摘要
气候变化加剧了干旱、半干旱区水资源的供需矛盾,给社会经济发展和生态安全带来更严峻的挑战。本文以黄条金刚竹(Pleioblastus kongosanensis f.aureostratus)、靓竹(Sasa glabraf. alba-striata Muroi)、翠竹(Sasa pygmaea (Miq.) E.-G. Camus)和菲白竹(Pleioblastus fortunei (v.Houtte) Nakai)为研究对象。通过对4种地被竹4个水分梯度和4个干旱历时下,生理特性、光合特性和解剖结构的测定,探究这4种地被竹对干旱胁迫的响应,通过数据分析对比筛选耐旱性较强的竹种,为地被竹的引种推广提供科学依据。研究结果如下: (1)干旱胁迫下,4种地被竹叶片含水量均呈下降趋势,其中T3处理下,黄条金刚竹下降幅度最大,靓竹最小。4种地被竹丙二醛含量和相对电导率随干旱胁迫程度的加深和胁迫时间的延长呈上升趋势,在T3处理下,黄条金刚竹上升幅度最大,靓竹最小。干旱胁迫条件下,4种地被竹抗氧化酶活性响应不同,变化幅度因干旱程度、干旱历时差异而异,但整体呈先上升后降的趋势。随着胁迫程度加深,4种地被竹叶片抗氧化酶活性均高于对照水平,且均以黄条金刚竹抗氧化酶活性上升幅度最大。4种地被竹渗透调节物质对于干旱胁迫的响应不同,可溶性糖和可溶性蛋白随干旱胁迫呈先上升后下降的趋势,脯氨酸呈持续上升的趋势。这说明在干旱初期,4种地被竹通过提高抗氧化酶活性和增加渗透调节物质含量的方式来应对干旱环境,因此叶片含水量下降、丙二醛、相对电导率上升较为缓慢;胁迫后期,长期的干旱环境致使地被竹的抗氧化酶活性遭到破坏,从而导致酶活下降、丙二醛含量、相对电导率迅速上升。 (2)干旱胁迫对4种地被竹的光合作用产生了显著影响。随着干旱胁迫程度的加深和胁迫时间的延长,4种地被竹通过降低净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和胞间CO2浓度,调节水分利用效率来增强对干旱胁迫环境的适应能力和抵抗能力。干旱胁迫条件下,气孔因素和非气孔因素共同抑制了4种地被竹的光合作用。在干旱历时56d时,T3处理下4种地被竹净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、水分利用效率均处于最低值。干旱下,4种地被竹叶绿素含量随干旱胁迫先升后降,其中叶绿素a较叶绿素b下降幅度大,因此叶绿素a/b呈下降趋势,其中黄条金刚竹下降幅度最大,靓竹下降幅度最小。 (3)干旱胁迫下,4种地被竹上下表厚度、栅栏组织、海绵组织厚度随干旱胁迫程度的加深呈下降的趋势,其上下表皮厚度在轻度、中度胁迫下变化并不显著,在重度胁迫后期较CK达到显著水平,其中黄条金刚竹、翠竹下降幅度较大,靓竹下降幅度最小;虽然4种地被竹栅栏组织、海绵组织厚度都随干旱胁迫下降,但栅栏组织下降幅度相对于海绵组织小,因此其栅栏比小幅度上升,说明在干旱胁迫下地被竹通过调节栅栏组织与海绵组织厚度来适应干旱环境。 (4)采用隶属函数法,综合叶片生理指标、光合特性和解剖结构3个方面共计26项指标对4种地被竹的抗旱性能进行综合评价,抗旱结果为:靓竹(0.69)>黄条金刚竹(0.67)>翠竹(0.42)>菲白竹(0.37)。