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干旱胁迫对海棠砧木实生幼苗生长的影响

2025-05-08 59 上传者：管理员

摘要：为筛选出适宜青海本地生长环境的海棠砧木，增加本地砧木树种的多样性，以2年生的西府海棠（Malus micromalus）和山定子海棠[Malus baccata (Linn.)Borkh]实生苗为供试材料，采用盆栽试验，测定分析在不同水分梯度胁迫处理下西府海棠和山定子海棠实生苗的生长情况和生理指标的变化情况，以期掌握海棠砧木对干旱胁迫的适应特性。结果表明，在干旱胁迫处理下，2种海棠植株高度和地径生长速率均呈现逐渐下降的趋势；叶绿素a、叶绿素b和叶绿素含量随着干旱胁迫梯度增大而逐渐降低；叶片丙二醛（MDA）、类胡萝卜素和可溶性糖含量均呈上升趋势；两者均表现出较强的抗旱能力，适宜在干旱地区作为海棠砧木进行种植和推广。

关键词：
干旱胁迫
水分胁迫
海棠砧木
海棠花
耐旱性
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海棠(Malusspp.)通常指的是蔷薇科中的苹果属和木瓜属植物,常见的有海棠花与木瓜,属于常见落叶灌木或小乔木｡海棠花是我国的名花之一,对海棠的描述和研究历史源远流长,早有古诗描述:“一从梅粉褪残妆,涂抹新红上海棠｡开到茶蘼花事了,丝丝天棘出莓墙”｡海棠植物是园林中重要的观赏植物资源,其既能观赏到美丽的花朵,也可以观赏奇形怪状的叶片和粒粒久挂枝头的果实｡在城市风景园林规划和设计中深受园林设计师的喜爱和赞许[1-2],同时海棠植物具有极强的耐旱性､抗寒性和萌蘖能力[3-4]｡海棠在我国栽培范围广泛,具有树形优美､观赏价值高､观赏期长､维护成本低等优点,大部分地区都有种植､栽培和景观应用,具有极大的推广价值[5]｡因此,海棠植物在园林绿化和美化中占据重要位置,是绿化树种的首要选择｡随着植物景观学科的延伸与生物技术的介入,以及人们精神追求的提升,促进了海棠植物的飞速发展[6]｡我国经过长期的海棠引种､培育､栽培研究及推广应用,极大地促进了海棠植物的繁育与驯化,拓展了海棠植物可适应的地区和区域,截至目前,培育出的具有较高观赏价值的海棠已经超过上千种｡通过生物技术等各种手段,培育了各种花色奇异的海棠品种,既丰富了海棠品种,也丰富了园林中重要树种的多样性｡

砧木是嫁接苗的基础,是嫁接繁殖时承受接穗的植株｡嫁接作为一种常见的无性繁殖方式,是园林工作中繁育植物最为常见的一种手段｡而嫁接所用砧木的主要作用除了可以为难结实､难发育的良种适应更多的生长环境外,在植物生理中还起着固接穗条与吸收养分的重要作用｡所以,在嫁接过程中最关键的环节便是优良砧木的选择和应用｡目前,青海引进了不少优良观赏海棠种(品种),但播种和扦插繁育成活率低,故嫁接是海棠最佳繁育方式｡因此,开展海棠砧木耐旱能力分析,筛选优良海棠砧木对园林绿化和美化及果树生产具有重要意义｡

1、材料与方法

1.1试验地概况

试验地为门源县仙米林场场部苗圃,位于102°12′E､37°26′N,属青海省东部农业区,系祁连山地的前缘地段,海拔2757m,高原大陆性气候显著,属半干旱､半湿润性气候,无明显四季之别,干湿季节明显,雨热同季,无绝对无霜期,耕作层30cm｡占地面积10.2hm2,育苗面积8.76hm2,占85.75%｡苗圃土壤系河漫滩淤积土形成的栗钙土,土质较好,土壤肥力好,通透性较高,保水保肥能力强,适合培育青海云杉等苗木｡

1.2试验材料

供试材料为2年生实生苗海棠砧木——西府海棠(Malusmicromalus)和山定子海棠(Malusbaccata),种苗来源于江苏南京｡

1.3试验设计

于2020年3月下旬将西府海棠和山定子海棠幼苗栽植于普通花盆中,盆中用基质土和园土按1︰1比例混合,并撒施多菌灵拌匀后装盆,每盆装约10kg土壤｡基质土由80%细碎泥炭､20%蛭石和少量珍珠岩组成,混合杀菌杀虫农药并拌匀｡

试验设80%(T1)､70%(T2)､60%(T3)､50%(T4)､40%(T5)､30%(T6)､20%(T7)7个水分供应梯度处理(见表1),其中80%的含水量为对照(CK)处理,每个处理1盆,重复3次,共计21盆｡在处理过程中,每周测量1次花盆中土壤含水量,保持每个处理的土壤含水量恒定,待自然失水低于60%时进入干旱胁迫状态,持续不浇水至胁迫水平,继续保持胁迫7d后取样测定｡

