本文以蒙古扁桃幼苗(Prunus mongolica Maxim.)作为研究对象,通过土壤自然脱水的方法,动态分析了土壤干旱胁迫对蒙古扁桃幼苗水分代谢和光合特性的影响,探寻蒙古扁桃幼苗对土壤干旱胁迫的适应机制,以期为荒漠生态系统的恢复及荒漠植物耐旱机理的探索提供实验依据。主要研究结果如下:1.蒙古扁桃幼苗LWP与SRWC的关系符合三次曲线模型,LWP = -2.804+1.549S-2.502S2+2.679S3。土壤干旱胁迫不仅使蒙古扁桃幼苗吸水能力增强,还会引起其小枝输水能力的降低。到土壤干旱胁迫第5天,SRWC下降到36.57%、LWP下降到-2.05MPa时,小枝导水率较充足水分条件降低了65.00%。经一夜复水后,导水率恢复了70.38%。水分状况参数方面,到土壤干旱胁迫第8天,SRWC下降到17.45%、LWP下降到-2.60MPa时,AWC和Vb/Vf分别较充足水分条件增加了80.53%和48.79%,ψπ0、ψπ100、RWCtlp、ROWCtlp和εmax分别较充足水分条件降低了27.04%、10.56%、31.15%、34.15%和48.14%。说明,随着土壤干旱胁迫强度的增加,AWC和Vb/Vf显著增加,ψπ0、ψπ100、RWCtlp、ROWCtlp和εmax显著降低。表明,蒙古扁桃幼苗有较强的忍耐脱水,保持膨压和细胞弹性调节能力。气孔行为方面,SRWC为24.92%、LWP为-1.97MPa(干旱胁迫第5天)之前,蒙古扁桃幼苗气孔开放日变化呈明显的单峰曲线。而在此之后(干旱胁迫第5天),其气孔最大开放率和气孔开度均明显降低,且气孔开放日变化峰不明显。因此,-1.97MPa是引起蒙古扁桃幼苗气孔反馈式反应的临界叶水势。Tr在土壤干旱胁迫前期变化不显著,在SRWC≤35.47%时,才有显著的降低。2.土壤干旱胁迫导致蒙古扁桃幼苗最大光合速率(Pmax)、表观光量子效率(AQY)和光饱和点(LSP)下降。但到土壤干旱胁迫第8天时,SRWC下降到24.37%、LWP下降到-2.60MPa,蒙古扁桃幼苗依然保持47.96%的Pn和48.94%的AQY,这说明蒙古扁桃幼苗具有较强的耐干旱能力。WUE在中度干旱胁迫(SRWC≥43.08%)下明显提高。Rd在土壤干旱胁迫下保持较稳定的水平,在SRWC≤35.47%时,才有明显的降低。表明,轻度和中度干旱胁迫对蒙古扁桃幼苗影响较小,而在重度干旱胁迫下(SRWC≤35.47%)蒙古扁桃幼苗采取了高光合、低蒸腾的节水策略。叶绿体放氧活性方面,Hill反应活力随SRWC的降低而下降。到土壤干旱胁迫第8天时,SRWC下降到14. 01%、LWP下降到-2.59MPa,蒙古扁桃幼苗还保持了42.81%的Hill反应活力。而且经一夜复水后,Hill反应活力恢复了55.57%。表明,蒙古扁桃幼苗光合作用方面有较强的耐旱能力。3.随着土壤干旱胁迫的加重,蒙古扁桃幼苗Fv/Fm随之下降,光能转化幅度降低。Fv/Fm的降低影响光合电子传递的正常进行,从而影响光合作用。但在轻度和中度土壤干旱胁迫(SRWC≥58.24%)下降低不显著。随着土壤干旱胁迫的加重,蒙古扁桃幼苗Yield值随之降低。在轻度和中度土壤干旱胁迫下(SRWC≥58.24%)降低不显著,重度干旱胁迫(SRWC≤30.59%)才会有显著的降低。qP和qN随土壤干旱胁迫强度的增加分别呈下降和上升趋势,且只有在SRWC为12.31% ,LWP为-3.59MPa的极端条件下变化才显著。随土壤干旱胁迫的加剧,蒙古扁桃幼苗qN增加,光抑制加强,热耗散能力也随之增强。轻度和中度干旱胁迫(SRWC≥58.24%)对蒙古扁桃幼苗PSⅡ的功能和活性没有显著的影响。而在SRWC为12.31%,LWP为-3.59MPa的极端条件下PSⅡ反应中心开放的比例显著降低,从而导致PSⅡ电子传递量子产量的降低。表明蒙古扁桃幼苗在叶绿素荧光参数方面有较强的耐旱性。4.碳同化酶活性方面,充足水分条件下蒙古扁桃幼苗PEPC白天活性为0.7589μmol·NAD+·mg-1·protein·h-1 , PEPC夜晚活性为0.6591μmol·NAD+·mg-1·protein·h-1,PEPC昼夜活性均较低。随着土壤干旱胁迫的加剧,PEPC夜晚活性呈上升趋势,而PEPC白天活性呈先降后升的趋势。到土壤干旱胁迫处理第8天,SRWC下降到7.50%、LWP下降到-2.86MPa时,PEPC夜晚活性增加到充足水分条件的4.74倍,而PEPC白天活性增加到充足水分条件的1.91倍。PEPC活性昼夜差值也逐渐拉大。复水1d后,PEPC昼夜活性基本恢复到处理前的水平。表明,在土壤干旱胁迫诱导下蒙古扁桃幼苗碳同化途径可能发生了转型。5.随土壤干旱胁迫的加重,蒙古扁桃幼苗GO活性总体呈降低趋势。到土壤干旱胁迫第7天时,SRWC下降到11.53%、LWP下降到-2.46MPa,蒙古扁桃幼苗还保持了51.50%的GO活性。复水1d后,GO活性恢复了78.54%。表明,蒙古扁桃幼苗可通过维持较高的GO活性来保护光合器官。综上所述,蒙古扁桃幼苗不仅有较强的耐干旱能力,且受干旱胁迫后的恢复能力亦较强。
