半根水分胁迫下苹果幼苗根系生长及水分状况研究_崔妙玲

中度 （ ２０％ ＰＥＧ ） 和重 摘 要 ： 采用分根半根固定胁迫和半根交替胁迫的方法 ， 研究了轻度 （ １０％ＰＥＧ ） 、 根水势和叶片相对含水 量 的 度 （ ３０％ＰＥＧ ） 水分胁迫对平邑甜茶 （ Ｍａｌｕｓ ｈｕｐｅｈｅｎｓｉｓ ） 水培苗根系活力、 影响 ， 结果表明 ： 分根半根固定胁迫能有效地维持叶片含水量 ， 增加未受胁迫半根的根 干 重 、 根表面 积、 根系活力和根水势 ， 其保水效果优于分根半根交替胁迫处理。分根半根固定胁迫受水分胁迫的一 半根 （ 固干 ） 的所有参数在整个胁迫过程中均显著高于全根受胁迫的根系 ； 同时分根半根固定胁迫的 叶片含水量和水势又高于交替分根胁迫的叶片含水量和水势 ， 说明半根胁迫能在一定程度上发挥根 系的高效吸水作用 ， 提高叶水势 ， 有利于植株保持良好的水分状况。 关键词 ： 苹果 ； 分根 ； 水分胁迫 ； 根活力 ； 水势 中图分类号 ： Ｓ６６６．１ 文献标识码 ： Ａ
４００μｍｏｌ／ （ｍ２・ ｓ） ，
分根实验用。 温 度 为 白 天 ／ 夜 间 ： ２５￣２８℃ 。但对
／２２￣２５℃ 。小心修剪根系 ， 使幼苗根系分两侧长 ， 以备 １．２ 水分胁迫处理及测定方法 试验于 ２００４ — ２００５ 年在中国农业大学园艺植物
研究所植物培养室进行。取长势基本一致的 １０ 周龄
Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ Ｈａｌｆ－ ｒ ｏｏｔ Ｗａｔｅｒ Ｓｔｒ ｅｓｓ ｏｎ Ｒｏｏｔ Ｖｉｔａｌｉｔｙ ａｎｄ Ｌｅａｆ Ｒｅｌａｔｅｄ Ｐａｒ ａｍｅｔｅｒ ｓ ｉｎ Ａｐｐｌｅ Ｐｌａｎｔｓ Ｃｕｉ Ｍｉａｏｌｉｎｇ， Ｘｕ Ｘｕｅｆｅｎｇ， Ｌｉ Ｔｉａｎｚｈｏｎｇ， Ｈａｎ Ｚｈｅｎｈａｉ
基金项目： 北京市自然科学基金资助项目 （ ６０４１００２） 。 “果树逆境生理及分子生物学” 第 一 作 者 简 介 ： 崔 妙 玲 ， １９７８ 出 生 ， 硕 士 研 究 生 学 历 。 Ｅ－ｍａｉｌ： ｃｍｌｓｒｙ＠１６３．ｃｏｍ 。 收 稿 日 期 ： ２００６－０５－０９ ， 修 回 日 期 ： ２００６－０５－１７ 。
中国农学通报 第 ２２ 卷 第 ８ 期 ２００６ 年 ８ 月 园艺园林科学
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半根水分胁迫下苹果幼苗根系生长 及水分状况研究
崔妙玲 ， 许雪峰 ， 李天忠 ， 韩振海
实 验 室 ， 北 京 １０００９４） （ 中国农业大学园艺植物研究所 北京市 “果 树 逆 境 生 理 与 分 子 生 物 学 ”
ห้องสมุดไป่ตู้
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２ 结果与分析
的影响
２．１ 分 根 处 理 对 苹 果 幼 苗 各 半 根 根 干 重 和 根 表 面 积
由 表 ２ 可 以 看 出 ， 分 根 处 理 １２ｄ 后 ， 不 同 程 度 水
的水分胁迫对两半根系的生理参数的影响还少见研 胁迫， 研究在轻度 中度 （ １０％ＰＥＧ） 、 （ ２０％ ＰＥＧ） 和 重 度 （ ３０％ ＰＥＧ） 胁迫下 ， 分根半根胁迫和全根胁迫对根
系活力和根叶水势和根叶相对含水量的变化 ， 为果树 根系在逆境下吸水机制提供参考 ， 也为干旱地区果树 根系高效利用水分提供理论依据。
幼苗， 进行分根水分胁迫处理， 胁迫程度分为轻度 分根处理为四组 ， 每个处理 ４ 次重复 （ ５ 株苗 ／ 重复） ，
