任立學(xué)

（遼寧省北票市生態(tài)公益林管理辦公室，遼寧 北票122100）

遼西地區(qū)氣候干旱，土壤貧瘠，給當(dāng)?shù)刎S富樹種結(jié)構(gòu)，營造混交林帶來了極大地困難[1]，因此，選擇適宜耐旱樹種造林十分必要。云杉、側(cè)柏和油松常被作為旱地造林的主要樹種，為明確三種樹種的遼西地區(qū)種植適應(yīng)性，篩選該區(qū)域最佳沙地抗旱樹種，試驗(yàn)從抗氧化酶活性和滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)兩方面對(duì)云杉、側(cè)柏和油松3個(gè)樹種的抗旱生理指標(biāo)進(jìn)行了測(cè)定，并綜合比較了3個(gè)樹種對(duì)持續(xù)性干旱脅迫的響應(yīng)能力。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)與材料

試驗(yàn)地點(diǎn)為朝陽市某林場內(nèi)進(jìn)行，試驗(yàn)材料為1a的云杉、側(cè)柏和油松幼苗。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2016年8月，選取3個(gè)樹種長勢(shì)接近的盆栽苗各10盆，置于通風(fēng)透氣性良好的溫室內(nèi)，盆底墊好塑料薄膜。對(duì)所有供試樹苗充分澆水待吸收后分別測(cè)定相應(yīng)生理指標(biāo)作為對(duì)照（CK），之后對(duì)所有苗木進(jìn)行干旱脅迫處理，以4天為一個(gè)周期測(cè)定生理生化指標(biāo)，每次測(cè)量完畢后澆500 mL水，共設(shè)計(jì)4個(gè)周期，即 5 d、10d、20d、30d[2]。

1.3 試驗(yàn)方法

抗氧化酶活性的測(cè)定：超氧化物歧化酶（SOD）活性的測(cè)定方法采用氮藍(lán)四唑法[3]；過氧化氫酶（CAT）活性的測(cè)定方法采用紫外吸收法[3]。

滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量的測(cè)定：可溶性糖含量的測(cè)定方法采用蒽酮比色法[4]；可溶性蛋白含量的測(cè)定方法采用考馬斯亮藍(lán)法[3]，游離脯氨酸的測(cè)定方法采用堿基水楊酸法[3]。

2 結(jié)果與分析

2.1 干旱脅迫下3個(gè)樹種的抗氧化酶活性變化

植物體內(nèi)抗氧化酶系統(tǒng)對(duì)活性氧的清除能力是衡量植物抗旱能力的重要指標(biāo)[5]，SOD和CAT是細(xì)胞膜脂過氧化作用中活性氧清除酶系統(tǒng)中的關(guān)鍵酶[6]，其活性的強(qiáng)弱直接反應(yīng)植物的抗旱水平。本試驗(yàn)所測(cè)定的干旱脅迫條件下云杉、側(cè)柏和油松葉片的SOD和CAT活性變化結(jié)果見圖1和圖2。

圖1可以看出，隨著干旱脅迫時(shí)間的延長，不同樹種葉片的SOD活性基本上均呈現(xiàn)先升高后下降趨勢(shì)，其中油松的SOD活性比較特殊，具體來看是“升—降—升—降”的趨勢(shì)，并且3個(gè)樹種達(dá)到峰值的時(shí)間有所差異，云杉出現(xiàn)峰值的脅迫持續(xù)時(shí)間是10d，側(cè)柏是5 d，油松則在5d和20 d時(shí)均出現(xiàn)了峰值，表明油松對(duì)長期的干旱脅迫具有可持續(xù)的抗性，在3個(gè)樹種抗性最佳；側(cè)柏則在輕度脅迫條件下抗性較好，但隨著脅迫處理的持續(xù)，抗性開始逐漸減弱；云杉的峰值比側(cè)柏出現(xiàn)晚，能明其耐干旱程度處于三者之中的中等水平。

