陳博雯，袁劍英，覃子海，張 燁，肖玉菲，張曉寧，劉海龍

（1.廣西壯族自治區(qū)林業(yè)科學(xué)研究院，國(guó)家林業(yè)局中南速生材繁育實(shí)驗(yàn)室，廣西優(yōu)良用材林資源培育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣西南寧530002；2.廣西國(guó)有高峰林場(chǎng)，廣西南寧530002）

澳洲茶樹(shù)（Melaleuca alternifolia）又名互葉白千層，俗稱(chēng)茶樹(shù)，原產(chǎn)于澳大利亞[1]，20世紀(jì)90年代初與桉樹(shù)同期引種到我國(guó)[2]，以其枝葉為原料提取的揮發(fā)性精油即為茶樹(shù)油，是一種用途廣泛的高價(jià)值植物精油產(chǎn)品[3]。

澳洲茶樹(shù)精油通過(guò)枝葉經(jīng)過(guò)加工獲得，枝葉的生物量和含油率直接影響到精油的產(chǎn)量。在澳洲茶樹(shù)林分經(jīng)營(yíng)中，除了選用高生物量、高含油率的優(yōu)良種苗外，撫育措施是否得當(dāng)也是關(guān)系到枝葉產(chǎn)量的重要因素。目前，澳洲茶樹(shù)在廣東、廣西、福建、云南、貴州、四川等省份已有較大面積的推廣種植，但非常遺憾的是，澳洲茶樹(shù)尚未建立專(zhuān)門(mén)、系統(tǒng)的種植模式，大多只是簡(jiǎn)單沿用其他林木種植技術(shù)，導(dǎo)致林分的枝葉產(chǎn)量未能最大化，無(wú)法充分體現(xiàn)澳洲茶樹(shù)的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。目前急需對(duì)澳洲茶樹(shù)的需水、需肥以及萌發(fā)生長(zhǎng)規(guī)律進(jìn)行科學(xué)細(xì)致的研究，提出一套合理高效的澳洲茶樹(shù)短周期工業(yè)原料林經(jīng)營(yíng)模式，為澳洲茶樹(shù)林分經(jīng)營(yíng)提供技術(shù)指導(dǎo)。對(duì)此，劉海龍等[4-7]已經(jīng)對(duì)澳洲茶樹(shù)的需肥規(guī)律進(jìn)行了充分的研究，并研發(fā)了澳洲茶樹(shù)不同階段專(zhuān)用肥。莫昭展等[8]針對(duì)水分脅迫下澳洲茶樹(shù)產(chǎn)油率和油質(zhì)量變化展開(kāi)研究，結(jié)果表明，土壤水分對(duì)產(chǎn)油率和精油組分均有顯著影響。此外，針對(duì)澳洲茶樹(shù)種植中的水分需求規(guī)律尚未有系統(tǒng)研究。

本研究對(duì)澳洲茶樹(shù)在淹水脅迫下的內(nèi)源激素動(dòng)態(tài)變化規(guī)律展開(kāi)研究，意在闡明淹水脅迫對(duì)澳洲茶樹(shù)生長(zhǎng)的影響，為澳洲茶樹(shù)生產(chǎn)上的合理用水提供理論基礎(chǔ)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試材料為廣西林業(yè)科學(xué)研究院培育的4-松油醇型澳洲茶樹(shù)組培苗1年生苗木，栽植在直徑40 cm的植樹(shù)袋內(nèi)，基質(zhì)為紅心土。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 脅迫試驗(yàn) 選擇健康、長(zhǎng)勢(shì)旺盛的1年生苗木用于淹水脅迫試驗(yàn)。將苗木移入具有遮雨頂棚的育苗大棚內(nèi)，正常淋水7 d后，將培育苗木的無(wú)紡布植樹(shù)袋置于注滿(mǎn)水的塑料桶中開(kāi)始進(jìn)行淹水脅迫處理。脅迫處理開(kāi)始當(dāng)天記為0 d，此后每天檢查桶內(nèi)水位，保持水面高過(guò)土壤表面5 cm左右。隔天10：00取樣進(jìn)行土壤含水率、激素含量等參試指標(biāo)的檢測(cè)，記為2，4，6 d等直至試驗(yàn)結(jié)束。每次取樣設(shè)3個(gè)重復(fù)。

1.2.2 土壤含水率檢測(cè) 采用小鏟移除表層土壤，采集10～15 cm深處的土壤約10 g用于檢測(cè)，每次采樣時(shí)避免傷及根系，采樣后將表層土壤回覆平整。采集土壤后稱(chēng)質(zhì)量記錄為M1，后置于90℃烘箱中烘干至恒質(zhì)量，稱(chēng)質(zhì)量記錄為M2，土壤含水率＝（M2－M1）/M1。每次取樣設(shè)3個(gè)重復(fù)。

