劉丙花，趙登超，梁 靜，舒秀閣，賈 明，王小芳

（山東省林業(yè)科學(xué)研究院，山東 濟南 250014）

隨著全球氣候變化的加劇，干旱已成為世界許多地區(qū)農(nóng)林產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要限制因素之一[1-2]。核桃Juglans regiaL.是重要的堅果和木本油料樹種，核桃產(chǎn)業(yè)已成為中國許多地方的支柱產(chǎn)業(yè)，在調(diào)整農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)、增加農(nóng)民收入、出口創(chuàng)匯及保障國家糧油安全和生態(tài)安全方面發(fā)揮著越來越重要的作用，被列為國家戰(zhàn)略性樹種之一[3]。核桃多種植在土壤貧瘠的淺山丘陵地區(qū)，水資源匱乏直接影響核桃產(chǎn)量和質(zhì)量的提高，加之長期使用實生苗和傳統(tǒng)砧木等原因，核桃種植存在產(chǎn)量低、品質(zhì)差等問題，這是制約我國核桃產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。因此，在工程技術(shù)抗旱成本較高和山地果園供水不足的情況下，評價、篩選核桃優(yōu)良抗旱砧木，是水資源短缺日益嚴(yán)重條件下提升中國核桃產(chǎn)業(yè)化發(fā)展水平的重要途徑。

優(yōu)良核桃砧木是保障核桃優(yōu)質(zhì)豐產(chǎn)的前提。大量研究表明，核桃砧木對其嫁接品種的生長發(fā)育、抗逆性、果實產(chǎn)量與品質(zhì)等有重要影響[4-6]。王建義[7]以種植在山西典型黃土丘陵區(qū)交城縣的12個核桃砧木品種為研究對象，通過調(diào)查種子出苗率、苗高和地徑的生長量、抽梢率、抗病蟲性等指標(biāo)，對其品種特性展開研究，分析比較不同品種砧木對當(dāng)?shù)氐倪m應(yīng)性。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)?shù)卣枘酒贩N晉RS系整體表現(xiàn)顯著優(yōu)于國外引進品種。李惠等[4]研究了‘中寧強’‘中寧異’、北加州黑核桃和普通核桃4種核桃砧木對‘綠嶺’幼樹葉片光合特性及葉綠素?zé)晒馓匦缘挠绊懀C合評價了4種砧木‘綠嶺’核桃葉片的光合熒光特性，普通核桃的綜合評價值最高，‘中寧強’次之，‘中寧異’再次，北加州黑核桃最低。孟炳南等[5]以大田栽培的4年生核桃雜交種‘中寧異’‘中寧強’‘中寧奇’、黑核桃和實生核桃砧木嫁接核桃優(yōu)系‘上14’作為試材，對嫁接苗的光合特性進行了研究和評定。結(jié)果表明，‘中寧奇’‘中寧強’和‘中寧異’是在一定程度上可以提高核桃接穗光合特性的砧木資源。我國核桃砧木培育研究起步較晚[8-10]，與其他果樹（葡萄、柑橘、蘋果）砧木相比，核桃砧木的培育、評價及應(yīng)用研究有待加強。

本研究中以4個核桃砧木品種為試驗材料，在干旱條件下開展盆栽試驗，通過測定與抗旱性相關(guān)的生長及生理指標(biāo)，采用模糊數(shù)學(xué)隸屬函數(shù)法對4個砧木品種實生幼苗的抗旱性進行綜合評價，以期為核桃砧木抗旱種質(zhì)的篩選和抗旱育種提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

2016—2017年，在山東省濟南市山東省林業(yè)科學(xué)研究院實驗室和苗木生產(chǎn)繁育基地（36°40′N、117°00′E）進行試驗。選擇大小均勻且無蟲害的‘香玲’‘核桃楸’‘雞爪綿’和‘黑核桃’種子，分別置于50 L的水桶中，注入清水（水面高于種子），進行浸種處理7～10 d，每天換1次水。選擇晴朗的天氣，將種子取出平攤于室外水泥地面，暴曬3 h 使其開裂，將開裂的種子與河沙按體積比1∶5混勻，室溫下每天噴水，保持濕度65%～75%，進行催芽。待種子長出白色嫩根后，播種于輕基質(zhì)無紡布容器內(nèi)，置于日光溫室，進行常規(guī)的水肥管理。

