馮樹(shù)林 周婷 黃優(yōu) 劉瀟陽(yáng) 呂國(guó)利 張玉玉 王進(jìn)鑫
摘要:分析干旱和復(fù)水環(huán)境中植物水勢(shì)特征,對(duì)探討植物水分狀況對(duì)土壤水分環(huán)境的響應(yīng)機(jī)制具有重要意義。為探索側(cè)柏水勢(shì)對(duì)干旱與復(fù)水環(huán)境的響應(yīng)特征,通過(guò)溫室盆栽試驗(yàn),研究干旱脅迫與復(fù)水環(huán)境對(duì)側(cè)柏苗木不同生長(zhǎng)階段水勢(shì)的影響。結(jié)果表明,土壤含水量、干旱持續(xù)時(shí)間、苗木生長(zhǎng)時(shí)期以及各因素之間的相互作用對(duì)側(cè)柏苗木水勢(shì)均產(chǎn)生了極顯著的影響(P<0.01)。隨著干旱程度加劇,側(cè)柏苗木水勢(shì)呈下降趨勢(shì),水分脅迫指數(shù)呈上升趨勢(shì)。40.00% SWC處理的苗木水勢(shì)下降幅度達(dá)到最大,其中干旱15 d的生長(zhǎng)初期、生長(zhǎng)中期和生長(zhǎng)后期的苗木水勢(shì)分別比對(duì)照下降了1.46、1.10、1.84 MPa。復(fù)水后,側(cè)柏苗木3個(gè)生長(zhǎng)時(shí)期水勢(shì)逐漸恢復(fù),恢復(fù)速率與干旱程度、干旱持續(xù)時(shí)間和生長(zhǎng)時(shí)期相關(guān)。隨著供水時(shí)間的延長(zhǎng),復(fù)水激發(fā)了側(cè)柏苗木水勢(shì)的補(bǔ)償作用,苗木生長(zhǎng)中期階段水勢(shì)恢復(fù)快于生長(zhǎng)初期和生長(zhǎng)后期階段,在復(fù)水72 h后逐漸接近對(duì)照水平。
關(guān)鍵詞:側(cè)柏;干旱脅迫;復(fù)水;水勢(shì);恢復(fù)
中圖分類號(hào):S791.380.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A文章編號(hào):1002-1302(2021)19-0149-07
土壤干旱是影響植物生長(zhǎng)發(fā)育的主要環(huán)境因素,如果植物生活的土壤環(huán)境不能提供正常的水分需求,植物的生長(zhǎng)發(fā)育、擴(kuò)散以及相關(guān)生理代謝活動(dòng)都會(huì)受到影響,最終導(dǎo)致植物的生長(zhǎng)發(fā)育受挫[1]。在干旱環(huán)境條件下,苗木的生理機(jī)能通常會(huì)受到傷害,但也因植物品種、干旱程度和干旱持續(xù)時(shí)間不同呈現(xiàn)一定的差異,而干旱脅迫解除后復(fù)水能夠一定程度地修復(fù)因干旱環(huán)境對(duì)植物產(chǎn)生的傷害。植物水勢(shì)能夠體現(xiàn)植物抗旱性的強(qiáng)弱,是植物體內(nèi)水分狀況監(jiān)測(cè)的主要生理指標(biāo)之一,常應(yīng)用在植物水分關(guān)系研究中[2-4]。
前人研究揭示,相同土壤水分環(huán)境情況下,如果苗木的水勢(shì)表現(xiàn)越低,則說(shuō)明苗木的抗旱性能越好[5]。在干旱環(huán)境下,植物可通過(guò)改變自身水勢(shì)調(diào)節(jié)從土壤中吸收水分的能力,以保障植物正常生長(zhǎng)發(fā)育的水分需求[6]。研究人員關(guān)于灌木植物的研究發(fā)現(xiàn),醉魚(yú)草(Buddleja lindleyana)、花棒(Hedysarum scoparium)、毛條(Caragana korshinskii)、沙木蓼(Atraphaxis bracteata)、楊柴(Hedysarum mongolicum)、四翅濱藜(Atriplex canescens)等苗木水勢(shì)隨土壤干旱程度的加劇呈現(xiàn)下降的變化趨勢(shì)[7]。