1.2.3 葉綠素含量檢測(cè) 選擇健康葉片采用SPAD502 Plus葉綠素測(cè)量?jī)x進(jìn)行檢測(cè)，每株植株分別在上、中、下層選擇東、南、西、北4個(gè)方向的葉片檢測(cè)后計(jì)算平均值，并測(cè)3個(gè)重復(fù)。

1.2.4 葉片內(nèi)源激素含量檢測(cè) 選擇健康葉片對(duì)ZR，GA3，IAA，ABA激素含量進(jìn)行檢測(cè)，采用中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)化控室提供的植物激素酶聯(lián)免疫分析試劑盒按照說(shuō)明書(shū)操作，每次取樣設(shè)3個(gè)重復(fù)。

1.3 數(shù)據(jù)處理

利用SPSS 17.0和Microsoft Excel軟件對(duì)試驗(yàn)中取得的3次重復(fù)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 淹水脅迫效果評(píng)價(jià)

本研究通過(guò)檢測(cè)脅迫過(guò)程中的土壤含水率對(duì)脅迫效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，同時(shí)檢測(cè)葉片葉綠素含量并觀察植株生長(zhǎng)形態(tài)的變化，用于評(píng)價(jià)植株生長(zhǎng)活力。

從圖1可以看出，淹水處理后，土壤含水率提高并維持在53.39%～60.07%，而正常育苗情況下，土壤含水率在45%左右，說(shuō)明試驗(yàn)方案的淹水效果較為明顯。葉綠素含量檢測(cè)結(jié)果顯示，淹水處理后澳洲茶樹(shù)葉片葉綠素含量呈先升高后降低趨勢(shì)，后期雖有降低，但仍高于0 d水平。其中，16 d時(shí)的葉綠素含量達(dá)到最高，較0 d升高47.57%（圖2）。

從植株生長(zhǎng)形態(tài)來(lái)看，2 d時(shí)植株葉片葉色較0 d更為翠綠，葉綠素含量略為提高，在隨后的幾天中葉綠素含量也逐漸升高，反映出植株較為旺盛的代謝水平，推測(cè)較高的土壤含水率似乎對(duì)澳洲茶樹(shù)的生長(zhǎng)更為有利。14 d時(shí)澳洲茶樹(shù)開(kāi)始萌發(fā)出幼嫩的頂芽，說(shuō)明在淹水條件下，澳洲茶樹(shù)仍可以保持正常生長(zhǎng)，并且淹水處理不影響澳洲茶樹(shù)的萌芽生長(zhǎng)。同時(shí)，新芽的萌發(fā)對(duì)植物是一種較大的營(yíng)養(yǎng)消耗，可能會(huì)降低植物的其他代謝水平，推測(cè)可能是造成16 d后植株葉綠素含量降低的主要原因。

2.2 淹水脅迫過(guò)程中內(nèi)源激素含量的動(dòng)態(tài)變化

ABA是一種天然植物內(nèi)源激素，在干旱、淹水、寒冷等逆境條件下會(huì)作為應(yīng)答信號(hào)啟動(dòng)植物的抗逆調(diào)節(jié)機(jī)制[9-11]。大多數(shù)研究認(rèn)為，在干旱條件下，植物通過(guò)提高內(nèi)源ABA水平誘導(dǎo)氣孔關(guān)閉等生理機(jī)制來(lái)應(yīng)對(duì)干旱脅迫[12]，而針對(duì)淹水脅迫下ABA反應(yīng)機(jī)制的觀點(diǎn)則并不統(tǒng)一。有研究表明，在淹水脅迫下，ABA含量增加，通過(guò)與受體結(jié)合等方式增強(qiáng)植物對(duì)脅迫的抵抗能力[13]，也有研究指出，淹水脅迫下ABA含量迅速下降[14]，總而言之，土壤水分含量不適宜植物生長(zhǎng)時(shí)，植物會(huì)通過(guò)調(diào)節(jié)內(nèi)源ABA含量對(duì)環(huán)境脅迫做出應(yīng)答。從激素生理功能角度分析，ABA具有抑制葉片生長(zhǎng)、關(guān)閉氣孔、降低光合速率的作用，對(duì)植物生長(zhǎng)更多的是負(fù)面作用，在植物進(jìn)入旺盛生長(zhǎng)期時(shí)，ABA水平會(huì)逐漸降低，以減弱其對(duì)生長(zhǎng)的負(fù)面影響，但不同于逆境條件下的是，自然狀態(tài)下ABA的降幅大多是緩慢平穩(wěn)的[15-17]。

從圖3可以看出，16 d之前ABA含量略有升高，但差異并未達(dá)到顯著水平。而16 d之后，ABA含量呈緩慢下降趨勢(shì)，但降幅較小，34 d時(shí)最高降幅為13.99%。結(jié)合植株生長(zhǎng)形態(tài)觀測(cè)和葉綠素含量檢測(cè)結(jié)果分析，在16 d之前，澳洲茶樹(shù)的生長(zhǎng)并未因淹水脅迫而發(fā)生改變，似乎這種程度的淹水處理對(duì)植株來(lái)說(shuō)并未達(dá)到脅迫的程度，故ABA含量并未呈現(xiàn)大幅的應(yīng)激變化。14 d時(shí)植株已經(jīng)萌發(fā)出了新芽，說(shuō)明植株已經(jīng)適應(yīng)了土壤環(huán)境的變化并開(kāi)始進(jìn)入旺盛生長(zhǎng)期，這也對(duì)應(yīng)著16 d后ABA含量開(kāi)始緩慢降低，提示植株內(nèi)源激素的動(dòng)態(tài)平衡已經(jīng)發(fā)生了變化。

