黄土高原四个乡土树种耗水规律与抗旱特性的研究

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1、摘要本研究以黄土高原四个乡土树种:辽东栋Nuercusliaotungensis入大叶细裂械(AcerstenolobumRehd.var.megalophyllum、白刺花(狼牙刺Sophoraviciifolin)和虎棒子(Ostrvopsisdavidiana)为实验材料，在盆栽模拟土壤干早环境下，研究了不同土壤水分条件下四个乡土树种幼苗的耗水特性、生长、干物质积累分配的变化规律及各树种不同层次水平的水分利用效率。探讨了不同土壤水分条件下各树种水分代谢、渗透调节物质、保护酶活性、光合作用及光合色素含量的时空变化，旨在揭示四个树种抗旱生理机制的差异并综合评价了四个树

2、种的抗早性强弱、生态反应和适应机制，取得主要结果如下:1.四个乡土树种的耗水特性不同。不同树种的最大耗水时期、最高耗水日以及日耗水最高时段有所不同;随土壤水分含量的减少，最高耗水时期、最高耗水日及日耗水高峰有提前的趋势;耗水高峰期多集中6,7,8三个月(白刺花集中在7,8,9三个月)。土壤水分含量高低决定各树种耗水量的多少，总趋势是:适宜水分>中度干早>重度千早。土壤水分含量对大叶细裂械耗水量的影响最大，对其它树种影响较小。不同水分处理下耗水量均是白刺花>辽东栋>大叶细裂械>虎棒子。随土壤水分含量的减少，白刺花和大叶细裂械的耗水变化幅度较小，虎棒子和辽东栋耗水高峰出现时

3、间提前。白刺花属高耗水高水分利用效率的树种，中度干早对其耗水量以及耗水规律几乎没有影响，且水分利用效率有所提高。虎棒子属低耗水低水分利用效率树种，耗水系数最大。大叶细裂械对水分亏缺敏感，但其适应生长的水分范围很宽，属广适性树种，适应性强，成活率在干早下最高。辽东栋属低耗水高水分利用效率的树种，但其幼苗不耐高温强光，适宜于在林下生长。2.各树种在不同月份、不同天气状况下的蒸腾速率日变化规律不同。各树种在不同月份、不同天气状况下的蒸腾速率日变化规律不同。不同树种在不同季节、不同天气状况下的蒸腾速率或者是单峰、或者是双峰;在严重干早下或生长后期，由于气孔的生理调控能力下降而呈

4、不规律的变化。对蒸腾速率与环境因子的相关分析表明，环境因子对树种蒸腾速率影响的大小顺序依次是:光强、气温和相对湿度.不同水分处理下各树种对这3个主要环境因子的反应不同。3.土壤水分条件对四个树种水分状况的影响不同。大叶细裂械在干早胁迫下主要通过增加根系吸水维持较高的叶水势，维持叶片含水量不致于下降过多，具有御早植物的特点。白刺花则通过一些生理调节方式增加叶片的保水力维持较高的水分含量，具有耐旱植物的特点。虎棒子通过降低叶水势以增强吸水力维持较高的叶水势，但其叶片保水力较差。辽东栋的叶水势变化较平稳，与其叶片组织含水量较稳定有关。综合来看白刺花、辽东栋较抗早;大叶细裂械、

5、虎棒子抗旱性较弱。4.土壤干旱对各树种渗透调节物质以及光合色素含量变化的影响不同。随土鉴干早程度的加剧，各树种叶片中可溶性糖含量均呈上升趋势。游离脯氨酸含量随生长进程以及干早程度加剧变化较为复杂。四个树种K'含量不同时期不同水分处理变化不同。白刺花K'含量在各处理中均显著高于其它树种，其K十含量与其抗早性成正相关。可溶性蛋白质含量随土壤干早加剧变化较为复杂，无明显规律。叶绿素总量随干早胁迫时间延长呈下降趋势，叶绿素b下降而叶绿素a上升，类胡萝卜素的含量及性质较稳定。不同土壤水分条件对各树种保护酶活性、细胞膜结构影响不同。白刺花以其渗透保护性物质提高质膜稳定性，同时其三个

6、保护酶能够相互协同作用降低膜脂过氧化程度减少水分胁迫造成的伤害。虎棒子则通过保持较高的酶活性降低质膜过氧化以维持膜结构的完整性。大叶细裂械对水分胁迫的反应敏感，但其保护酶调节能力较强，对水分亏缺的适应范围很宽。辽东栋幼苗对环境因子的适应性较差，影响其保护酶活性的因素较多，酶活性变幅较大。5.不同土壤水分含量对各树种的生长、干物质分配影响不同。白刺花、大叶细裂械属生长较快的树种，辽东栋、虎棒子属生长较慢的树种，但它们对干早都具有良好的适应性。树木生长的不同时期，土壤水分对其蒸腾、光合的影响程度不同:不同的树种在相同的时期对土壤水分含量以及其它环境因子的敏感程度也不同。随土

7、壤水分含量变化各树种水分利用效率变化不同。辽东栋属低蒸腾高水分利用效率，梭化效率稳定型树种;大叶细裂械属高蒸腾高光合、梭化效率、水分利用效率较高的树种;虎棒子属生长缓慢耗水少、水分利用效率低的树种;白刺花属高耗水高生长量、高水分利用效率的树种。不同土壤水分条件下环境因子对树木光合速率的影响不同。由通径分析结果表明:适宜水分下光照强度对光合速率影响最大，其次是气温;中度干早下大气湿度对Pn的直接作用最大，光强次之;重度干早下大气温度对树种Pn影响最大，其次为大气湿度，光强最小。通过对各生理指标与光合速率的相关和通径分析结果表明，在不同水分处