1.2 試驗設(shè)計

待幼苗長至5～7個功能葉片時，每種核桃砧木選取長勢均勻一致的植株30株用于試驗。其中，15株進行干旱處理，保持盆中土壤含水量為飽和含水量的45%～55%；15株作為對照，進行正常供水，保持盆中土壤相對含水量為飽和含水量的65%～75%。每3株為1個重復(fù)，每個處理設(shè)5個重復(fù)。為減少表層土的水分蒸發(fā)，每盆表面覆蓋2～3 cm細(xì)沙，采用稱重法測定每個處理的土壤表面蒸發(fā)失水量。試驗周期為2個月。

1.3 測定方法

1.3.1 生長指標(biāo)

于處理開始與結(jié)束時，分別對不同處理的不同品種核桃砧木幼苗的生長指標(biāo)進行測定。用米尺，（1 mm）測定株高（從土壤表面至主干頂芽），用電子游標(biāo)卡尺（0.001 mm）在主干與土壤表面接觸處測定地徑。然后，將其分別拔出、洗凈，分為根、莖和葉3部分，放入105 ℃烘箱殺青，然后于70 ℃烘干至恒質(zhì)量，分別得到處理開始（mi）和處理結(jié)束時（mf）各部分干質(zhì)量總和，表示生物量。

Rh=(lnHf-lnHi)/(tf-ti)；

Rg=(lnDf-lnDi)/(tf-ti)；

R=(lnmf-lnmi)/(tf-ti)。

式中：Rh、Rg、R分別為株高相對生長速率、地徑相對生長速率、相對生長速率；Hi、Di和mi分別為處理開始時植株的高度、地徑和干物質(zhì)質(zhì)量；Hf、Df和mf分別為處理結(jié)束時植株的高度、地徑和干物質(zhì)質(zhì)量；(tf-ti)為2次測量時間間隔。

1.3.2 長期水分利用效率

長期水分利用效率（RLWUE）為試驗期間植株生物產(chǎn)量與其蒸騰失水總量之比。

RLWUE=(mf-mi)/mt。

式中，mt為植株的蒸騰失水總量。

1.3.3 葉片光合作用參數(shù)

光合作用參數(shù)的測定參照Liu等[11]的方法，于干旱處理試驗結(jié)束時，采用Li-6400 XT便攜式光合測量系統(tǒng)（Li-Cor Inc.，USA），在晴天的9:00—11:00選取距主干頂部第3～4片成熟葉片進行測定。采用紅藍LED光源，光強設(shè)為1 300 μmol/(m2·s)，葉片溫度(28.7±1.0) ℃，葉片周圍水汽壓為(1.30±0.15) kPa。測定的光合作用參數(shù)主要包括凈光合速率（Pn）、蒸騰速率（Tr）、氣孔導(dǎo)度（Gs）和胞間CO2濃度（Ci）。瞬時水分利用效率（RIWUE）為Pn/Tr。

1.3.4 葉片葉綠素?zé)晒鈪?shù)

葉片葉綠素含量（Cchl）的測定參照李合生[12]的方法。

參照劉丙花等[13]的方法，于干旱處理試驗結(jié)束時利用FMS-2型脈沖調(diào)制式熒光儀（Hansatech，UK），測定不同處理不同品種核桃砧木葉片的葉綠素?zé)晒鈪?shù)。葉片選取方法同1.3.3，測定時間為晴天的9:00—11:00，暗適應(yīng)時間為20 min。測定的葉綠素?zé)晒鈪?shù)主要包括自然光光適應(yīng)下最大熒光（Fm′）、穩(wěn)態(tài)熒光（Fs）、光系統(tǒng)Ⅱ有效光化學(xué)量子產(chǎn)量（Fv′/Fm′）和暗適應(yīng)后的最大熒光（Fm）、初始熒光（Fo）。