ZR，GA3和IAA在某種程度上說(shuō)是3種作用相似的天然植物內(nèi)源激素，其共同的作用是促進(jìn)植株的生長(zhǎng)發(fā)育，差異在于ZR主要促進(jìn)細(xì)胞的分裂與擴(kuò)大，GA3促進(jìn)莖的伸長(zhǎng)和花果形成[16]，IAA則兼具調(diào)節(jié)根系代謝的作用。植物體內(nèi)的內(nèi)源激素處于一種動(dòng)態(tài)平衡之中，隨著植株內(nèi)外雙重環(huán)境的變化，激素之間的比例發(fā)生變化，朝著更利于植物生長(zhǎng)的方向協(xié)同調(diào)節(jié)[18]。在環(huán)境適宜的情況下，促進(jìn)生長(zhǎng)的激素水平升高，抑制生長(zhǎng)的激素水平降低，造成二者比值呈升高趨勢(shì)，往往被作為植物旺盛生長(zhǎng)的表型指征之一[19]。本研究結(jié)果表明，淹水脅迫后，IAA含量在8 d后開(kāi)始升高（圖4），GA3含量在16 d后開(kāi)始升高（圖5），ZR含量在18 d后開(kāi)始升高（圖6），提示在8 d后植物對(duì)淹水環(huán)境已基本適應(yīng)，內(nèi)源激素的平衡開(kāi)始朝向促進(jìn)生長(zhǎng)的方向移動(dòng)。18 d后，3種促進(jìn)生長(zhǎng)的激素水平都呈升高趨勢(shì)，同時(shí)，16 d后ABA的含量已開(kāi)始下降，2個(gè)方面的因素共同造成（ZR＋GA3＋I(xiàn)AA）/ABA的值自16 d后開(kāi)始逐漸升高（圖7），說(shuō)明從16 d后，植株已經(jīng)完全克服了淹水脅迫的環(huán)境壓力，進(jìn)入旺盛生長(zhǎng)的狀態(tài)，而植株自14 d后已開(kāi)始萌發(fā)新芽這一直觀表現(xiàn)，也與以上研究結(jié)果相符。

3 結(jié)論

本研究對(duì)澳洲茶樹(shù)在淹水脅迫過(guò)程中的內(nèi)源激素動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行研究，結(jié)果表明，在淹水脅迫前期，ZR，GA3，IAA和ABA這4種內(nèi)源激素含量都呈小幅波動(dòng)，而脅迫中、后期，ZR，GA3，IAA 3 種促進(jìn)植株生長(zhǎng)的激素含量整體呈升高趨勢(shì)，ABA含量則呈下降趨勢(shì)，（ZR＋GA3＋I(xiàn)AA）/ABA的值也逐漸升高。內(nèi)源激素的動(dòng)態(tài)表明，脅迫中、后期植株生長(zhǎng)逐漸增強(qiáng)，同時(shí)脅迫中、后期植株形態(tài)上觀測(cè)到新芽的萌發(fā)，這說(shuō)明淹水脅迫僅僅對(duì)澳洲茶樹(shù)形成了短暫的逆境脅迫，澳洲茶樹(shù)通過(guò)自身的生理代謝調(diào)節(jié)機(jī)制在7～14 d內(nèi)適應(yīng)并克服了這種逆境脅迫。本研究結(jié)果表明，澳洲茶樹(shù)對(duì)淹水脅迫的耐受性較強(qiáng)，在50%以上含水率的土壤條件下，經(jīng)過(guò)短暫的適應(yīng)期后，幾乎可以正常生長(zhǎng)。本研究中土壤由于其自身的物理特性，雖含水率最高僅達(dá)到60.07%，但研究中淹水脅迫處理?xiàng)l件已經(jīng)非常苛刻，已達(dá)到實(shí)際生產(chǎn)中的淹水極限，研究結(jié)果對(duì)澳洲茶樹(shù)栽培應(yīng)用中的水分控制具有一定的指導(dǎo)意義。

在后續(xù)研究中，一方面需要對(duì)澳洲茶樹(shù)的根系、葉片解剖結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀測(cè)，分析其耐受淹水脅迫的結(jié)構(gòu)性因素，另一方面可采用水培等研究方法，探討澳洲茶樹(shù)在更高含水率條件下的內(nèi)源激素動(dòng)態(tài)變化，更進(jìn)一步揭示其對(duì)淹水脅迫的響應(yīng)機(jī)制。