試析干旱脅迫對樟樹幼苗光合特性和
水分利用的影響
◎蒙敏燕 徐素文
摘要：樟樹屬于長江以南一種樟科樟屬常綠落葉喬木，喜歡生長于溫和濕潤、多光照環(huán)境之中，樹種珍貴且可以作為精油原料生產(chǎn)和園林綠化用，樹苗生長情況對后期材木的利用產(chǎn)生重要的影響。采用L1-6400XT干旱脅迫試驗測量不同水分條件下樟樹樹苗光合情況，所產(chǎn)生的指標能夠反映樹苗環(huán)境的適應性與自我調(diào)節(jié)性。實驗結果表明不同干旱脅迫程度所產(chǎn)生的光合效應存在顯著的差異性，且能通過自身光合特性產(chǎn)生一定范圍內(nèi)的干旱脅迫適應性。
關鍵詞：干旱脅迫；樟樹幼苗；光合特性；水分利用
一、樹苗選種與試驗方法
（一）樹苗選種
根據(jù)實驗要求，選取生長較均勻、苗齡在1年左右樟木作為實驗培育目標，并且統(tǒng)一聚乙烯塑料盆栽口徑21cm，在實驗場地設置有機玻璃大棚。為了保證棚內(nèi)育苗環(huán)境，應該于四周裝設玻璃窗戶，合理配置通風設施，使得光照、濕度等與棚外保持一致。
（二）實驗設計
將盆栽的植物苗通過人工干預模擬樟木的自然干旱脅迫方式，實驗根據(jù)脅迫程度劃分為四個不同等級。正常的干旱脅迫設為ZC組，輕度脅迫為QD組，中度脅迫為ZD組，重度脅迫為CD組，并且按照不同組別提供不同量的水分。每種處理一共培育3盆，每盆重復設計4盆，共計48盆。每天傍晚6:00按照預先設置的供水量進行補水，時間持續(xù)30d，在控水期間，保持土壤水分監(jiān)測的不間斷性。
（三）苗內(nèi)葉綠素測定
葉綠素測定是采用丙酮乙醇浸苗法進行數(shù)據(jù)抽取，具體方法是稱取0.1g 的葉苗，將它們剪成均勻碎片浸入25ml丙酮乙醇液體中，24h后再利用分光光度計測量光密度，計算各綠葉素濃度值和之間比例值，并且葉綠素測定重復3次。
（四）樹苗光合指標的測定
分別在3d、6d、9d、12d、30d時間上，利用L1-6400XT光合測量系統(tǒng)，將干旱脅迫下的樹苗光合指標進行精準測定。選取葉片中成熟部分且每片葉位置相同，每組測定6株，1株測定一片，在早上固定時間段內(nèi)計算凈光合速率、蒸騰速率等數(shù)值，在此基礎上得出水分利用效率。
（五）數(shù)據(jù)整理、分析
建立Excel表格，將測定的各項參數(shù)填入單元表格中，并繪制出數(shù)值變化圖，運用Spass 22.0軟件進行數(shù)據(jù)分析及結果分析。
二、實驗結果分析
（一）實驗中葉綠素含量的變化趨勢
在本次實驗中，主要計算葉綠素a、葉綠素b、葉綠素總含量和葉綠素a/葉綠素b值，根據(jù)數(shù)據(jù)整理及分析結果，可以明顯看出它們都以一種先上升后下降趨勢變化著，其變化受干旱脅迫程度影響甚大。四個干旱脅迫組葉綠素含量均在6d后達至最大數(shù)值，且每個組中葉綠素a、葉綠素b、葉綠素總含量和葉綠素a/葉綠素b相關數(shù)據(jù)具有明顯的差異。通過實驗數(shù)據(jù)可以觀測到，重度脅迫組較正常脅迫組上升幅度明顯，而且隨著干旱脅迫向前延伸，葉片中的葉綠素呈分解趨勢，其中葉綠素a、葉綠素b含量不斷下降，下降速度也隨著干旱脅迫程度而加快或者減緩。各組30d過后，可以明顯看出它們之間的差異性，輕度脅迫QD組、中度脅迫ZD組、重度脅迫CD組與正常的干旱脅迫ZC組葉綠素含量值成遞次下降趨勢，變化明顯。
（二）實驗中樹苗凈光合速率的變化趨勢
由表格數(shù)據(jù)和趨勢圖可以看出，樹苗凈光合速率隨著干旱脅迫程度的加深而出現(xiàn)顯著減少現(xiàn)象，輕度
脅迫、中度脅迫、重度脅迫與正常脅迫組相比較均有不同程度地減緩現(xiàn)象，且下降幅度逐步增大。輕度脅迫、中度脅迫在脅迫初期存在著凈光合速率較平穩(wěn)的一段時期，但是輕度脅迫9d之后下降明顯，中度脅迫6d之后下降趨勢明顯，樹苗凈光合速率變化充分說明了在一定脅迫之下，樹苗內(nèi)部存在著一定的自我適應與調(diào)節(jié)能力。實驗日期30d之后，各設計組之間差異明顯，下降幅度呈遞次變化。
（三）實驗中樹苗蒸騰速率的變化趨勢