計算光系統(tǒng)Ⅱ的最大光化學(xué)效率（Fv/Fm）、光化學(xué)猝滅系數(shù)（CPQ）和光系統(tǒng)Ⅱ的實際光化學(xué)效率ФPSⅡ，公式如下。

Fv/Fm=(Fm-Fo)/Fm；

CPQ=(Fm′-Ft)/(Fm′-Fo)；

ФPSⅡ=(Fm′-Ft)/(Fm′-F0′)。

式中，F(xiàn)t為任意時間的實際熒光產(chǎn)量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

各個生理指標(biāo)的脅迫變化幅度均為干旱植株測量值與對照植株測量值的比較。每個指標(biāo)的測定設(shè)5次重復(fù)，數(shù)據(jù)為5次重復(fù)的平均值±標(biāo)準(zhǔn)方差（SD）。

采用Microsoft Excel 2007和DPS7.5統(tǒng)計分析軟件對試驗數(shù)據(jù)進行方差分析（Two-way ANOVA），用最小顯著差異法（LSD）比較不同品種核桃砧木幼苗同一指標(biāo)的差異。

1.5 隸屬函數(shù)評價法

采用模糊數(shù)學(xué)隸屬函數(shù)法對4個品種核桃砧木幼苗的各項抗旱性相關(guān)的生長及生理指標(biāo)進行綜合分析，確定各指標(biāo)對耐旱性影響的程度。通過比較各砧木所有測定指標(biāo)隸屬函數(shù)值的平均值，確定其抗旱性強弱，平均值越大，則抗旱性越強。

指標(biāo)與抗旱性呈正相關(guān)時，隸屬函數(shù)值計算公式為

Vm=(Xi-Xmin)/(Xmax-Xmin)；

指標(biāo)與抗旱性呈負(fù)相關(guān)時，隸屬函數(shù)值計算公式為

Vm′=1-(Xi-Xmin)/(Xmax-Xmin)。

式中，Xi為指標(biāo)i的測定值，Xmin和Xmax分別為所有參試材料指標(biāo)i的最小值和最大值。

2 結(jié)果與分析

2.1 干旱對不同品種核桃砧木幼苗相對生長速率和長期水分利用效率的影響

干旱對不同品種核桃砧木幼苗相對生長速率和長期水分利用效率的影響見表1。由表1可知，2種供水條件下，不同核桃砧木品種間R、Rh、Rg和RLWUE均存在顯著差異（P≤0.001）。正常供水條件下，‘雞爪綿’的R、Rh、Rg和RLWUE均最大，分別為1.32 mg/d、1.20 cm/d、0.10 mm/d和 60.71 g/L，其次為‘香玲’，分別為1.26 mg/d、1.15 cm/d、0.08 mm/d和56.27 g/L，‘黑核桃’的R和RLWUE均最小，分別為0.95 mg/d和39.74 g/L，‘核桃楸’的Rh和Rg最小，分別為0.89 cm/d和0.04 mm/d。干旱脅迫條件下，‘雞爪綿’的R、Rg和RLWUE均最大，分別為0.92 mg/d、0.06 mm/d和70.24 g/L，其次為‘香玲’，分別為0.81 mg/d、0.05 mm/d和62.05 g/L，‘香玲’的Rh最大，為 0.77 cm/d，‘黑核桃’的R、Rh、Rg和RLWUE均最小，分別為0.33 mg/d、0.47 cm/d、0.01 mm/d和42.07 g/L。

干旱處理均顯著降低了砧木幼苗的R、Rh和Rg（P≤0.001），顯著提高了RLWUE（P≤0.001）。R、Rh和Rg降低幅度最大的均為‘黑核桃’，分別為65.26%、54.37%和80.00%，降低幅度最小的分別為‘雞爪綿’（30.30%）、‘香玲’（33.04%）和‘香玲’（37.50%）。RLWUE提高幅度最大的為‘核桃楸’（16.20%），其次是‘雞爪綿’（15.70%）和‘香玲’（10.27%），‘黑核桃’的提高幅度最小，僅為5.86%。說明‘黑核桃’對干旱最為敏感，不耐旱，‘香玲’和‘雞爪綿’受干旱的影響較小，較能忍受干旱脅迫。

