遼西地區三個常見樹種的抗旱性的研究

任立學

（遼寧省北票市生態公益林管理辦公室，遼寧 北票122100）

遼西地區氣候干旱，土壤貧瘠，給當地豐富樹種結構，營造混交林帶來了極大地困難[1]，因此，選擇適宜耐旱樹種造林十分必要。云杉、側柏和油松常被作為旱地造林的主要樹種，為明確三種樹種的遼西地區種植適應性，篩選該區域最佳沙地抗旱樹種，試驗從抗氧化酶活性和滲透調節物質兩方面對云杉、側柏和油松3個樹種的抗旱生理指標進行了測定，并綜合比較了3個樹種對持續性干旱脅迫的響應能力。

1 材料與方法

1.1 試驗地點與材料

試驗地點為朝陽市某林場內進行，試驗材料為1a的云杉、側柏和油松幼苗。

1.2 試驗設計

2016年8月，選取3個樹種長勢接近的盆栽苗各10盆，置于通風透氣性良好的溫室內，盆底墊好塑料薄膜。對所有供試樹苗充分澆水待吸收后分別測定相應生理指標作為對照（CK），之后對所有苗木進行干旱脅迫處理，以4天為一個周期測定生理生化指標，每次測量完畢后澆500 mL水，共設計4個周期，即 5 d、10d、20d、30d[2]。

1.3 試驗方法

抗氧化酶活性的測定：超氧化物歧化酶（SOD）活性的測定方法采用氮藍四唑法[3]；過氧化氫酶（CAT）活性的測定方法采用紫外吸收法[3]。

滲透調節物質含量的測定：可溶性糖含量的測定方法采用蒽酮比色法[4]；可溶性蛋白含量的測定方法采用考馬斯亮藍法[3]，游離脯氨酸的測定方法采用堿基水楊酸法[3]。

2 結果與分析

2.1 干旱脅迫下3個樹種的抗氧化酶活性變化

植物體內抗氧化酶系統對活性氧的清除能力是衡量植物抗旱能力的重要指標[5]，SOD和CAT是細胞膜脂過氧化作用中活性氧清除酶系統中的關鍵酶[6]，其活性的強弱直接反應植物的抗旱水平。本試驗所測定的干旱脅迫條件下云杉、側柏和油松葉片的SOD和CAT活性變化結果見圖1和圖2。

圖1可以看出，隨著干旱脅迫時間的延長，不同樹種葉片的SOD活性基本上均呈現先升高后下降趨勢，其中油松的SOD活性比較特殊，具體來看是“升—降—升—降”的趨勢，并且3個樹種達到峰值的時間有所差異，云杉出現峰值的脅迫持續時間是10d，側柏是5 d，油松則在5d和20 d時均出現了峰值，表明油松對長期的干旱脅迫具有可持續的抗性，在3個樹種抗性最佳；側柏則在輕度脅迫條件下抗性較好，但隨著脅迫處理的持續，抗性開始逐漸減弱；云杉的峰值比側柏出現晚，能明其耐干旱程度處于三者之中的中等水平。

圖2可以看出，3種樹種葉片的CAT活性在持續干旱脅迫條件下均呈先上升后下降趨勢，并且均在脅迫第5d后急劇增加，到10d出現了峰值，表明CAT在10d的干旱脅迫程度下，在清除活性氧自由基過程中發揮了重要作用。而隨著脅迫天數的再度增加，3個樹種的葉片CAT活性均呈現顯著降低趨勢，最終降幅的順序是側柏＞云杉＞油松，說明此種程度的干旱脅迫已經對CAT造成了損傷。

整體來看，在脅迫時間較短的條件下，3個樹種葉片的SOD和CAT活性均呈上升趨勢，表現了對干旱脅迫的積極響應，而在脅迫時間過長，干旱情況加重的條件下，SOD和CAT活性均明顯下降，分析原因可能是由于植物體內水分嚴重虧缺，正常的生理活動受到制約，酶系統遭受破壞，這與3種植物的直觀生長狀態所表現出的結果一致。

圖1 干旱脅迫對三種樹種葉片SOD活性的影響

圖2 干旱脅迫對三種樹種葉片CAT活性的影響

2.2 干旱脅迫下3個樹種的滲透調節物質含量變化

一般而言，植物的滲透調節能力越強，在脅迫條件下可溶性糖和可溶性蛋白滲透調節物質出現峰值越晚，其抗旱性也相對較強[6]。本試驗測定的干旱脅迫下條件下云杉、側柏和油松葉片中的滲透調節物質含量變化情況見圖3、圖4。在持續性干旱脅迫條件下，3個樹種葉片的可溶性糖和可溶性蛋白滲透調節物質的含量均隨著干旱脅迫天數的增加而升高，在持續脅迫時間最長時達到最大值。

圖3 干旱脅迫對三種樹種葉片可溶性糖含量的影響

圖4 干旱脅迫對三種樹種葉片可溶性蛋白含量的影響

比較而言，由圖3可以看出，可溶性總糖含量增加幅度依次為油松＞云杉＞側柏，但在不同脅迫時間條件下，不同樹種的可溶性總糖含量增加幅度有所差異，例如在干旱脅迫時間較短時（5 d），側柏的可溶性糖含量增加幅度最大，但隨著脅迫天數增加，其對干旱脅迫的敏感度逐漸下降。圖4可以看出，3種樹種葉片的可溶性蛋白含量的增幅次序為油松＞云杉＞側柏。

3 結論

本試驗從抗氧化酶活性和滲透調節物質兩方面對相關生理指標測定的結果顯示，云杉、側柏和油松在沙地干旱脅迫條件下均表現了良好的抗性，對遼西地區的土質具有良好的適應性。比較而言，3種樹種的抗旱能力順序為油松＞云杉＞側柏，可為遼西地區造林提供一定的參考依據。

參考文獻：

［1］高揚，張剛，秦桂芳等.發展遼西市“兩高一優”林業的必由之路——對調整樹種結構的探討[J].遼寧林業科技，1993,（6）:53-56.

［2］楊泱，冷平生，張博等.3種邊坡綠化植物抗旱性研究[J].中國農學通報，2010,26（13）：272-278.

［3］高俊鳳.植物生理學實驗指導書[M].北京：高等教育出版社，2006.

［4］李合生.植物生理生化試驗原理和技術[M].北京：高等教育出版社，2000:134-263.

［5］王紅梅，包維楷，李芳蘭.不同干旱脅迫強度下白刺花幼苗葉片的生理生化反應 [J].應用與環境生物學報，2008，14(6):757-762.

［6］張剛.油松的抗旱性研究[D].西北農林科技大學碩士學位論文，2014.