圖2可以看出，3種樹種葉片的CAT活性在持續(xù)干旱脅迫條件下均呈先上升后下降趨勢(shì)，并且均在脅迫第5d后急劇增加，到10d出現(xiàn)了峰值，表明CAT在10d的干旱脅迫程度下，在清除活性氧自由基過程中發(fā)揮了重要作用。而隨著脅迫天數(shù)的再度增加，3個(gè)樹種的葉片CAT活性均呈現(xiàn)顯著降低趨勢(shì)，最終降幅的順序是側(cè)柏＞云杉＞油松，說明此種程度的干旱脅迫已經(jīng)對(duì)CAT造成了損傷。

整體來看，在脅迫時(shí)間較短的條件下，3個(gè)樹種葉片的SOD和CAT活性均呈上升趨勢(shì)，表現(xiàn)了對(duì)干旱脅迫的積極響應(yīng)，而在脅迫時(shí)間過長，干旱情況加重的條件下，SOD和CAT活性均明顯下降，分析原因可能是由于植物體內(nèi)水分嚴(yán)重虧缺，正常的生理活動(dòng)受到制約，酶系統(tǒng)遭受破壞，這與3種植物的直觀生長狀態(tài)所表現(xiàn)出的結(jié)果一致。

圖1 干旱脅迫對(duì)三種樹種葉片SOD活性的影響

圖2 干旱脅迫對(duì)三種樹種葉片CAT活性的影響

2.2 干旱脅迫下3個(gè)樹種的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量變化

一般而言，植物的滲透調(diào)節(jié)能力越強(qiáng)，在脅迫條件下可溶性糖和可溶性蛋白滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)出現(xiàn)峰值越晚，其抗旱性也相對(duì)較強(qiáng)[6]。本試驗(yàn)測(cè)定的干旱脅迫下條件下云杉、側(cè)柏和油松葉片中的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量變化情況見圖3、圖4。在持續(xù)性干旱脅迫條件下，3個(gè)樹種葉片的可溶性糖和可溶性蛋白滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的含量均隨著干旱脅迫天數(shù)的增加而升高，在持續(xù)脅迫時(shí)間最長時(shí)達(dá)到最大值。

圖3 干旱脅迫對(duì)三種樹種葉片可溶性糖含量的影響

圖4 干旱脅迫對(duì)三種樹種葉片可溶性蛋白含量的影響

比較而言，由圖3可以看出，可溶性總糖含量增加幅度依次為油松＞云杉＞側(cè)柏，但在不同脅迫時(shí)間條件下，不同樹種的可溶性總糖含量增加幅度有所差異，例如在干旱脅迫時(shí)間較短時(shí)（5 d），側(cè)柏的可溶性糖含量增加幅度最大，但隨著脅迫天數(shù)增加，其對(duì)干旱脅迫的敏感度逐漸下降。圖4可以看出，3種樹種葉片的可溶性蛋白含量的增幅次序?yàn)橛退桑驹粕迹緜?cè)柏。

3 結(jié)論

本試驗(yàn)從抗氧化酶活性和滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)兩方面對(duì)相關(guān)生理指標(biāo)測(cè)定的結(jié)果顯示，云杉、側(cè)柏和油松在沙地干旱脅迫條件下均表現(xiàn)了良好的抗性，對(duì)遼西地區(qū)的土質(zhì)具有良好的適應(yīng)性。比較而言，3種樹種的抗旱能力順序?yàn)橛退桑驹粕迹緜?cè)柏，可為遼西地區(qū)造林提供一定的參考依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

［1］高揚(yáng)，張剛，秦桂芳等.發(fā)展遼西市“兩高一優(yōu)”林業(yè)的必由之路——對(duì)調(diào)整樹種結(jié)構(gòu)的探討[J].遼寧林業(yè)科技，1993,（6）:53-56.

［2］楊泱，冷平生，張博等.3種邊坡綠化植物抗旱性研究[J].中國農(nóng)學(xué)通報(bào)，2010,26（13）：272-278.

［3］高俊鳳.植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書[M].北京：高等教育出版社，2006.

［4］李合生.植物生理生化試驗(yàn)原理和技術(shù)[M].北京：高等教育出版社，2000:134-263.

［5］王紅梅，包維楷，李芳蘭.不同干旱脅迫強(qiáng)度下白刺花幼苗葉片的生理生化反應(yīng) [J].應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報(bào)，2008，14(6):757-762.

［6］張剛.油松的抗旱性研究[D].西北農(nóng)林科技大學(xué)碩士學(xué)位論文，2014.