2.2 干旱對不同品種核桃砧木幼苗光合參數(shù)和瞬時水分利用效率的影響

干旱對不同品種核桃砧木幼苗葉片光合參數(shù)和瞬時水分利用效率的影響見表2。由表2可知，2種供水條件下，不同核桃砧木品種間Pn（P≤0.01）、Tr（P≤0.01）、Gs（P≤0.01）、Ci（P≤0.05）和RIWUE（P≤0.01）均存在顯著差異。正常供水條件下，‘雞爪綿’的Pn、Tr、Gs和Ci均最大，分別為19.71 μmol/(m2·s)、6.50 mmol/(m2·s)、0.34 mmol/(m2·s)和343.72 μmol/mol，‘黑核桃’的Pn、Gs和Ci均最小，分別為16.37 μmol/(m2·s)、0.27 mmol/(m2·s)和190.30 μmol/mol，‘香玲’的Tr最小，為5.26 mmol/(m2·s)，RIWUE最大的為‘核桃楸’（3.20 μmol/mmol），其次是‘香玲’ （3.12 μmol/mmol）、‘雞爪綿’（2.95 μmol/mmol）、‘黑核桃’（2.78 μmol/mmol）。干旱條件下，‘雞爪綿’的Pn、Tr、Gs和Ci均最大，分別為 15.22 μmol/(m2·s)、4.43 mmol/(m2·s)、0.26 mmol/(m2·s)和314.65 μmol/mol，‘黑核桃’的Pn、Tr、Gs和Ci均最小，分別為10.55 μmol/(m2·s)、2.76 mmol/(m2·s)、0.13 mmol/(m2·s)和 158.04 μmol/mol，RIWUE最大的為‘香玲’（3.47 μmol/mmol），其次是‘雞爪綿’（3.44 μmol/mmol）、‘核桃楸’（3.42 μmol/mmol）、‘黑核桃’（2.93 μmol/mmol）。

表1 干旱對不同品種核桃砧木幼苗相對生長速率和長期水分利用效率的影響?Table 1 Effects of drought stress on relative growth rates and long-term water use efficiencies of different cultivars of walnut rootstock seedlings

干旱顯著降低了幼苗葉片的Pn（P≤0.05）、Tr（P≤0.01）、Gs（P≤0.05）和Ci（P≤0.05），顯著提高了RIWUE（P≤0.05）?！诤颂摇腃chl、Pn、Tr、Gs和Ci降低幅度均最大，分別為54.55%、35.55%、49.82%、51.85%和16.95%；‘雞爪綿’的Pn、Tr、Gs和Ci降低幅度均最小，分別為22.78%、31.85%、23.53%和8.46%，Tr的降低幅度明顯大于Pn，導(dǎo)致了RIWUE的提高。RIWUE提高幅度最大的是‘雞爪綿’（16.61%），然后依次是‘香玲’（11.22%）、‘核桃楸’（6.88%）、‘黑核桃’（5.40%）。結(jié)果表明，‘黑核桃’幼苗葉片的光合作用對干旱脅迫最敏感，對干旱的適應(yīng)能力最差，而干旱脅迫對‘雞爪綿’光合性能影響最小，‘雞爪綿’表現(xiàn)出了最好的干旱適應(yīng)能力。

2.3 干旱對不同品種核桃砧木幼苗葉片葉綠素含量和葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響

干旱對不同品種核桃砧木幼苗葉片葉綠素含量和葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響見表3。由表3可知，2種供水條件下，不同核桃砧木品種間Cchl（P≤0.05）、Fv/Fm（P≤0.001）、Fv′/Fm′（P≤0.001）、CPQ（P≤0.001）和ΦPSⅡ（P≤0.001）均存在顯著差異。正常供水和干旱條件下，‘雞爪綿’的Cchl、Fv/Fm、Fv′/Fm′、CPQ和ΦPSⅡ均最大，分別為3.74和2.82 mg/g、0.85和0.79、0.62和0.59、0.80和0.91、2.73和2.29；‘黑核桃’的Cchl、Fv/Fm、Fv′/Fm′、CPQ和ΦPSⅡ均最小，分別為2.31和1.05 mg/g、0.82和0.71、0.53和0.47、0.75和0.81、2.27和1.62。

表2 干旱對不同品種核桃砧木幼苗葉片光合參數(shù)和瞬時水分利用效率的影響?Table 2 Effects of drought stress on photosynthetic parameters and instantaneous water use efficiencies of different cultivars of walnut rootstock seedlings品種Cultivar Pn /(μmol·m-2s-1)Tr /(mmol·m-2s-1)Gs /(mmol·m-2s-1)Ci /(μmol·mol-1)RIWUE /(μmol·mmol-1)CK DT AV /%CK DT AV /%CK DT AV /%CK DT AV /%CK DT AV /%香玲Xiangling 17.46±3.13 b 11.60±1.26 de-33.56 5.26±0.88 bc3.34±1.00 de-36.50 0.29±0.06 b 0.21±0.05 cd-27.59 317.08±52.13 ab 280.16±16.77 bc-11.64 3.12±0.11 c 3.47±0.08 a 11.22桃楸核Hetaoqiu 18.27±1.98 ab12.04±2.70 de-34.10 5.71±1.23 b 3.52±0.47 d-38.35 0.30±0.13 b 0.22±0.08 cd-26.67 264.50±11.39 bc230.12±20.00 cd-13.00 3.20±0.25 d3.42±0.32 ab6.88雞爪綿Jizhuamian 19.71±2.83 a 15.22±1.00 c-22.78 6.50±1.19 a 4.43±0.92 c-31.85 0.34±0.07 a 0.26±0.01 bc-23.53 343.72±9.42 a 314.65±10.17 ab-8.46 2.95±0.07 de3.44±0.30 a 16.61黑核桃Black walnut 16.37±2.49 bc10.55±2.13 e-35.55 5.50±1.11 b 2.76±0.72 e-49.82 0.27±0.09 bc0.13±0.02 e-51.85 190.30±14.45 de 158.04±6.19 e-16.95 2.78±0.07 e2.93±0.12 de5.40 F砧木3.14**3.62**6.27**10.02*10.38**F干旱7.88*11.36**6.42*13.75*6.84*F砧木×F干旱10.03*2.22 9.56*12.17**3.28? Pn：凈光合速率；Tr：蒸騰速率；Gs：氣孔導(dǎo)度；Ci：胞間CO2濃度；RIWUE：瞬時水分利用效率。下同。Pn:net photosynthetic rate; Tr:transpiration rate; Gs:stomatal conductance; Ci:intercellular CO2 concentration; RIWUE:instantaneous water use efficiency. The same below.

