趙東芳
摘 要:抗旱造林技術是綜合性的系列技術,包括樹種和苗木的選擇、整地蓄水、集流造林、覆蓋造林等一整套技術的適時合理使用,這套技術的關鍵就是在常規技術實施得當的情況下,設法進一步提高土壤含水量,減少水分消耗量,使耐旱的樹木得到正常生長必需的水量。
關鍵詞:樹木;抗旱性;抗旱造林;技術
抗旱造林技術是綜合性的系列技術,包括樹種和苗木的選擇、整地蓄水、集流造林、覆蓋造林等一整套技術的適時合理使用,這套技術的關鍵就是在常規技術實施得當的情況下,設法進一步提高土壤含水量,減少水分消耗量,使耐旱的樹木得到正常生長必需的水量。
1.樹木的抗旱性
水分是樹木賴以生存的必要因子之一,樹木在水分缺乏的干旱脅迫條件下,會產生一系列的生理生化反應,從而影響樹木正常的生命活動。樹木的抗旱性就是指樹木在干旱環境條件中生長、繁殖或生存的能力,以及在干旱解除后迅速恢復的能力。在干旱條件下,樹木會在生長、形態結構以及生理生化特性等方面表現出一定的特點和規律性,我們可以通過觀察和測定樹木的這些指標來研究樹木的抗旱性。
1.1生長
生長是樹木代謝過程在形態上的綜合表現。水分脅迫條件下,樹木的高、莖、葉以及根系生長等均會受到不同程度地抑制。
1988年,Myers對2種桉樹苗木進行了不同的水分脅迫處理,發現,限制水分供應會導致苗木總葉面積下降,其主要原因是葉片數減少了4/5,單葉面積下降了20%。在水分脅迫條件下,桉樹的高生長也受到一定的抑制,但受抑制程度低于葉片。Mahoney在1992年報道,雜種楊樹苗高、葉片數、葉面積等的增長隨著水分脅迫增加而迅速下降。在中度和嚴重水分脅迫下,楊樹葉面積擴展下降,葉片脫落數增加。由于干旱對植物地上和地下部分生長的影響是不同的,水分虧缺時根系仍能生長,而莖部幾乎不生長,因此根莖比增加是干旱條件下植物生長的又一特點。許多研究者發現,水分脅迫對根系生長的影響相對較小,從而使根莖比提高,但不同樹種提高幅度不同。
1.2形態結構
形態結構與機能的統一是樹木適應干旱環境的生物學基礎。長期生活在干旱環境的植物,在形態結構上都表現出一定的特征。有的植物表面濃密的細毛和棘刺可增加散熱面積,防止植物表面受到陽光的直射;有的植物體表生有一層厚厚的蠟質表皮可減少水分的蒸發;也有些植物的氣孔深陷在植物葉內,有助于減少失水。在干旱瘠薄地區,具有發達根系的樹種有明顯的生存優勢,根系越深,吸收薄層土壤中的水分能力越強,在干旱造成表層土壤缺水時,樹木受影響就越小。葉片的解剖結構與機能的統一是樹木適應干旱環境最重要的方面之一。葉片的旱生結構特征,基本能反映抗旱性的大小。研究表明:葉片厚度大、柵欄組織發達、柵欄組織與海綿組織比值高、角質層及上皮層厚、氣孔下陷、表皮毛發達等都是抗旱性強的標志。柵欄組織厚度與葉片總厚度之比以及細胞密集度2項指標越大,植物利用光能的效率越高,其生長的速度和產量就越大,而光能效率的提高可能也是一種抵抗干旱的非常重要的因素。
2.樹木抗旱性機理
樹木的抗旱機理大致可分為避旱性、高水勢下的耐旱性以及低水勢下的耐旱性3類。第1類是通過在干旱脅迫到來之前完成其生命過程,來躲避干旱的危害,為避旱型;第2類則是通過限制水分的損失或保持水分吸收來延遲脫水的發生。這類植物通過深廣而密布的根系來保持水分的吸收,同時通過增加氣孔阻力與角質層阻力,減少蒸騰面積來達到減少水分損失的目的,為抗旱型;第3類則是在持續干旱的條件下忍耐組織一定程度的脫水,即在低水勢下保持一定的膨壓和代謝以及脫水情況下細胞原生質基本無傷害,為耐旱型。為探索樹木的抗旱機理,人們通過各種途徑來研究植物各種生理生化特性與抗旱性的關系。
2.1葉片水分生理
水勢是植物最基本的水分生理指標之一。根水勢則反映根系的吸收功能,一般認為抗旱性強的樹種根水勢低,利于吸收水分。當植物失水大于吸水時,細胞和組織緊張度下降,正常生理功能受到干擾,這種狀態稱為水分脅迫。干旱是引起水分脅迫的主要原因之一。
2.2光合特性及呼吸作用
在水分逆境的研究中,凈光合作用速率的降低已成為顯著的特征。一般來說,輕度缺水并不直接影響樹木光合作用,當葉水勢下降到一定數值后,光合作用才稍有下降,然后迅速下降。光合速率開始下降時的葉水勢值因樹種和試驗條件而異,變幅大約在-0.5~-2.5 MPa之間。而且水分脅迫時光合作用的抑制有嚴重的后效應,植物受短期輕度和中度脅迫以后,恢復供水,光合作用可以完全恢復,但嚴重脅迫后雖然恢復供水,仍表現出干旱的后效應,這種后效應與干旱的嚴重程度呈正相關。
3.抗旱造林技術研究
近年來,隨著科學技術的不斷發展,除了常規的節水抗旱措施外,還出現了多種提高樹木抗旱性和成活率的措施,如施用生長調節劑、保水劑以及接種菌根等高新技術,通過改善樹木的抗旱性或改善土壤水分狀況來達到抗旱的目的。
3.1節水抗旱措施
常規的節水抗旱措施是干旱地區提高造林成活率的不可或缺的一個重要環節,主要包括整地、地膜覆蓋、容器造林等。
3.2生長調節劑(激素)
激素與植物的抗旱性有著十分密切的關系。一方面,干旱使植物體內激素的含量和活性發生變化,并通過這些變化影響植物的生長發育;另一方面,激素又可調節植物對干旱的適應性。生產中常用的激素有ABA(脫落酸)、CCC(矮壯素),另外,乙烯、細胞分裂素、多胺等也可提高植物的耐旱性。植物生長調節劑之所以能提高植物抗旱性,其原因在于其能保護細胞膜結構及功能,提高光合作用,從而使植物合理利用水分,達到抗旱的目的。
3.3保水劑
隨著科技的發展,越來越多的高新產品也加入了抗旱造林的行列,如“干水”、吸水劑等的應用可大大提高干旱地區造林成活率。
參考文獻:
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