1.4指标测定

生长指标的测定:苗高､叶长和叶宽(卷尺)､地径(游标卡尺)｡采样时间为每日9:00,从植物顶端第3片以下的中部采集叶片,各处理取3个重复,随机采取,在室内将叶片处理干净,待测[7]｡

生理生化指标测定:采用分光光度法[8]测定植物叶片中丙二醛(MDA)含量;采用蒽酮-硫酸法[9]测定可溶性糖含量;采用乙醇浸提法[10]测定叶绿素含量｡

1.5试验数据处理

试验数据统计分析采用DPS､SPSS16.0软件进行｡

2、结果与分析

2.1干旱胁迫对海棠砧木幼苗生长的影响

由表1可知,2种海棠表型指标生长量随着土壤含水量的减少,其叶长和叶宽逐渐变小,植物株高出现矮小的状态｡尤其在土壤含水量为20%时,山定子海棠叶片萎蔫程度严重,叶片缩卷枯萎,株高生长量受阻,只有22.56cm,而地径生长量未发生明显变化｡6个干旱处理下叶片和株高生长量存在显著性差异,地径在不同处理下不存在差异;西府海棠在土壤含水量20%时,其叶片生长情况也发生影响,叶片出现萎缩现象,且与6个胁迫处理间存在显著性差异,株高与前5个处理间有差异但不显著｡山定子海棠在土壤含水量为20%(T7)时,其叶片发生严重萎蔫､干枯｡株高与前5个处理间存在显著差异｡

表1不同水分胁迫的海棠砧木幼苗生长情况

2.2干旱胁迫对海棠砧木生理指标的影响

2.2.1干旱胁迫对海棠砧木叶片类胡萝卜素含量的影响｡由图1可知,随着干旱胁迫程度加重,2种海棠叶片内的类胡萝卜素含量均呈上升趋势,在土壤含水量为50%~80%(T1~T4)时,山定子和西府海棠的类胡萝卜素含量变化较为平稳,到土壤含水量为40%(T5)时,2种海棠类胡萝卜素含量急速上升,山定子海棠类胡萝卜素含量在土壤含水量为30%(T6)时达到最高,含量为2.13mg/g,西府海棠类胡萝卜素含量在土壤含水量20%(T7)时达到最大值,为2.41mg/g｡说明随着干旱胁迫加重,植物出现应激反应,植物内含物急速上升应对外界不利环境,进而起到保护作用｡

图1干旱胁迫下海棠砧木类胡萝卜素含量变化

2.2.2干旱胁迫对海棠砧木叶片叶绿素含量的影响｡由图2可知,山定子海棠砧木叶片中的叶绿素含量随着干旱程度递增而呈现先上升而后逐渐减少的趋势｡在土壤含水量为60%~80%(T1~T3)时,山定子海棠的叶绿素含量逐渐升高,到土壤含水量50%(T4)时,叶绿素含量达到最高值,为1.58mg/g,而后含量急速下降,到土壤含水量为20%(T7)时,叶绿素含量达到最低值,为0.74mg/g;西府海棠砧木叶片中的叶绿素含量随着干旱程度递增而呈现逐渐减少的趋势,西府海棠类胡萝卜素含量在土壤含水量为20%(T7)时达到最低值,为0.43mg/g｡

图2干旱胁迫下海棠砧木叶绿素含量变化

2.2.3干旱胁迫对海棠砧木叶片叶绿素a含量的影响｡由图3可知,随着土壤含水量不断减少,2种海棠叶片内的叶绿素a含量都出现逐渐减少的情况,在土壤含水量为70%(T2)时,2种海棠的叶绿素a含量急速下降,到土壤含水量为40%(T5)时,山定子海棠含量减少,变化较为平稳,在土壤含水量为20%(T7)时,2种海棠叶绿素a含量达到最低,分别为3.12mg/g和2.08mg/g｡这与干旱程度加深,叶片发生萎蔫,干枯失绿,导致叶绿素a含量急速减少有关｡

图3干旱胁迫下海棠砧木叶绿素a含量变化

2.2.4干旱胁迫对海棠砧木叶片叶绿素b含量的影响｡由图4可知,随着干旱胁迫程度加重,2种海棠叶片内的叶绿素b含量总体均呈下降的态势,在土壤含水量为60%(T4)时,2种海棠的叶绿素b含量变化较为平稳｡在土壤含水量为20%(T7)时,山定子海棠植物叶片的叶绿素b含量为1.84mg/g;在土壤含水量为30%(T6)时,西府海棠植物叶片的叶绿素b含量为2.51mg/g,而在土壤含水量为20%(T7)时又有所回升,有待进一步设置梯度分析研究｡