楊建偉等對(duì)楊樹(shù)(Populus)水勢(shì)的研究表明,楊樹(shù)在輕度水分脅迫和中度水分脅迫下水勢(shì)緩慢下降,在重度水分脅迫下水勢(shì)顯著下降[8]。Guo等研究發(fā)現(xiàn),沙棘(Hippophae rhamnoides)水勢(shì)隨土壤含水量下降而明顯下降,揭示沙棘具有低水勢(shì)耐旱特性[9]。關(guān)于植物在干旱環(huán)境條件下的水分生理響應(yīng)特征,在先前的一些研究報(bào)道中已得到證實(shí)[10-12]。
側(cè)柏是我國(guó)西北地區(qū)植被恢復(fù)、生態(tài)治理和林草融合常用的造林常綠樹(shù)種和先鋒樹(shù)種[13-14],具有悠久的栽培種植歷史,但由于種植地域土壤干旱缺水,其生理功能常常會(huì)受到干旱環(huán)境的干擾,而基于干旱側(cè)柏苗木復(fù)水后不同生長(zhǎng)時(shí)期的生理響應(yīng)信息尚不十分完善?;诖耍狙芯恳?齡側(cè)柏苗木為試驗(yàn)對(duì)象,通過(guò)人工控制土壤含水量的方法模擬干旱脅迫與復(fù)水試驗(yàn),開(kāi)展土壤水分虧缺對(duì)側(cè)柏苗木不同生長(zhǎng)時(shí)期水勢(shì)的影響,以及干旱側(cè)柏苗木復(fù)水后水勢(shì)的恢復(fù)特征,以揭示側(cè)柏不同生長(zhǎng)階段苗木水勢(shì)與土壤含水量之間的相關(guān)關(guān)系,為側(cè)柏在植被恢復(fù)、生態(tài)治理和林草融合中的高效開(kāi)發(fā)利用提供理論基礎(chǔ)和實(shí)踐支撐。
1材料與方法
1.1試驗(yàn)材料
以1年生側(cè)柏(Platycladus orientalis)苗木為研究對(duì)象,選取株高、地徑基本一致的健壯營(yíng)養(yǎng)杯苗作為試驗(yàn)苗木。試驗(yàn)栽培基質(zhì)為取自陜西楊凌農(nóng)業(yè)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)示范區(qū)崔西溝農(nóng)田10~20 cm耕作層的土壤,田間持水量為22.3%。苗木栽植前,將栽培土壤充分混勻、風(fēng)干和過(guò)篩,之后存放在科研溫室作為苗木栽植土壤。
1.2試驗(yàn)方法
試驗(yàn)區(qū)域位于西北農(nóng)林科技大學(xué)溫室科學(xué)試驗(yàn)區(qū)(108°4′E、34°16′N),根據(jù)隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì),試驗(yàn)設(shè)置3個(gè)因素,即土壤干旱程度、干旱持續(xù)時(shí)間和生長(zhǎng)時(shí)期。以土壤含水量為100%[土壤相對(duì)含水量(soil relative water content,SWC)]作為本試驗(yàn)的對(duì)照(CK),土壤含水量和干旱歷時(shí)分別設(shè)4個(gè)水平,即土壤含水量為 87.84% SWC、70.00% SWC、5216% SWC和40.00% SWC,干旱歷時(shí)為15、30、45、60 d。試驗(yàn)采用人工稱質(zhì)量控制土壤含水量的方法進(jìn)行干旱脅迫與旱后復(fù)水試驗(yàn),研究干旱環(huán)境對(duì)側(cè)柏生長(zhǎng)初期階段、生長(zhǎng)中期階段和生長(zhǎng)后期階段苗木水勢(shì)的影響,以及干旱側(cè)柏復(fù)水后水勢(shì)的恢復(fù)特征。2017年3月上旬將側(cè)柏幼苗移入深 27 cm、頂部直徑29 cm、底部直徑27 cm的塑料栽培桶中,每桶裝栽培基質(zhì)10 kg,每個(gè)處理3次重復(fù)。苗木栽植后,立即給盆栽苗木澆水。