山东省主要耐干旱树种资源和部分经济林树种抗旱性评价的研究

【摘要】： 在大量查阅文献及山东省林场树种资源分析的基础上,辅以调查,从生物学特性和经济价值考虑确定了山东省主要耐旱树种资源。其中乔木树种共23个科,53个属,84个种;灌木树种共20个科,40个属,53个种。这些树种均存在不同程度的抗干旱和瘠薄特性。选出四个具有较高经济价值和生态价值的树种进行抗旱实验:一年生实生苗花椒(Zanthoxylum bungeanum Maxim.),皂角(Gleditsia sinensis Lam.),板栗(Castanea mollissima BL.)以及核桃(Juglans regia L.),为试验材料。采用盆栽控水的方法,采取水分梯度控水法,对苗木在干旱胁迫下的生长、生理生化指标进行测定,建立抗旱性评价指标体系,为干旱山区造林树种的选择提供科学的理论依据。实验结果表明: 1.在长期控水条件下,苗木的高生长均受到了抑制,且随着胁迫程度的加剧,苗高受抑程度增加;苗木的生物量随土壤含水量的降低而下降;苗木的根茎比值(根生物量与茎、叶之和之比),随着水分胁迫的加强而呈明显的上升趋势。 2.轻度水分胁迫下板栗和核桃光合限制的主要原因是气孔限制,中度、重度胁迫下是非气孔限制;花椒在水分胁迫下是气孔限制;皂角在轻度、中度胁迫下是气孔限制,重度下是非气孔限制。这表明气孔限制一般发生在水分胁迫较轻的情况下,随着干旱不断严重,非气孔限制因素起主要作用。 3.在长期控水条件下,叶绿素含量、类胡萝卜素和叶绿素a/b变化趋势基本一致。干旱抑制了核桃叶绿素的合成,促进了板栗等3种苗木叶绿素的合成,干旱促进了类胡萝卜素的生成,chla比chlb对干旱胁迫的反应更为敏感。 4.随土壤干旱程度的加剧,四种苗木体内的脯氨酸含量均显著增加,水分梯度控水条件下,生长在不同梯度水分胁迫下的苗木,其可溶性糖的含量基本均高于对照水平,在同等水分梯度下,随着胁迫时间的延长,可溶性糖的增加能起到一定的渗透调节作用。水分梯度控水条件下,生长在同一梯度上的4个树种,随着胁迫时间的延长,可溶性蛋白质含量的变化趋势基本一致,即先降低后上升。 5.在长期控水条件下,苗木的细胞膜透性、丙二醛含量和超氧阴离子自由基的产生速率,随着胁迫程度的加剧,均表现出上升的趋势,表明4种苗木的膜系统受到了损伤,并且这种损伤与膜脂过氧化作用密切相关。SOD、POD、CAT、APX具有协同作用,从而有效清除植株体内过多的自由基,提高了苗木适应干旱胁迫的能力。 6.运用模糊数学隶属函数法,对4种苗木在干旱下的适应性和抗旱生产力进行了比较,并且筛选出了蒸腾速率、吸水能力、渗透调节、抗氧化系统、净光合速率、水分利用效率、生物量7项指标,用于抗旱能力的综合评价指标。4种苗木的抗旱能力的排序为:花椒,皂角,板栗和核桃。