淺論適旱植物的抗旱避暑及其應用

【摘 要】本文介紹了適旱植物的形態特征，分析了其抗旱避暑的原理，并對該原理的應用進行了深入探討和全面總結。

【關鍵詞】干旱；適旱植物；抗旱避暑；應用

樹木等植物對不良環境的適應和抵抗力稱為植物的抗性，植物對逆境的適應是受遺傳因素和植物激素控制的，我們可以通過基因控制或代謝作用來改變膜系統，進而提高抗逆能力。

1 干旱的種類與特點

適旱植物常遭受的有害影響是缺水，當植物耗水量大于吸水量時，樹體就會出現水分虧缺的現象，稱為干旱。干旱分為大氣干旱和土壤干旱兩類。

大氣干旱的特點是大氣溫度高而相對濕度低，蒸騰大大加強，容易破壞水分平衡。由于氣溫高，陽光強，也會產生熱害。大多數植物和木本植物光合作用的最高界限是40～50℃，陸生維管束植物維持生命的溫度范圍為-5～55℃，但在5～40℃之間才能正常生長和繁殖。植物的呼吸速度與光合速率相等時的溫度稱為溫度補償點，當樹木處于溫度補償點以上的溫度時，呼吸大于光合，就會消耗儲存的養料，時間過久樹木會出現“饑餓”甚至死亡現象。高溫抑制氮化物合成，氨積累過多易造成氨毒害細胞，高溫還破壞蛋白質，是生化損害的特殊形式。大多數高等植物的最高點溫度是40℃，只比最適點略高，當溫度在45～55℃時，植物就會死亡。因為夏季高溫而引起的樹木傷害通稱為熱害，受害樹木和樹皮呈斑狀死亡或片狀剝落，成為病原菌侵入的門戶。在苗圃中地表溫度高達40℃時，松柏科幼苗就會受灼傷，根頸處會產生數毫米的縊縮環帶，高溫殺死了輸導組織和形成層導致幼苗枯死。溫度過高還會使樹木新陳代謝紊亂，失水過度，呼吸速度增快，水分和養分可利用率下降，失去生存的能力。

土壤干旱是由于大氣干旱引起的，土壤干旱是指土壤中缺乏植物能吸收的水分的情況。土壤干旱時，植物會生長困難或完全停止生長。干旱使樹木出現萎蔫和永久萎蔫的現象，樹木水分虧缺時，細胞失去緊張度，葉片和莖的幼嫩部分下垂，這種現象稱為萎蔫；如在夏季酷熱的白天蒸騰強烈，水分暫時供應不及時，葉片和嫩莖出現萎蔫，到晚間蒸騰下降，由于繼續供水，消除了水分虧缺，從而恢復了原狀，這種萎蔫稱為暫時萎蔫；如果由于土壤已無可資植物利用的水，雖然降低蒸騰仍不能消除水分虧缺以恢復原狀，這種萎蔫稱為永久萎蔫，永久萎蔫持續過久，樹木就會死亡。

2 適旱植物的形態特征

適旱樹木具有形態上和生理上對干旱條件的適應，其適應性也是遺傳特性。

2.1 主要形態特征

縮小枝條，增加根系擴展范圍，葉片小而厚，角質層發達，表皮上常有蠟被及各種表皮毛，產生下皮層，氣孔下降；機械組織發達，木質部細胞較小，柵欄組織多層分布在葉的兩面；海綿組織的細胞間隙不發達，葉肉細胞壁內褶，葉脈分布密。另外，分布在沙漠地帶的植物則葉片肥厚，有發達的儲水薄壁細胞組織，細胞濃度高，保水能力強，葉片有時退化成刺、莖肥厚多汁的肉質植物。

2.2 主要生理特征

含糖量高，細胞濃度高，耐熱性強，低滲透勢，細胞含水量低，原生質透性增加。樹木等高等植物中的滲透調節物質——脯氨酸遇旱時可增加數十倍甚至上萬倍，能防止水分散失，保持膜結構的完整性，增強蛋白質之間的水合作用。

3 適旱植物抗旱避暑的原理

3.1 樹葉散熱“制冷”