图4干旱胁迫下海棠砧木叶绿素b含量变化

2.2.5干旱胁迫对海棠砧木叶片可溶性糖含量的影响｡由图5可知,随着土壤含水量的减少,2种海棠叶片中可溶性糖含量均呈现逐渐升高而到土壤含水量20%(T7)时下降的趋势｡山定子和西府海棠在土壤含水量为30%(T6)时,可溶性糖含量达到最高值,分别为1.21%和1.32%;到土壤含水量为20%(T7)时,可溶性糖含量急速减少,这可能与植物叶片干旱胁迫过重,植物叶片代谢降低有关｡

图5干旱胁迫下海棠砧木可溶性糖含量变化

2.2.6干旱胁迫对海棠砧木叶片丙二醛含量的影响｡由图6可知,随着干旱程度加重,2种海棠砧木叶片中的丙二醛含量均呈逐渐升高到土壤含水量为20%(T7)时下降的趋势｡山定子和西府海棠的在土壤含水量为30%(T6)时丙二醛含量达到最高值,分别为5.96umol/g和4.98umol/g｡

图6干旱胁迫下海棠砧木丙二醛含量变化

3、结论与讨论

当外界环境出现骤变(干旱､盐害､高温､低温)时,植物为了能在外界不良环境条件下继续生存,便会做出应激性的表现,进行向性运动和感性运动,植物外观形态会出现直接反应,调节植物自身生物代谢(内源素)抵御外界不良环境｡因此,植物在受到外界环境威胁时的表型形态可以直观反映出受到伤害的程度[7,11]｡最先发生变化的是植物外在表型性状,包括植物株高､叶形或是植物形状､表型性状和生长量[4,12]｡在本研究中发现,随着土壤含水量逐渐减少,对山定子海棠和西府海棠生长抑制作用越明显,表现出叶片缩卷枯萎､株高生长量受阻的现象,尤其在土壤含水量为20%时(T7处理)2种海棠植株矮小｡胡妍妍[4]等研究发现,当干旱程度越来越严重时,5种海棠的新梢生长量均出现逐渐降低的趋势,此结果与本试验结果相一致｡

干旱胁迫会抑制植物体内叶绿素的有效合成,并加快其分解速度,导致叶绿素含量迅速下降[13]｡本研究对2种海棠砧木进行干旱胁迫处理,结果发现山定子海棠和西府海棠叶片中的叶绿素a和叶绿素b含量随着干旱胁迫处理梯度增大,其含量呈现逐渐下降的变化情况,与杨建伟等[14]对天目琼花､麻叶绣线菊､小紫珠､京山梅花､胡枝子和金银忍冬6种灌木干旱分析结果相一致｡

可溶性糖是植物组织中重要的渗透调节物质,其含量的上升会增加植株渗透压,减轻水分散失,提高植物抗旱性[15]｡本试验结果发现,随着干旱胁迫程度的增加,2种海棠叶片可溶性糖含量呈现逐渐上升而后下降的趋势｡此结果与胡妍妍等[4]研究八棱海棠和红果海棠可溶性糖含量极显著增加的结果相似｡本试验中在土壤含水量为20%(T7处理)时,2种海棠可溶性糖含量急速下降,这可能与干旱胁迫程度过重,叶片失绿､枯萎有关,有待在后续试验中进一步验证｡

植物在逆境下会发生膜质过氧化作用,当丙二醛含量越高,表明植物细胞膜受到伤害的程度就越重[16]｡本研究结果发现,随着干旱胁迫程度的加重,2种海棠丙二醛含量逐渐上升,与潘昕等[17]在青藏高原4种灌木轻度干旱时体内丙二醛含量缓慢升高结果相似｡

综上所述,在干旱胁迫下,山定子海棠和西府海棠砧木在植物表型和生理指标均表现出有较强的抗旱特性｡嫁接时砧木应选择适应性好､抗性强､生长健壮且根系发达的品种,通过对2种海棠砧木的抗性分析,其具备抗性适应力强的特性,可作为门源县比较理想砧木资源｡

参考文献:

[1]李欣.观赏海棠新品种选育及数字化描述[D].泰安:山东农业大学,2011.

[2]王向光.观赏海棠不同品种表型性状分析[D].秦皇岛:河北科技师范学院,2018.

[3]李育农.苹果属植物种质资源研究[M].北京:中国农业出版社,2001:201-266.

[4]胡妍妍,李钊,骆建霞.干旱胁迫对海棠幼苗生长及生理特性的影响[J].河南农业科学,2017,46(06):104-107.

[5]刘胜男,彭洁,王瑞博,等.30种北美海棠表型多样性分析与观赏性综合评价[J/OL].分子植物育种,1-11[2023-11-13]

[6]王万京.青藏高原地区海棠植物调查与分类研究[D].咸阳:西北农林科技大学,2017.

[7]刘桂英,赵文洁,张锦梅,等.两种柽柳品种对干旱及盐胁迫的适应性分析[J].青海农林科技,2023(02):63-68.

[8]郝再彬.植物生理实验[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2004:106-107.

[9]中国科学院上海植物生理研究所/上海市植物生理学会.现代植物生理学实验指南[M].北京:科学出版社,1999.