中度 （ １０％ＰＥＧ） 、 （ ２０％ＰＥＧ） 和 重 度 （ ３０％ＰＥＧ） 三 种 。 处理一 ： 对照 ， 即两侧半根均处于正常营养液中 （ ＣＫ１ 和 ＣＫ２） ； 处理二 ： 半根固定 胁 迫 处 理 ， 即 一 半 根 受 水 分胁迫 （ 固干） ， 另 一 半 根 处 于 正 常 营 养 液 中 （ 固 湿） ； 处理 三 ： 半 根 交 替 胁 迫 处 理 ， 即 一 半 根 先 受 水 分 胁 迫
［１］
（ ｐａｒｔｉａｌ ｒｏｏｔｚｏｎｅ ｉｒｒｉｇａｔｉｏｎ， ＰＲＩ） ， 其 基 本 方 法 是 每 次 仅给部分根系灌水 ， 其余部分干旱到一定程度时再交 换灌水部位 ， 其主要原理是在保证一部分根系湿润并 能维持正常生长的前提下 ， 让另一部分处于干旱条件 下的 根 系 首 先 感 知 干 旱 ， 进 而 再 产 生 根 源 信 号 ， 从 而 使地上部做出应对干旱胁迫的措施 ， 最终想要达到节
重和根表面积与对照相比降低 （ ４５．４％） 的程度显著 低程度又显著高于轻度的。 轻度和中度胁迫下分根固
高于中度 （ ３８．７％） 和 轻 度 （ ３０．１％） 胁 迫 的 ， 中 度 的 降 定处理中固湿的根干重和根表面积显著高于对照 ， 其
Á Â Ã Â Ã Â Ä Â Ä Â Ã Å Â Ä Å Æ Ç Æ È Æ Å Ç Æ È Æ Ä Ä Ç Ã Ä Å Å Å Ã Ã ÉÆ ÉÇ É
［８￣９］ ［７］
１／２ 的 Ｈｏａｇｌａｎｄ 营养液中培养一周 ， 之后转入全量的 Ｈｏａｇｌａｎｄ 营养液中培养。每周更换一次营养液 ， 每天
定 时 通 气 。 培 养 条 件 ： 光 ／ 暗 为 １４ｈ／１０ｈ ， 光 照 强 度 ：
水分胁迫下果树根系性状、 根系活力以及地上部叶片
水势的研究甚少 ， 尤其是对分根不同程度和不同方式 究。 此项实验采用分根半根固定胁迫和分根半根交替
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注 ： 每 一 个 值 表 示 四 次 重 复 的 平 均 值 ， 字 母 表 示 在 ０．０５ 水 平 上 的 差 异 显 著 性 。 大 写 字 母 表 示 不 同 程 度 水 分 胁 迫 对 同 一 半 根 参 数 的 差 异 性 （ 行比 较） ； 小 写 字 母 表 示 同 一 程 度 水 分 胁 迫 对 不 同 半 根 参 数 的 差 异 性 （ 列 比 较） 。
１ 材料与方法 １．１ 材料培养
选 取 均 匀 一 致 、 饱 满 度 好 的 平 邑 甜 茶 ［Ｍａｌｕｓ 层积。选取发芽基本一致的种子播于蛭石中 ， 待幼苗 长到 ２￣３ 片真叶时 ， 移入蒸馏水中培养一周后再转入
ｈｕｐｅｈｅｎｓｉｓ （ Ｐａｍｐ） Ｒｅｌｄ．］ 种 子 ， 清 水 浸 泡 ２４ｈ 后 ４℃
% 1 2 3
CK1 0 0 0
连续水分胁迫处理 １２ 天 ， 每 ２ 天测定一次 ， 测定 势采用小液流法
［１０］
指标及方法如下 ： 根活力采用甲烯蓝吸附法 ； 根、 叶水 ； 根叶相对含水量采用烘干法； 根
系生物量的测定方法为整株根系表面积用根系分析 仪 （ ＣＬ－ ２０３） ， 根干重的测 定 为 １０５℃ 杀 青 ３０ｍｉｎ ， 然 后 ７５℃ 烘至恒重。
处理 （ 交干） ， 另一半根处于正常营养液中 （ 交湿） ， ２４ｈ 的一半根进行交换 ； 处理四 ： 全根干旱胁迫处理 ， 即两
后将受胁迫一半根系取出用清水冲洗后与未受胁迫 侧半根同时都受水分胁迫处理 （ 干 １ 和干 ２）（ 表 １） 。
表 １ 试验处理设计
CK2 0 0 0
10 20 30