表3 干旱對不同品種核桃砧木幼苗葉片葉綠素含量和葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響?Table 3 Effects of drought stress on chlorophyll contents and chlorophyll fluorescence parameters of different cultivars of walnut rootstock seedlings品種Cultivar Cchl /(mg·g-1)Fv/Fm Fv'/Fm'CPQ ΦPSⅡCK DT AV /%CK DT AV /%CK DT AV /%CK DT AV /%CK DT AV /%香玲Xiangling 3.62±0.17 a 2.74±0.20 bc-24.31 0.84±0.06 ab 0.78±0.05 c-7.14 0.61±0.03 ab 0.57±0.01 bc-6.56 0.77±0.02 de 0.89±0 ab 15.58 2.69±0.23 a 2.15±0.05 c-20.07桃楸核Hetaoqiu 2.87±0.25 bc2.07±0.01 cd-27.87 0.82±0.11 b 0.75±0.02 d-8.54 0.62±0.01 a 0.57±0.02 bc-8.06 0.77±0.01 de0.85±0.01 bc10.39 2.56±0.08 ab1.97±0.10 cd-23.05雞爪綿Jizhuamian 3.74±0.18 a 2.82±0.22 bc-24.60 0.85±0.07 a 0.79±0.04 bc-7.06 0.62±0 a 0.59±0.01 b-4.84 0.80±0.03 d 0.91±0 a 13.75 2.73±0.12 a 2.29±0.08 bc-16.12黑核桃Black walnut 2.31±0.27 c 1.05±0.30 e-54.55 0.82±0.01 b 0.71±0.05 e-13.41 0.53±0.01 cd 0.47±0.01 e-11.32 0.75±0.01 e 0.81±0.01 cd 8.00 2.27±0.03 bc1.62±0.01 e-28.63 F砧木5.33*4.26***9.73***5.11***12.53***F干旱17.25***5.57**16.28**7.59***16.42***F砧木×F干旱6.74*9.73**11.41**9.06**7.17**? Cchl：葉綠素含量；Fv/Fm：PSⅡ的最大光化學(xué)效率；Fv′/Fm′：PSⅡ有效化學(xué)量子產(chǎn)量；CPQ：光化學(xué)猝滅系數(shù)；ΦPSⅡ：PSⅡ?qū)嶋H光化學(xué)效率。下同。Cchl:chlorophyll content; Fv/Fm:maximum photochemical efficiency of PSⅡ光; Fv′/Fm′: effective photochemical quantum yield of PSⅡ的; CPQ:photochemical quenching coefficient; ΦPSⅡ:actual photochemical efficiency of PSⅡ.The same below.

干旱顯著降低了幼苗葉片的Cchl（P≤0.001）、Fv/Fm（P≤0.01）、Fv′/Fm′（P≤0.01）和ΦPSⅡ（P≤0.001），其中‘雞爪綿’的Fv/Fm、Fv′/Fm′和ΦPSⅡ降幅最?。ǚ謩e為7.06%、4.84%和16.12%），然后依次是‘香玲’（分別為7.14%、6.56%和20.07%）、‘核桃楸’（分別為8.54%、8.06%和23.05%）和‘黑核桃’（分別為13.41%、11.32%和28.63%），‘黑核桃’的Cchl降低幅度最大，為54.55%。干旱顯著增加了CPQ（P≤0.001），其中‘香玲’的增幅最大（15.58%），然后依次是‘雞爪綿’（13.75%）、‘核桃楸’（10.39%）、‘黑核桃’（8.00%）。結(jié)果表明，‘雞爪綿’和‘香玲’砧木幼苗葉片的葉綠素?zé)晒鈪?shù)受干旱脅迫影響最小，具有較高的干旱忍受能力，‘黑核桃’砧木幼苗葉片的葉綠素?zé)晒鈪?shù)受干旱脅迫影響最大，干旱忍受能力最弱。

2.4 不同品種核桃砧木幼苗抗旱性綜合評價

植物抗旱性是一個復(fù)合性狀，單一指標(biāo)并不能說明抗旱性強弱。本研究中基于干旱條件下14個生長和生理指標(biāo)的變化，采用模糊數(shù)學(xué)的隸屬函數(shù)法對4個品種核桃砧木幼苗的抗旱性進行綜合評價，結(jié)果見表4。根據(jù)各指標(biāo)隸屬函數(shù)平均值對不同核桃砧木幼苗的抗旱性進行排序，抗旱性由強到弱依次為‘雞爪綿’‘香玲’‘核桃楸’‘黑核桃’。

表4 干旱條件下不同品種核桃實生砧木幼苗各指標(biāo)的隸屬函數(shù)值及抗旱性評價Table 4 Subordinate function values and drought resistance evaluation of different cultivars of walnut rootstock seedlings under drought condition

3 結(jié)論與討論

3.1 不同品種核桃砧木幼苗對干旱脅迫的響應(yīng)