根據(jù)側(cè)柏苗木的年生長(zhǎng)期,分別在苗木的生長(zhǎng)初期階段(4—6月)、生長(zhǎng)中期階段(6—8月)和生長(zhǎng)后期階段(8—10月)實(shí)施控水處理,開(kāi)展土壤干旱脅迫與旱后復(fù)水試驗(yàn)。此外,在側(cè)柏其中的一個(gè)生長(zhǎng)階段進(jìn)行干旱脅迫試驗(yàn)時(shí),另外2個(gè)時(shí)期試驗(yàn)組的苗木盆栽土壤保持100% SWC的土壤含水量。每天17:00通過(guò)電子秤(精度1 g)稱質(zhì)量計(jì)算苗木栽植土壤減少的水分,將每個(gè)處理的土壤含水量補(bǔ)充到試驗(yàn)設(shè)定的土壤含水量。試驗(yàn)時(shí)間為4—10 月,試驗(yàn)期間采用人工稱質(zhì)量的方法控制側(cè)柏幼苗盆栽土壤含水量,使土壤含水量符合試驗(yàn)設(shè)計(jì)要求。
1.3指標(biāo)測(cè)定
1.3.1水勢(shì)用植物水分壓力室(Model-1000)分別測(cè)定干旱脅迫及旱后復(fù)水處理的側(cè)柏苗木生長(zhǎng)初期階段、生長(zhǎng)中期階段和生長(zhǎng)后期階段的水勢(shì)。根據(jù)李繼文等的測(cè)定方法[15],分別測(cè)定側(cè)柏每個(gè)生長(zhǎng)階段干旱脅迫處理的水勢(shì),以及復(fù)水后2、24、48、72 h的水勢(shì)。
1.3.2水分脅迫指數(shù)苗木水分脅迫指數(shù)是水分脅迫環(huán)境下各指標(biāo)偏離對(duì)照情況的評(píng)價(jià)指標(biāo),可以一定程度反映苗木受水分脅迫的影響情況。水分脅迫指數(shù)的值在0~1,其值越大,說(shuō)明苗木受到水分脅迫的影響越大。苗木水分脅迫指數(shù)的測(cè)定參照王丁的方法[16]進(jìn)行。
1.4數(shù)據(jù)處理
試驗(yàn)數(shù)據(jù)為每個(gè)處理3個(gè)重復(fù)的平均值,側(cè)柏生長(zhǎng)初期階段、生長(zhǎng)中期階段和生長(zhǎng)后期階段干旱脅迫和復(fù)水條件下的苗木水勢(shì)數(shù)據(jù)分別用Excel 2021和SPSS 17.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理和方差分析,用制圖軟件Origin 2018進(jìn)行繪圖。
2結(jié)果與分析
2.1干旱對(duì)側(cè)柏水勢(shì)的影響
由表1可知,在干旱環(huán)境下,側(cè)柏每個(gè)生長(zhǎng)時(shí)期的苗木水勢(shì)對(duì)干旱脅迫的響應(yīng)特征總體相同,均隨著土壤水分虧缺程度的加劇呈現(xiàn)下降趨勢(shì),但4個(gè)干旱歷時(shí)下各個(gè)水分處理組的水勢(shì)與對(duì)照的差異性水平各有不同。在側(cè)柏生長(zhǎng)初期階段,4個(gè)干旱歷時(shí)下40.00% SWC處理的苗木水勢(shì)分別比對(duì)照減少了1.46、1.37、1.30、1.32 MPa;在側(cè)柏生長(zhǎng)中期階段,4個(gè)干旱歷時(shí)下40.00% SWC處理的苗木水勢(shì)分別比對(duì)照減少了1.10、0.75、0.49、 0.44 MPa;在側(cè)柏生長(zhǎng)后期階段,4個(gè)干旱歷時(shí)下40.00% SWC處理的苗木水勢(shì)比對(duì)照分別減少了1.84、1.53、1.45、1.26 MPa。
顯著性檢驗(yàn)結(jié)果揭示,土壤含水量、干旱持續(xù)時(shí)間和生長(zhǎng)時(shí)期對(duì)側(cè)柏苗木水勢(shì)的影響均達(dá)到極顯著水平(P<0.01),并且,每個(gè)因素之間的交互作用也對(duì)苗木水勢(shì)有極顯著影響(P<0.01)。試驗(yàn)結(jié)果表明,干旱脅迫降低了側(cè)柏苗木3個(gè)生長(zhǎng)時(shí)期的水勢(shì),苗木通過(guò)調(diào)節(jié)水勢(shì)有效增強(qiáng)了對(duì)土壤水分的吸收能力。