水分胁迫长期以来一直是限制果树生长与产量 的最重要的影响因子之一 ， 因 此 提 高 干 旱 地 区 果 树 产量和水分利用率一直受到人们关注。 水分亏缺对植 物的影响包括生长发育、 信 号 转 导 的 途 径 ［２］、 基因表 达 ［３￣４］， 这些都已经进行过广泛的研 究 。 近 年 来 ， 人 们 又 提 出 了 一 种 新 型 的 节 水 灌 溉 技 术－ 根 系 分 区 灌 水
表 ２ 分根不同程度水分胁迫对平邑甜茶幼苗各半根干重及各半根表面积的影响
10%PEG 0.190 0.180 0.151 0.237 0.173 0.179 0.160 0.149 (g) 20%PEG 0.178 0.183 0.128 0.196 0.153 0.146 0.119 0.109 30%PEG 0.184 0.185 0.101 0.181 0.139 0.155 0.099 0.100 10%PEG 39.425 41.905 33.516 45.600 38.368 39.957 25.500 24.534
Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｂｕｌｌｅｔｉｎ Ｖｏｌ．２２ Ｎｏ． ８ ２００６ Ａｕｇｕｓｔ
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园艺园林科学
水并高产的目的 ［５］。 Ｇｒｅｅｎ 和 Ｃｌｏｔｈｉｅｒ 在葡萄上进行的 分根试验结果表明只给一半根区土壤供水就可以使 幼苗正常生长 ［６］。 Ｋａｎｇ 等人对胡椒的研究表明 ， 分根 灌溉可以有效地提高根冠比和水分利用率 。国内在 一些作物上也进行了 分 根 渗 透 胁 迫 的 研 究
（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｈｏｒｔｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｐｌａｎｔｓ， Ｃｈｉｎａ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００９４）
Ａｂｓｔｒ ａｃｔ： Ｔｈｅ ｆｉｘｅｄ ｒｏｏｔｓ － ｄｉｖｉｄｅｄ ａｎｄ ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅ ｒｏｏｔｓ － ｄｉｖｉｄｅｄ ｗａｔｅｒ ｓｔｒｅｓｓ ｗｅｒｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ｃｏｍｐａｒｅ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｗａｔｅｒ ｓｔｒｅｓｓ ｏｎ ｒｏｏｔ ｖｉｔａｌｉｔｙ， ｒｏｏｔ ｗａｔｅｒ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ， ａｎｄ ｌｅａｖｅ ｒｅｌａｔｉｖｅ ｗａｔｅｒ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ Ｍａｌｕｓ ｈｕｐｅｈｅｎｓｉｓ ｉｎ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｆｉｘｅｄ ｒｏｏｔ － ｄｉｖｉｄｅｄ ｗａｔｅｒ ｓｔｒｅｓｓ ｈａｄ ｐｏｓｉｔｉｖｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｎ ｔｈｅ ｌｅａｖｅ ｒｅｌａｔｉｖｅ ｗａｔｅｒ ｃｏｎｔｅｎｔ， ｒｏｏｔ ｄｒｙ ｗｅｉｇｈｔ， ｒｏｏｔ ｓｕｒｆａｃｅ， ｒｏｏｔ ｖｉｔａｌｉｔｙ ａｎｄ ｒｏｏｔ ｗａｔｅｒ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｏｎ ｔｈｅ ｈａｌｆ－ ｒｏｏｔ ｕｎｓｔｒｅｓｓｅｄ． Ｔｈｅ ｗａｔｅｒ－ ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ ｃａｐａｃｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｆｉｘｅｄ ｒｏｏｔｓ－ ｄｉｖｉｄｅｄ ｗａｔｅｒ ｓｔｒｅｓｓ ｗａｓ ｂｅｔｔｅｒ ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｏｆ ｔｈｅ ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅ ｒｏｏｔ － ｄｉｖｉｄｅｄ ｗａｔｅｒ ｓｔｒｅｓｓ． Ａｌｌ ｏｆ ｔｈｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｔｈｅ ｕｎｓｔｒｅｓｓｅｄ ｈａｌｆ－ ｒｏｏｔ ｏｎ ｔｈｅ ｆｉｘｅｄ ｒｏｏｔｓ－ ｄｉｖｉｄｅｄ ｗｅｒｅ ｒｅｍａｒｋａｂｌｙ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈａｎ ｔｈｅ ｔｗｏ ｈａｌｆ－ ｒｏｏｔｓ ｂｏｔｈ ｗａｔｅｒ ｓｔｒｅｓｓｅｄ． Ａｎｄ ｔｈｅ ｆｉｘｅｄ ｒｏｏｔ－ ｄｉｖｉｄｅｄ ｗａｔｅｒ ｓｔｒｅｓｓ ｗａｓ ｋｅｅｐｉｎｇ ｈｉｇｈｅｒ ｌｅａｖｅ ｒｅｌａｔｉｖｅ ｗａｔｅｒ ｃｏｎｔｅｎｔ ａｎｄ ｒｏｏｔ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｔｈａｎ ｔｈｅ ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅ ｒｏｏｔ－ ｄｉｖｉｄｅｄ ｗａｔｅｒ ｓｔｒｅｓｓ， ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ ｔｈｉｓ ｓｕｇｇｅｓｔｅｄ ｔｈａｔ ｈａｌｆ－ ｒｏｏｔ ｗａｔｅｒ ｓｔｒｅｓｓ ｍａｙ ｐｌａｙ ａ ｐｏｓｉｔｉｖｅ ｒｏｌｅ ｉｎ ｍａｋｉｎｇ ｆｕｌｌ ｕｓｅ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｏｎ ｒｏｏｔ ａｎｄ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｆｉｘｅｄ ｒｏｏｔ－ ｄｉｖｉｄｅ ｗａｔｅｒ ｓｔｒｅｓｓ ｈａｄ ｍｏｒｅ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ ｔｈａｎ ｔｈｅ ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅ ｏｎ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｏｎ ｒｏｏｔ ｕｎｄｅｒ ｓｔｒｅｓｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒ ｄｓ： Ａｐｐｌｅ； Ｈａｌｆ－ ｒｏｏｔ； Ｗａｔｅｒ ｓｔｒｅｓｓ； Ｒｏｏｔ ｖｉｔａｌｉｔｙ； Ｗａｔｅｒ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