干旱胁迫对沙枣幼苗生长的影响

白蕊

（甘肃省南华生态建设管护中心，甘肃张掖 734304）

沙枣，又名七里香、桂香柳、棉花柳、银柳，为桃金娘目胡颓子科胡颓子属植物[1]。沙枣生命力强、根系发达，具备较强的耐干旱、耐盐碱、耐风沙、耐贫瘠性能，兼具药用、经济及生态等多种价值[2]。目前，沙枣主要分布于我国西北地区，尤其是在干旱、半干旱地区，已成为造林绿化的先锋树种。在土壤缺水或者干旱时，植物生长发育将被推迟，光合作用受到影响，导致碳水化合物的积累被降低，这会在很大程度上限制植物的生长，若问题严重，植物体内代谢将处于紊乱状态，极易最终导致植物的死亡。

近年来，越来越多的学者开始探究植物生长过程中对干旱胁迫所作出的反应，胡杨等[4]发现细穗柽柳幼苗在干旱胁迫下会调节自身体内渗透调节物质的含量以及酶活性的高低，以减轻干旱胁迫可能对机体造成的伤害，表现出较强的抗旱能力，适宜在干旱地区种植和推广；张雅梅等[5]研究了不同干旱胁迫强度和短期干旱胁迫时会对泡桐幼苗地上部位生长情况、叶片叶绿素含量以及荧光参数的影响，发现泡桐幼苗具有一定的抗旱性，但对持续干旱具有不耐受性，轻度干旱不会对泡桐幼苗造成明显影响，但是在重度干旱条件下，泡桐幼苗的正常生长将受到严重影响，灌溉的关键期随干旱胁迫程度的增加而越早出现，但在短暂胁迫期内，泡桐幼苗一直保持生长状态。井大炜等[6]研究了干旱胁迫对杨树幼苗生长、光合特性及活性氧代谢的影响，轻度干旱胁迫下地径生长量降低12.8%，中毒胁迫下降低44.5%，重度胁迫下降低57.2%，同时在不同干旱胁迫下苗高生长量也有明显降低，轻度干旱胁迫下，杨树幼苗具有较高的光合效率和较强的抗氧化保护酶系统；而中度和重度干旱下，其光合效率显著下降，抗氧化保护酶系统明显遭到破坏。

目前，干旱胁迫对沙枣幼苗生长的影响研究较少，基于此，本研究以沙枣幼苗为研究对象，研究不同干旱程度下沙枣幼苗根叶茎生长特性、叶片光合色素含量，以期能够为沙枣干旱机制的研究提供理论支撑。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于甘肃省张掖市高台县南华镇进行，为冷温带大陆性干旱气候，年平均气温为8.1℃，年平均降水量为112.3mm，年均蒸发量为1923mm，年日照时长为3088h。

供试材料为生长相对一致的1 年生沙枣幼苗，采取苗木盆栽控水处理，试验用栽培基质为泥炭土∶蛭石∶珍珠岩∶园土=3∶2∶2∶3。在上盆时，采取缓释复合肥于腐熟有机肥作为基肥，将试验用苗木置于大棚内缓苗，在此过程中采取常规的水肥管理方式。在2020 年5月18 日，选择无病虫害、长势基本一致的苗木，14 日后开始干旱胁迫。

1.2 试验设计

本试验分别设置4 个不同处理（见表1）。每个处理4 盆，重复5 次，每盆内栽植1 颗沙枣幼苗，共80 盆。每天19：00 采取盆栽称重法补充所失去水分，将各处理土壤含水量（占田间持水量的比例）控制在预设范围内。为避免降雨干扰土壤水分消耗，在试验过程中需搭设简易的遮雨棚，避免因进入雨水而导致影响试验结果。在无雨时，将苗木露天放置。

表1 各处理具体情况

1.3 测量指标及方法

1.3.1 生长指标。在干旱胁迫30d 后，于各个处理分别选择10 株沙枣幼苗，测量植株株高、基部直径、叶片数、根长等指标。采用吸水纸吸干水分后，分离植株根、叶、茎，称量鲜重，置于105℃下杀青15min 后于85℃烘干直至恒重，分别测量根、叶、茎干重。

1.3.2 叶绿素含量。参照王铭涵等[6]的方法提取叶绿素，并测量叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素含量[7]。

1.4 数据分析

采用Excel 2010 软件处理数据，利用SPSS 130.0 软件对不同干旱胁迫下沙枣各指标进行单因素方差分析及Duncan 多重比较。

2 结果与分析

2.1 干旱胁迫对沙枣幼苗各生长指标的影响

由表2 可知，随着干旱程度的增加，沙枣幼苗株高呈现出逐渐降低趋势，由CK 处理的9.69cm 逐渐降低至T3处理的6.72cm，其中CK 处理与T1处理沙枣幼苗株高不存在显著差异，T1处理与T2处理沙枣幼苗株高不存在显著差异；干旱胁迫对沙枣幼苗叶片数存在显著影响，其中CK 处理、T1处理、T2处理沙枣幼苗叶片数不存在显著差异（为10.96～11.00 片），随着干旱胁迫程度的增加，到了T3处理沙枣幼苗叶片数量明显降低，仅8.09 片；不同干旱胁迫处理下沙枣幼苗根长也存在显著差异，可以看出CK 处理沙枣幼苗根长为最高，达到11.66cm，而T3处理沙枣幼苗根长为最低，仅7.40cm，CK 处理与T1处理沙枣幼苗根长不存在显著差异。