2.2側(cè)柏水分脅迫指數(shù)變化特征
如圖1所示,隨著土壤含水量的下降,側(cè)柏苗木水分脅迫指數(shù)呈上升的變化趨勢(shì),但各干旱環(huán)境下側(cè)柏苗木生長(zhǎng)初期階段、生長(zhǎng)中期階段和生長(zhǎng)后期階段苗木水分脅迫指數(shù)的變化存在差異。
在側(cè)柏苗木生長(zhǎng)初期階段,52.16% SWC和40.00% SWC處理4個(gè)干旱歷時(shí)下側(cè)柏水分脅迫指數(shù)的平均值分別達(dá)到0.60和0.70,分別是4個(gè)干旱歷時(shí)下87.84% SWC處理側(cè)柏水分脅迫指數(shù)平均值的2.34倍和2.73倍,70.00% SWC處理側(cè)柏水分脅迫指數(shù)平均值的1.70倍和1.98倍。在側(cè)柏苗木生長(zhǎng)中期階段,52.16% SWC和40.00% SWC處理4個(gè)干旱歷時(shí)下側(cè)柏水分脅迫指數(shù)的平均值分別為0.34和0.57,分別是4個(gè)干旱歷時(shí)下87.84% SWC處理側(cè)柏水分脅迫指數(shù)平均值的6.18倍和10.32倍,70.00% SWC處理側(cè)柏水分脅迫指數(shù)平均值的1.81倍和3.03倍。在側(cè)柏苗木生長(zhǎng)后期階段,52.16% SWC和40.00% SWC處理4個(gè)干旱歷時(shí)下側(cè)柏水分脅迫指數(shù)的平均值分別達(dá)到0.61和0.84,分別是4個(gè)干旱歷時(shí)下87.84% SWC處理側(cè)柏水分脅迫指數(shù)平均值的5.93倍和8.22倍,70.00% SWC處理側(cè)柏水分脅迫指數(shù)平均值的1.93倍和2.67倍。
2.3側(cè)柏水勢(shì)與土壤水分含量的相關(guān)性
由圖2可知,側(cè)柏的生長(zhǎng)初期、生長(zhǎng)中期和生長(zhǎng)后期3個(gè)生長(zhǎng)時(shí)期,苗木水勢(shì)與土壤含水量的相關(guān)性一致,均表現(xiàn)為正相關(guān)關(guān)系,但土壤水分對(duì)側(cè)柏每個(gè)生長(zhǎng)階段苗木水勢(shì)的影響稍有不同。在側(cè)柏生長(zhǎng)初期階段,干旱歷時(shí)45 d苗木的相關(guān)系數(shù)(r2=0.9556)>30d(r2=0.9348)>15d(r2=0.891 4)>60 d(r2=0.841 9);在側(cè)柏生長(zhǎng)中期階段,干旱歷時(shí)60 d苗木的相關(guān)系數(shù)(r2=0.904 6)>45 d(r2=0.886 9)>15 d(r2=0.694 3)>30 d(r2=0.633 3);在側(cè)柏生長(zhǎng)后期階段,干旱歷時(shí) 15 d 苗木的相關(guān)系數(shù)(r2=0.799 6)>60 d(r2=0.714 9)>45 d(r2=0.697 4)>30 d(r2=0.659 4)。研究結(jié)果表明,4個(gè)干旱歷時(shí)下,側(cè)柏苗木水勢(shì)與土壤含水量均呈線性關(guān)系,苗木生長(zhǎng)初期階段、生長(zhǎng)中期階段和生長(zhǎng)后期階段的水勢(shì)均隨著土壤含水量的下降而下降。
2.4復(fù)水后干旱側(cè)柏水勢(shì)恢復(fù)特征