通過表格數(shù)據(jù)和趨勢圖中可以明顯看到，樹苗蒸騰速率隨著干旱時間的延長而降低，并且隨著脅迫程度的加深而減緩，幅度依次遞增，輕度脅迫組、中度脅迫組、重度脅迫組明顯低于正常脅迫組。6d之前，各處理組蒸騰速率均處于下降趨勢，6d之后，重度脅迫組下降趨勢明顯，但是輕度脅迫和中度脅迫組下降較為平和，9d后才開始與重度脅迫組一樣下降明顯，直至實驗結束。30d后，各處理組與正常脅迫組相比較，樹苗蒸騰速率下降幅度顯著增大，可以看出，在實驗后期，樹苗的蒸騰速率受到了較大程度的抑制。這是因為隨著干旱時間延續(xù)，樹苗葉片出現(xiàn)了閉孔現(xiàn)象，從而減少了葉片水分流失蒸騰。
（四）實驗中樹苗氣孔導度的變化情況
對表格數(shù)據(jù)和趨勢圖進行一番研析后，可以看到隨著干旱脅迫時間向前延伸，樹苗氣孔導度出現(xiàn)明顯的降低現(xiàn)象，且降低幅度與脅迫程度成正比。3d之前，各處理組與正常組比較，都出現(xiàn)了程度不等的
下降現(xiàn)象，脅迫度加強，下降幅度越大。9d之后，輕度脅迫與中度脅迫氣孔導度迅速下降，與6d氣孔導度變化明顯。30d之后，各處理組氣孔導度均出現(xiàn)程度不一的幅度較大的下降趨勢，與正常脅迫組比較，差異明顯。可見，隨著脅迫程度加深和時間延長，對樹苗氣孔導度抑制也相應地增強。
（五）實驗中樹苗胞間CO2變化趨勢
通過干旱脅迫實驗數(shù)據(jù)得出，樹苗胞間CO2量隨著時間的延長而下降明顯，且隨著脅迫程度加深下降幅度增大明顯。脅迫初期，輕度脅迫組和中度脅迫組出現(xiàn)小幅度的下降后進入平行期，在平行期內(nèi)，CO2量基本維持在一個水平線之上或者變化微小。平行期出現(xiàn)在3d和6d之間，平行期結束后，各處理組進入下降幅度差異明顯的時期，其中輕度脅迫和中度脅迫組6d之后CO2迅速下降，與正常脅迫組差異明顯。30d之后，各處理組出現(xiàn)較大幅度的下降趨勢，且與正常脅迫組相差異明顯。
（六）干旱脅迫下樹苗水分利用效率的變化情況
各處理組在不同的設計時間內(nèi)水分利用效率是不相同的，變化趨勢也呈現(xiàn)一定的差異性。輕度脅迫組和中度脅迫組起初是呈下降趨勢，而后才進入上升通道，中度脅迫組相反，先是上升爾后再下降至正常脅迫組以下。6d之后，輕度脅迫組和中度脅迫組水分利用效率下降明顯，9d之后兩組開始上升，其中中度脅迫組與6d數(shù)據(jù)比較上升了59.90%，然后進入穩(wěn)定上升期。12d后，輕度脅迫組上升了40.30%進入平穩(wěn)期，3d后，各處理組在水分利用率上變化不大，隨著時間的延長，輕度脅迫與中度脅迫組在
水分利用率上較正常脅迫組差異明顯。重度脅迫組6d后水利用效率達至高峰，爾后漸次下降至試驗結束。
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線進行深入檢查，并安排技術人員分析性能情況。通過這一方式，可以有效提高管線分配的合理程度，有利于后續(xù)的進一步應用。同時，如果管道屬于鑄鐵或非金屬材料，驗收人員還可以通過注水試驗方式，明確其質(zhì)量狀態(tài)，確保其能夠得到正常應用，避免質(zhì)量缺陷問題干擾后續(xù)的給排水效果，如圖2所示某PE 排污管注水試驗示例。為了確保給排水工程可以達到理想的處理目標，驗收人員需要針對焊口的進行技術檢查。通常情況下，焊口應當滿足施工的基礎需求，并發(fā)揮密閉性優(yōu)勢，降低管道出現(xiàn)損害的可能性。為了確保其滿足基礎標準，驗收人員可以采用無損傷試驗的方法，鑒別管道的焊口狀態(tài)，確保其能夠滿足市政給排水工程的基礎需求，達到理想的應用目標[5]。通過注重驗收管理的關鍵點，可以大幅降低給排水工程出現(xiàn)不良問題的可能性，有利于未來的進一步處理。因此，需要重視這一階段
的工作關鍵點，確保市政給排水工程能夠達到理想的建設目標。
圖2 注水試驗
四、結束語
綜上所述，在市政給排水工程建設的過程中，施工團隊應當進行全面管理，并注重流程關鍵點，確保管控工作能夠達到最佳效果，降低出現(xiàn)不良問題的可能性，為后續(xù)的進一步建設打下堅實基礎。
（作者單位：宏大建設集團有限公司）
參考文獻