干旱限制植物的生存、生長和生產(chǎn)，植物通過改變自身形態(tài)學(xué)、生理學(xué)和分子生物學(xué)代謝機制來適應(yīng)水分虧缺[1,14-16]。本研究中干旱顯著抑制了核桃砧木幼苗的生長，主要表現(xiàn)為R、Rh和Rg的顯著降低，且抑制程度存在較大的品種間差異，與Vahdati等[17]、Aletà等[18]和Gauthier等[19]的研究結(jié)果一致。植物相對生長速率是反映植物生命力和植物逆境響應(yīng)能力的重要指標(biāo)[20]。本研究中‘雞爪綿’這些指標(biāo)受抑程度最小，表現(xiàn)為最強的干旱適應(yīng)能力，其次是‘香玲’，‘黑核桃’受抑程度最大，說明其干旱適應(yīng)能力最差。

葉片是植物進行光合和蒸騰作用的主要器官，光化學(xué)特性的改變是葉片響應(yīng)干旱的重要調(diào)節(jié)機制[14-15]。葉綠素是綠色植物進行光合作用的物質(zhì)基礎(chǔ)，其含量的高低反映葉片光合能力的強弱[21]。有研究表明，干旱條件下核桃葉片光合作用的氣孔調(diào)節(jié)起主要作用，干旱引起部分氣孔關(guān)閉，氣孔縮小，Gs降低，CO2進入葉片阻力增大，Ci降低，使Pn和Tr下降[22-24]，與本研究結(jié)果一致。干旱顯著降低了4個品種核桃砧木幼苗的Cchl、Pn、Tr、Gs和Ci，其中‘黑核桃’降低幅度最大，‘香玲’和‘雞爪綿’降低幅度較小，表明‘香玲’和‘雞爪綿’葉片光合能力受干旱影響較小，表現(xiàn)了較強的干旱適應(yīng)能力，而‘黑核桃’干旱適應(yīng)能力較弱，抗旱性較差。此外，干旱條件下Tr降低幅度明顯大于Pn，導(dǎo)致了RIWUE的顯著提高。RIWUE反映特定條件下葉片的即時行為，RLWUE反映較長一段時間內(nèi)植物的整體水分利用效率，能更準(zhǔn)確反映干旱條件下植物的生長狀況和抗旱性能，RLWUE越高，抗旱性越強[12]。本研究中，干旱脅迫顯著提高了4個品種核桃砧木幼苗的RLWUE，且存在顯著的品種間差異，與Aletà等[18]的研究結(jié)果一致，與關(guān)于蘋果[12]、楊樹[25]、樟樹[26]等木本植物的研究結(jié)果一致。干旱條件下，‘雞爪綿’的RLWUE最大，其次是‘香玲’，且兩者提高幅度均大于10%，黑核桃的提高幅度最小，僅為5.86%，說明‘雞爪綿’和‘香玲’的干旱適應(yīng)能力較強，‘黑核桃’的抗旱性最弱。

葉綠素?zé)晒鈪?shù)包含了豐富的光合作用變化信息，反映植物對光能的吸收、傳遞、耗散和分配等內(nèi)在特性[26-28]，表征了植物的生態(tài)環(huán)境適應(yīng)機制，是反映植物光合能力和抗逆性的重要指標(biāo)[4,13,29-32]。Fv/Fm和Fv′/Fm′分別表示PSⅡ反應(yīng)中心的最大光化學(xué)效率和原初光能捕獲效率，是PSⅡ光能轉(zhuǎn)化效率的度量值，反映PSⅡ的光能利用能力，數(shù)值越高，說明PSⅡ反應(yīng)中心的能量轉(zhuǎn)化效率越高，葉片的光合能力越強[27-28]。ΦPSⅡ表示PSⅡ的實際光化學(xué)效率，表示光合作用電子傳遞的量子產(chǎn)額，是反映葉片光合電子傳遞速率的重要指標(biāo)[27-28]。干旱顯著降低了4個品種核桃砧木幼苗的Fv/Fm、Fv′/Fm′和ΦPSⅡ，表明干旱降低了核桃葉片的光合能力，與光合參數(shù)響應(yīng)結(jié)果一致，與史勝青等[33]的研究結(jié)果一致；‘雞爪綿’的降幅最小，其次是‘香玲’‘核桃楸’和‘黑核桃’，表明‘雞爪綿’抗旱性最強，對干旱的適應(yīng)能力最強，‘黑核桃’對干旱的適應(yīng)能力最差，抗旱性最弱。熒光猝滅是植物響應(yīng)逆境的重要調(diào)節(jié)機制，CPQ表示光化學(xué)猝滅；逆境條件下，PSⅡ天線色素吸收過剩光能用于光化學(xué)電子傳遞而避免對光合器官的損傷，CPQ越大，表明PSⅡ的電子傳遞活性越大，對逆境的抵抗能力越強[28]。本研究中干旱顯著增加了CPQ，其中‘香玲’的增幅最大（15.58%），其次是‘雞爪綿’（13.75%），‘黑核桃’最?。?.00%），表明干旱脅迫增強了PSⅡ反應(yīng)中心耗散過剩光能的能力，提高了核桃砧木的抗逆性，‘香玲’和‘雞爪綿’具有較高的干旱忍受能力，‘黑核桃’的干旱忍受能力最弱。