由圖3可知,旱后復(fù)水條件下,側(cè)柏生長(zhǎng)初期、生長(zhǎng)中期和生長(zhǎng)后期3個(gè)生長(zhǎng)階段的苗木水勢(shì)恢復(fù)特征總體相近,復(fù)水2~72 h,苗木各生長(zhǎng)階段的水勢(shì)均呈現(xiàn)逐漸升高的變化趨勢(shì),但恢復(fù)速率存在一定差異。在側(cè)柏的生長(zhǎng)初期階段,復(fù)水72 h后,除15、30、45 d干旱歷時(shí)下52.16% SWC和40.00% SWC處理的水勢(shì)以及60 d干旱歷時(shí)下40.00% SWC處理的水勢(shì)未恢復(fù)到對(duì)照水平外,其余處理的水勢(shì)均恢復(fù)到接近對(duì)照水平。在側(cè)柏的生長(zhǎng)中期階段,苗木水勢(shì)的恢復(fù)與苗木生長(zhǎng)初期階段的恢復(fù)稍有不同。復(fù)水72 h后,4個(gè)干旱歷時(shí)下各水分處理的苗木水勢(shì)均恢復(fù)到接近對(duì)照水平,且與對(duì)照差異不顯著。在側(cè)柏的生長(zhǎng)后期階段,隨著復(fù)水時(shí)間的增加,4個(gè)干旱歷時(shí)下苗木水勢(shì)也呈逐漸恢復(fù)的變化趨勢(shì)。復(fù)水72 h后,15、30 d干旱歷時(shí)下苗木水勢(shì)的恢復(fù)速率與生長(zhǎng)初期階段和生長(zhǎng)中期階段稍有不同,45、60 d干旱歷時(shí)下的苗木水勢(shì)恢復(fù)速率與生長(zhǎng)初期階段不同,與苗木生長(zhǎng)中期階段水勢(shì)的恢復(fù)基本相近。其中,除15、30 d干旱歷時(shí)下4000% SWC處理的苗木水勢(shì)未恢復(fù)到對(duì)照水平外,其余處理的苗木水勢(shì)恢復(fù)到與對(duì)照水平相近水平。
研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),52.16% SWC和40.00% SWC處理的苗木水勢(shì)在復(fù)水72 h后未完全恢復(fù)到對(duì)照水平,說(shuō)明干旱側(cè)柏需要更長(zhǎng)時(shí)間的復(fù)水來(lái)維持自身水分平衡和生理生化功能的修復(fù)。
3討論與結(jié)論
保障植物體內(nèi)水分平衡是植物正常生長(zhǎng)的必備條件,而水勢(shì)是植物水分生理中的基本參數(shù),可以反映植物水分狀況[13,17],能夠反映土壤-植被-大氣連續(xù)系統(tǒng)對(duì)植物體內(nèi)水分的影響程度[18-19]。植株水勢(shì)越低,吸水能力越強(qiáng),反之植株水勢(shì)越高,吸水能力越弱。植物水勢(shì)的變化能夠反映植物從土壤中吸收水分能力的強(qiáng)弱,可用于評(píng)價(jià)植物的抗旱能力和受干旱脅迫的影響程度,也可作為合理灌溉的生理指標(biāo)[20]。
相關(guān)研究發(fā)現(xiàn),在植物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中,均表現(xiàn)出一定的階段性變化規(guī)律,并且在不同生長(zhǎng)階段對(duì)環(huán)境的響應(yīng)也存在不同[21-23]。當(dāng)植物生活在干旱環(huán)境時(shí),可通過(guò)改變自身水勢(shì)增強(qiáng)從土壤中吸收水分的能力,同時(shí),植物對(duì)干旱環(huán)境的響應(yīng)方式存在差異,水勢(shì)下降的幅度也各有不同[6]。在本研究中,側(cè)柏3個(gè)生長(zhǎng)階段的苗木水勢(shì)與土壤水分含量的相關(guān)性表現(xiàn)一致,均呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系。在干旱脅迫條件下,隨著土壤水分虧缺程度的加重,側(cè)柏苗木水勢(shì)呈下降的變化趨勢(shì),各生長(zhǎng)時(shí)期苗木水勢(shì)的下降幅度有所不同。同時(shí),當(dāng)土壤水分含量低于70.00% SWC時(shí),側(cè)柏生長(zhǎng)初期、生長(zhǎng)中期和生長(zhǎng)后期階段的苗木水勢(shì)均顯著下降(P<0.05)。15 d干旱歷時(shí)下,40.00% SWC 處理的側(cè)柏3個(gè)生長(zhǎng)階段的苗木水勢(shì)在每個(gè)生長(zhǎng)時(shí)期的下降幅度均達(dá)到最大,說(shuō)明干旱側(cè)柏可通過(guò)降低自身水勢(shì)以此來(lái)增強(qiáng)