高溫時，樹葉把根從土壤中吸取的水分蒸騰出去，樹葉發揮著散熱“制冷”作用。據測定，每片樹葉每年蒸騰0.5L水，樹木就是靠根吸水、葉蒸騰的循環來降溫避暑的。

3.2 樹皮隔熱降溫

如橡樹皮厚且堅硬，既隔熱又耐火燒。據試驗，當外界日溫高達38℃時，橡樹皮內部的溫度也不超過30℃；楊、樺樹皮薄，但其色白，能反射強烈的陽光，使樹體降溫免受高溫傷害。

3.3 葉毛控熱保護

大多數樹木的葉片生長各種類型的毛，葉上的表皮毛是由表皮細胞向外引伸而成的。表皮毛具有許多保護作用，既能防止生物侵害，又削弱了強光的照射，對蒸騰有控制作用，有利于樹木的生存。如核桃楸葉上面有疏短柔毛，下面密生短柔毛和星狀毛；春榆葉上面生短硬毛，下面被短柔毛，葉柄上有灰白色短柔毛；金老梅葉上面有疏毛或有較密的伏毛，側脈上有絹毛，葉柄上有柔毛，托葉上有疏毛。樹木葉子上的各種毛在抗旱降溫時既能聚集水分，使葉片免受陽光曬干，又能供應葉子水分，幫助樹木度過干旱酷暑等逆境。

3.4 葉片吐水散熱

許多樹木和農作物的葉片尖端或邊緣有液體外泌的現象，這種向外溢出液滴的現象稱為吐水，液滴中含有無機鹽和其他物質，當樹木與一些農作物吸水量大于蒸騰時，常常可以看到吐水現象。

3.5 某些真菌抗旱

據專家研究發現，植物耐旱抗旱主要靠3種非病原真菌，它們能幫助植物度過長期的干旱和高溫。一種真菌是泡囊菌，主要分布在根部；另一種是網狀菌，網狀菌能分解植物廢物而獲得營養物質；第三種真菌能調節營養物質的攝入而與其他真菌相互作用。這3種真菌和諧地工作，將攝入的水分和養分儲藏起來，然后慢慢地釋放出來供植物所需，以確保真菌的生存。

4 樹木抗旱避暑的應用

（1）在干旱高溫地帶造林時，要選擇當地抗旱耐高溫的鄉土樹種，必須做到適地適樹。

（2）造林時應避開高溫期，適當提前或者延后。

（3）對造林樹種進行耐旱“鍛煉”后再進行造林，即預先將該樹種選擇在不能致命的干旱條件下鍛煉，從而使其產生對致命干旱環境的抗性。當植物轉到40℃高溫環境后，原來在正常溫度下出現的一些蛋白質合成被阻抑，通過高溫誘導合成一些新的蛋白質，即熱激蛋白，經過鍛煉而形成熱激蛋白的樹木由于抗熱性提高而適應了逆境。

（4）對生長在易發生高溫日灼地帶的樹木刷涂白劑，避免松柏科育苗受日灼傷害，應采取遮陰措施或換地育苗。

（5）植物在逆境條件下脫落的酸含量會增加，以提高抗逆性。在農業生產中，外施適當濃度的脫落酸可以提高作物的抗寒、抗冷、抗鹽和抗旱能力，造林時可試用以提高樹木的抗逆性。在干旱地帶造林時，可應用農林植物節水抗旱蓄水劑，這種抗旱蓄水劑采用高新技術將普通水固體化，輔以植物必需的氮、磷、鉀等多種微量元素，號稱不流動、不蒸發的“束縛水”，蓄水能力可達到自身重量的幾百倍，一般1g蓄水劑能蓄積水分400～600g，能持續90d供給植物水分。蓄水劑能在種子或植物根系周圍形成1個“小水庫”，確保植物在干旱無雨的條件下正常生長。

作者簡介：

王慶楠（1982-），男，齊市人，大學，林業助工，從事林業技術推廣工作。

通訊作者簡介：

劉炳友（1963-），男，大學，現任齊市建華區人民政府森林防火指揮部副總指揮、區林業局局長，研究員級高級工程師，省級高層次農村實用人才，享受政府特貼專家，主要從事林業科研、林業技術推廣與林業工程設計及管理工作。