到节水抗旱的目的,.在干旱胁迫条件下,对白龙江干旱河谷典型灌木酸枣和华西小石积用不同浓度的黄腐酸、,D、脱落酸、多效唑喷施处理,通过测定苗期的可溶性糖、可溶性蛋白、过氧化物酶、叶绿素a、叶绿素b、丙二醛个抗旱性指标,分析讨论了种外源物质对酸枣和华西小石积苗期抗旱性的影响.试验结果表明:m g?L黄腐酸、m g?L多效唑、m g?L多效唑对酸枣抗旱性提高较好,m g?L的,D、m g?L的,D及脱落酸对酸枣的抗旱性不仅没有提高反而有所下降,酸枣抗旱性提高效果最佳的处理为 m g?L黄腐酸;多效唑处理对华西小石积抗旱性提高效果最佳,抗旱性提高效果最佳的处理为 m g?L多效唑.目前对苗期抗旱性的研究多为乔木树种,且已进入实用性阶段,对灌木苗期抗旱性的研究报道甚少,灌木苗期的抗旱性能否完全代表成林后的抗旱能力的变化情况,还需进一步研究.参考文献:王飞,齐昊,陈国鹏,等白龙江干旱河谷区域现状分析与展望J四川林业科技,():王飞,屠彩芸,曹秀文,等白龙江干旱河谷不同坡向主要灌丛群落随海拔梯度变化的物种多样性研究J植物研究,():陈林生,张岚琦,宋占邦,等白龙江干旱河谷灌丛群落类型与土壤持水特性J安徽农业科学,():,郭星,陈国鹏,王飞,等白龙江干旱河谷分布区划界定J林业调查规划,():邱祖青,杨永宏,曹秀文,等白龙江干旱河谷木本植物多样性及其区系地理特征J甘肃农业大学学报,():王飞,郭星,陈国鹏,等甘肃白龙江干旱河谷不同海拔梯度植物分析J四川林业科技,():谢飞,闫倩倩,郭星,等白龙江干旱河谷种灌木抗旱性评价及分析J中南林业科技大学学报,():补欢欢,石福孙,陈晓霞,等蔷薇属植物在干旱河谷生态恢复中的应用J应用与环境生物学报,():陈发虎,吴绍洪,崔鹏,等 年中国自然地理学与生存环境应用研究进展J地理学报,():姜中珠逆境条件下植物苗期适应性研究D哈尔滨:东北林业大学,谢飞,郭星,曹秀文,等白龙江干热河谷华西小石积抗旱性优良家系的早期选择J/O L分子植物育种()h t t p:/k n s c n k i n e t 冯琛,黄学旺,李兴亮,等不同苹果矮化砧穗组合的抗旱性比较研究J园艺学报,():郭星,谢飞,闫倩倩,等黄腐酸对白龙江干旱河谷种苗木抗旱性的影响J草业学报,():王祯仪人工调控大白刺构型及其防风固沙效果研究D呼和浩特:内蒙古农业大学,第期武亚男 等种外源物质对酸枣和华西小石积抗旱性的影响