對(duì)土壤水分的吸收能力,這與Goto 等對(duì)辣椒(Capsicum chinense)的研究結(jié)果[24]相似,與呂朝燕等對(duì)鐵皮石斛(Dendrobium nobile)和金釵石斛(D. officinale)水勢(shì)的研究結(jié)果[1]存在差異。
植物生命活動(dòng)廣泛受到外界各種環(huán)境條件的影響,當(dāng)植物生活的土壤水分環(huán)境條件不能滿足其正常生理活動(dòng)時(shí),植物的生長(zhǎng)發(fā)育就會(huì)受到抑制。在土壤水分虧缺環(huán)境條件下,干旱環(huán)境會(huì)對(duì)植物的生長(zhǎng)產(chǎn)生一定程度的傷害,而抗性強(qiáng)的植物可憑借多種生理代謝活動(dòng)來(lái)調(diào)節(jié)由干旱脅迫對(duì)植物造成的危害,以確保其正常的生長(zhǎng)發(fā)育。植物水分脅迫指數(shù)是苗木受水分脅迫影響程度的重要參數(shù)之一,其值越大(變化在0~1之間),揭示植物受干旱環(huán)境的影響越大[16]。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),在土壤水分虧缺條
件下,隨著土壤水分虧缺程度的加劇,側(cè)柏生長(zhǎng)初期階段、生長(zhǎng)中期階段和生長(zhǎng)后期階段的苗木水分脅迫指數(shù)均呈上升趨勢(shì),但各生長(zhǎng)時(shí)期的苗木水分脅迫指數(shù)變化幅度存在差異,這與在香樟(Cinnamomum camphora)、杜英(Elaeocarpus sylvestris)、側(cè)柏、滇柏(Fokienia hodginsii)、構(gòu)樹(shù)(Broussonetia papyrifera)、紫穗槐(Amorpha fruticosa)和刺槐(Robinia pseudoacacia)苗木上的研究發(fā)現(xiàn)[16,25]相似。同時(shí),在側(cè)柏的生長(zhǎng)初期階段、生長(zhǎng)中期階段和生長(zhǎng)后期階段,40.00% SWC處理對(duì)苗木水分脅迫指數(shù)的影響較87.84% SWC、70.00% SWC和52.16% SWC處理大,其4個(gè)干旱歷時(shí)處理的苗木水分脅迫指數(shù)平均值分別是87.84% SWC處理的苗木水分脅迫指數(shù)平均值的2.73倍、10.32倍和8.22倍。
植物在干旱環(huán)境中的表現(xiàn)如何,能否在干旱解除后的復(fù)水過(guò)程中迅速恢復(fù),并恢復(fù)由干旱脅迫所產(chǎn)生的損傷是植物對(duì)逆境適應(yīng)性的重要表現(xiàn)[26-27]。王丁等對(duì)干旱后喀斯特地區(qū)6種造林苗木的研究發(fā)現(xiàn),干旱復(fù)水后苗木生長(zhǎng)初期、生長(zhǎng)中期和生長(zhǎng)末期階段的水勢(shì)恢復(fù)速率存在差異[28]。Schimpl等研究表明,干旱脅迫環(huán)境下處理組巴西堅(jiān)果(Bertholletia excelsa)苗木水勢(shì)與對(duì)照組苗木水勢(shì)差異顯著,復(fù)水16 d后干旱處理組苗木水勢(shì)接近對(duì)照水平[29]。