表2 干旱胁迫对沙枣幼苗各生长指标的影响

2.2 干旱胁迫对沙枣幼苗物质积累的影响

由表3 可知，干旱胁迫对沙枣幼苗鲜重存在显著影响，干旱胁迫程度越大，各部位鲜重越小，其中根鲜重由CK 处理的0.179g 降低至T3处理的0.044g（CK 处理与T1处理沙枣幼苗根鲜重差异不显著），茎鲜重由CK 处理的0.080g 降低至T3处理的0.022g（其中CK 处理与T1处理沙枣幼苗茎鲜重差异不显著），叶鲜重由CK 处理的0.190g 降低至T3处理的0.067g（其中CK 处理、T1处理、T2处理沙枣幼苗叶鲜重差异不显著）。从总鲜重情况来看，以CK 处理和T1处理沙枣幼苗总鲜重为最高（二者差异不显著，分别为0.439g 和0.380g），接着依次为T2处理（0.308g）和T3处理（0.133g）。

表3 干旱胁迫对沙枣幼苗物质积累的影响

不同处理沙枣幼苗干重也存在显著差异。根干重以CK 处理（0.100g）和T1处理（0.080g）为最高，接着依次为T2处理（0.069g）和T3处理（0.022g）；CK 处理、T1处理、T2处理沙枣幼苗茎干重不存在显著差异，为0.029～0.033g，明显高于T3处理的0.018g；叶干重变化趋势与茎干重基本一致，其中CK 处理、T1处理、T2处理叶干重为0.031～0.033g，T3处理叶干重为0.21g；不同干旱胁迫程度对沙枣幼苗总干重存在显著影响，其中CK 处理、T1处理、T2处理沙枣幼苗总干重分别比T3处理高出了188.52%、129.51%、114.75%。

2.3 干旱胁迫对沙枣幼苗叶绿素含量的影响

由表4 可知，并非水分充足时沙枣幼苗叶绿素a 含量为最高，而是在T1处理下叶绿素a 含量为最高，CK处理与T2处理叶绿素a 含量不存在显著差异，而T3处理沙枣幼苗叶绿素a 含量为最低；干旱胁迫程度越大，沙枣幼苗叶绿素b 含量越低，由CK 处理的0.525mg/g逐渐降低至T3处理的0.432mg/g，其中CK 处理与T1处理沙枣幼苗叶绿素b 含量差异不显著；不同处理沙枣幼苗叶绿素a+b 含量差异显著，由高到低依次为T1处理、CK 处理、T2处理、T3处理，T1处理、CK 处理、T2处理沙枣幼苗叶绿素a+b 含量分别比T3处理高出了41.76%、28.89%、25.21%；从沙枣幼苗叶绿素a/b 情况来看，以T1处理和T2处理为最高（二者差异不显著，为3.217～3.220），T3处理为最低（2.581）；不同处理沙枣幼苗类胡萝卜素含量变化趋势与叶绿素b 含量变化趋势基本一致，均随着干旱胁迫程度的增加而逐渐降低，由CK 处理的0.572mg/g 降低至T3处理的0.398mg/g。

表4 干旱胁迫对沙枣幼苗叶绿素含量的影响

3 讨论

在植物生长过程中，会受到多个生理过程的影响，干旱胁迫对影响植物个体的形态发育，最终抑制植物的生长[8]。本研究发现，干旱胁迫对沙枣幼苗株高、根长、叶片数存在一定影响，在干旱程度较轻时，影响不显著。从沙枣幼苗生长指标可以看出，在干旱胁迫较为严重时，沙枣幼苗各器官生长抑制程度表现为：根＞茎＞叶，这主要取决于植物对水分的吸收以及运输过程[9]。

在干旱胁迫下，植物体内叶绿素的合成将受到阻碍，同时已合成叶绿素会加快分解，导致叶片内叶绿素含量降低[10]。本研究发现，随着干旱胁迫程度的增加，叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b 含量均呈现出先升高、后降低的趋势，这可能是由于在较轻的干旱胁迫下，沙枣幼苗会采取增加光合色素含量的方式以缓解外界干旱胁迫，在胁迫过强时，沙枣幼苗的缓解能力开始降低[11]。

4 结论

综上所述，干旱胁迫会对沙枣幼苗生长及光合色素含量造成影响。在轻度干旱胁迫（土壤含水量为田间持水量的60%）时，沙枣幼苗生长未受到明显影响，同时叶绿素含量为最高，在类似生态环境建设中，可选择沙枣作为优选树种。