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三、討論干旱脅迫對樟樹幼苗光合特性和水分利用的影響（一）討論干旱脅迫下樟樹幼苗葉綠素的變化
通過上面干旱脅迫設計分析，不同處理方法，幼苗葉綠素變化、光合作用和水分利用效率都不相同，
各處理組因為脅迫程度的不同而呈現(xiàn)出顯著差異。葉綠素作為樟樹幼苗體內(nèi)光能吸收、傳導、轉化的重要因子，在植物新陳代謝中發(fā)揮著重要作用。葉綠素和胡蘿卜素是植物光合色素的兩大組成部分，葉綠素是樹苗內(nèi)光合作用必不可少的參與物質(zhì)，與幼苗生長與繁殖息息相關，所以，一定要通過科學手段和工具準確測定葉綠色含量，分析其轉化能力，為幼苗培育和早期生長提供有力支持。在不受病變干擾等因素下，葉綠素能夠與植物體內(nèi)蛋白質(zhì)結合在一塊，但當體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定性發(fā)生變化時，葉綠素可出現(xiàn)程度不一的降解。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，植物因干旱而出現(xiàn)體內(nèi)水分流失時，葉綠素在膜脂過氧化物的作用下，其體內(nèi)合成受到抑制，在干旱得不到緩解時甚至發(fā)生葉片枯萎而死的病狀。研究表明：在干旱脅迫下，植物體內(nèi)葉綠素含量呈現(xiàn)出先上升后下降的趨勢，這與本次試驗相關數(shù)據(jù)變化情況高度吻合。
試驗發(fā)現(xiàn)葉綠素的合成與分解受干旱脅迫影響甚大，在體內(nèi)水分下降時，葉綠色含量也呈下降趨勢，尤其是重度干旱葉綠素含量下降幅度最大。干旱不但使得葉綠素合成減少，而且使得其分解速度加快，在干旱加劇的情況下，植物體內(nèi)適應能力和調(diào)節(jié)能力下降，水分不足直接導致抗旱能力下行，甚至枯萎而死。
（二）討論干旱脅迫下光合生理序列指標的變化趨勢
植物體內(nèi)新陳代謝、物質(zhì)積累與輸出離不開光合作用，是植物獲得外界能量與物質(zhì)的主要途徑。植物通過光合作用積極吸收CO 2
并以碳的形式儲存在體內(nèi)，同時，利用體內(nèi)葉黃素循環(huán)保護自身光合器官免受損害，使得光合作用能夠正常持續(xù)下去。在光保護之下，植物體內(nèi)的酶與非酶系統(tǒng)發(fā)揮功效也同樣起著保護光合器官的作用。實驗研究表明，樟樹幼苗在干
旱脅迫條件下，凈光合速率、蒸騰速率和氣孔導度都出現(xiàn)程度不一的下降。隨著干旱加劇，這些指標下降速率減慢，葉綠體超微結構變化較小，凈光合速率反映的是在光合作用下單位面積內(nèi)葉面新陳代謝的能力，氣孔導度反映的是植物孔道與外界水氣接觸的密度、面積和數(shù)量，它們都能通過自身特定的生理功能在光合和蒸騰過程中發(fā)揮著重要作用。
實驗表明，輕微的干旱脅迫之下，植物體內(nèi)會通過自身的適應性調(diào)節(jié)提升水分可用效率，植物氣孔導度和蒸騰速率都會一定程度的下降。如果干旱脅迫加劇，植物內(nèi)生理穩(wěn)定性將會被打破，凈光合速率與水分利用率都會出現(xiàn)下降趨勢。干旱脅迫中后期，水分利用效率漸次下降，樟樹幼苗自身因調(diào)節(jié)能力不足導致受損嚴重。
四、總結
水分對于維持植物新陳代謝，保證體內(nèi)生理穩(wěn)定起著重要作用，是植物生長繁殖不可或缺的營養(yǎng)元素。本次實驗也表明，在干旱脅迫下，植物體內(nèi)缺少水分，植物光合生理序列指標將出現(xiàn)明顯的變化。干旱脅迫早期，植物會在自身應急發(fā)射下做出一定程度的適應性調(diào)節(jié)，但是隨著脅迫程度加深，
自我調(diào)控能力下降，物質(zhì)生產(chǎn)能力不足，葉綠素減少，凈光合率、氣孔導度等都呈下降趨勢。但由于試驗未結合植物生理生化指標進行研析，因此，在樟樹幼苗抗旱體系探究中還有待加強。
（作者單位：廣西生態(tài)工程職業(yè)技術學院）
參考文獻
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