此外,張玉玉等對(duì)側(cè)柏幼苗的研究發(fā)現(xiàn),干旱處理復(fù)水后側(cè)柏幼苗生理代謝能夠得到相應(yīng)恢復(fù),旱后復(fù)水激發(fā)了植物的生理補(bǔ)償效應(yīng)[21,30]。本研究結(jié)果表明,不同干旱脅迫環(huán)境下側(cè)柏3個(gè)生長(zhǎng)時(shí)期的苗木水勢(shì)均受到不同程度影響,復(fù)水后苗木3個(gè)生長(zhǎng)階段的水勢(shì)恢復(fù)程度和恢復(fù)速率存在差異。隨著干旱脅迫解除后復(fù)水時(shí)間的延長(zhǎng),側(cè)柏水勢(shì)呈上升的變化趨勢(shì),87.84% SWC和70.00% SWC處理的苗木水勢(shì)較52.16% SWC和40.00% SWC處理的苗木水勢(shì)率先恢復(fù)到接近對(duì)照水平,說(shuō)明適度的水分虧缺后給干旱植物恢復(fù)供水能夠激發(fā)植物生理的補(bǔ)償效應(yīng)。此外,側(cè)柏苗木生長(zhǎng)中期階段的水勢(shì)在復(fù)水后72 h后恢復(fù)到接近對(duì)照水平,表明側(cè)柏能夠有效消除干旱環(huán)境對(duì)其水勢(shì)的影響,這與前人對(duì)紫穗槐和刺槐的研究結(jié)果[31]相似,闡明旱后復(fù)水能夠激發(fā)植物的生理補(bǔ)償效應(yīng),表現(xiàn)出一定的補(bǔ)償作用。
綜上,土壤含水量、干旱持續(xù)時(shí)間、苗木生長(zhǎng)時(shí)期3個(gè)因素,以及各因素間的交互作用均對(duì)側(cè)柏水勢(shì)有極顯著影響(P<0.01)。隨著土壤干旱程度的加劇,側(cè)柏生長(zhǎng)初期、生長(zhǎng)中期和生長(zhǎng)后期3個(gè)生長(zhǎng)時(shí)期苗木水勢(shì)均呈現(xiàn)下降的變化趨勢(shì),水分脅迫指數(shù)呈上升的變化趨勢(shì),且水勢(shì)和水分脅迫指數(shù)的變化因土壤干旱程度、干旱持續(xù)時(shí)間和苗木生長(zhǎng)時(shí)期的差異而不同。在干旱環(huán)境條件下,側(cè)柏生長(zhǎng)初期、生長(zhǎng)中期和生長(zhǎng)后期階段的苗木水勢(shì)顯著下降(P<0.05),其中40.00% SWC處理的苗木水勢(shì)下降幅度最大。干旱脅迫解除后復(fù)水,干旱側(cè)柏生長(zhǎng)初期、生長(zhǎng)中期和生長(zhǎng)后期階段的苗木水勢(shì)逐漸恢復(fù),旱后復(fù)水激發(fā)了側(cè)柏苗木的生理補(bǔ)償機(jī)制,水勢(shì)出現(xiàn)補(bǔ)償效應(yīng),但側(cè)柏3個(gè)生長(zhǎng)時(shí)期的苗木水勢(shì)恢復(fù)有所不同,其中復(fù)水72 h后干旱側(cè)柏生長(zhǎng)中期階段的水勢(shì)均恢復(fù)到接近對(duì)照水平。
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基金項(xiàng)目:咸陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院博士科研基金(編號(hào):2021BK05);國(guó)家自然科學(xué)基金(編號(hào):31670713);陜西省科技統(tǒng)籌計(jì)劃(編號(hào):2016KTCL03-18)。
作者簡(jiǎn)介:馮樹(shù)林(1987—),男,貴州興仁人,博士,畜牧師,研究方向?yàn)榱植萆鷳B(tài)工程。E-mail:shulinfeng06@163.com。
通信作者:王進(jìn)鑫,博士,教授,博士生導(dǎo)師,主要從事旱區(qū)人工林生態(tài)系統(tǒng)水分運(yùn)移調(diào)控與生態(tài)恢復(fù)理論研究。E-mail:jxwang2002@126.com。