3.2 不同品種核桃砧木抗旱性綜合評價

植物抗旱性是植物對干旱長期適應(yīng)的一種由多基因控制的遺傳特性，它通過外部形態(tài)和內(nèi)部生理生化變化等來表現(xiàn)。因此，用單一指標(biāo)來評價植物抗旱性不能消除品種（系）間的固有差異，影響判斷的準(zhǔn)確性?；诙嘀笜?biāo)的模糊數(shù)學(xué)隸屬函數(shù)評價法可較準(zhǔn)確反映不同植物種間及種內(nèi)不同品種（系）的抗旱性，結(jié)果客觀可靠，已在葡萄[34]、板栗[35]、核桃[36]、燕麥[37]、玉米[38]、油菜[39]、西瓜[40]等作物的抗旱性評價中得到了廣泛應(yīng)用。本研究中基于對干旱脅迫下14個生長和生理指標(biāo)的綜合分析，采用模糊數(shù)學(xué)隸屬函數(shù)法對4個品種核桃砧木的抗旱性進行了綜合評價，消除了不同砧木品種間的差異，可真實反映不同砧木的抗旱性強弱，使鑒定結(jié)果更加準(zhǔn)確、可靠。研究結(jié)果表明，4個品種核桃砧木的抗旱性由強到弱依次為‘雞爪綿’‘香玲’‘核桃楸’‘黑核桃’。評價結(jié)果與干旱脅迫結(jié)束時各砧木植株形態(tài)表現(xiàn)基本一致，說明基于多指標(biāo)的模糊數(shù)學(xué)隸屬函數(shù)評價法可較準(zhǔn)確反映不同核桃砧木的抗旱性，其評價結(jié)果可為核桃抗旱砧木篩選提供參考。

綜上所述，本研究中采用模糊數(shù)學(xué)隸屬函數(shù)法對4個品種核桃砧木實生苗的抗旱性進行了綜合評價，結(jié)果表明‘雞爪綿’和‘香玲’抗旱性強，且種子易獲得，適合在山東省丘陵、山地核桃產(chǎn)區(qū)廣泛應(yīng)用。該研究結(jié)果可為核桃砧木抗旱性評價方法的選擇提供參考，同時可為鑒定、篩選和培育抗旱核桃種質(zhì)資源提供參考。但是，本研究中僅對干旱脅迫下核桃砧木實生苗的抗旱性進行了評價，忽略了實際生產(chǎn)中砧木與接穗間的互作效應(yīng)。為給優(yōu)良抗旱砧木品種的選育和抗旱栽培提供參考，下一步工作應(yīng)以不同品種砧木嫁接苗為試驗材料，結(jié)合分子生物學(xué)方法鑒定抗旱基因，將生理生化指標(biāo)與遺傳背景相結(jié)合，建立更為完善的抗旱評價體系，并研究砧木對嫁接苗干旱響應(yīng)的影響及作用機理。