干旱脅迫及復(fù)水對(duì)香樟幼樹生理特性及生長(zhǎng)的影響

胡 義，胡庭興＊，陳 洪，王 彬，李 晗

（1 四川農(nóng)業(yè)大學(xué) 林學(xué)院，四川雅安625014；2 四川農(nóng)業(yè)大學(xué) 生態(tài)林業(yè)研究所，成都611130）

當(dāng)今，全球干旱和半干旱地區(qū)的面積占陸地總面積的1／3。干旱脅迫是干旱與半干旱地區(qū)限制植物生長(zhǎng)的最重要因子［1］。隨著全球氣候與環(huán)境的變化，加之降水季節(jié)和地域分布極不均勻，水資源短缺日趨明顯，土壤有效含水量逐年減少［2］。土壤水分缺乏不僅抑制作物生長(zhǎng)，還降低養(yǎng)分吸收，影響土壤養(yǎng)分的有效性，從而限制植物的生長(zhǎng)及降低其產(chǎn)量和品質(zhì)［3］。長(zhǎng)江中上游地區(qū)在春季和秋季常出現(xiàn)季節(jié)性干旱，而在此時(shí)正是林木植苗的季節(jié)，因此研究樹木幼樹在干旱條件下的生長(zhǎng)狀態(tài)以及對(duì)短期嚴(yán)重缺水的響應(yīng)，對(duì)于正確選擇耐旱樹種、科學(xué)制定苗期水分管理措施、確保造林成功具有重要意義。

干旱脅迫對(duì)植物的影響非常廣泛，可以表現(xiàn)在生長(zhǎng)發(fā)育的各個(gè)階段，又可以表現(xiàn)在植物生長(zhǎng)、蒸騰作用、光合作用、物質(zhì)的合成與運(yùn)輸、酶活性等具體的生理代謝過程中［4］。受到干旱脅迫后，植物體活性氧增加、細(xì)胞滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)變化、個(gè)體及群體光合作用受到抑制，最終植物個(gè)體或群體生長(zhǎng)受到抑制，形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化［5］。Fridovich 提出生物自由基傷害學(xué)說［6］，認(rèn)為植物體內(nèi)自由基的大量生產(chǎn)會(huì)引發(fā)膜脂過氧化作用，造成細(xì)胞膜系統(tǒng)破壞，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致植物細(xì)胞死亡。植物在長(zhǎng)期進(jìn)化中形成了相應(yīng)的抗氧化保護(hù)酶系統(tǒng)，如超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化物酶（POD）、過氧化氫酶（CAT）等，可以協(xié)調(diào)有效地清除、H2O2等。目前已有眾多的報(bào)道，如大麗花（Dahliapinnata）［7］、甘 草（Glycyrrhiza uralensis）［8］、沙 棘（Hippophaerhamnoides）［9］等保護(hù)酶活性和植物體抗旱能力有一定的關(guān)系。然而，不同植物在受到干旱脅迫后，其抗氧化酶活性變化存在差異。通過抗性生理指標(biāo)并結(jié)合生長(zhǎng)指標(biāo)的方式分析植物體對(duì)干旱脅迫及復(fù)水的響應(yīng)機(jī)理，對(duì)于深入了解植物的抗旱生理機(jī)制、科學(xué)合理地制定苗期抗旱對(duì)策具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。

香樟（Cinnamomumcamphora）屬樟科（Laura－ceae）樟屬（Cinnamomum），常綠喬木，是亞熱帶常綠闊葉林中重要的組成樹種，具有芳香特性，是常用的城市行道樹［10］，也是南方各省區(qū)主要的造林樹種，以及四旁植樹和園林綠化的重要樹種［11］。以往對(duì)于香樟的研究主要側(cè)重于苗木培育、栽培技術(shù)等［12］，關(guān)于香樟幼樹對(duì)干旱環(huán)境耐受能力的研究則相對(duì)較少。本研究通過對(duì)香樟幼樹進(jìn)行不同持續(xù)時(shí)間的連續(xù)干旱脅迫，探討不同土壤水分狀態(tài)對(duì)香樟幼樹生理特性與生長(zhǎng)的影響，旨在為香樟育苗、造林并進(jìn)行合理水分管理提供理論依據(jù)和技術(shù)參考。

1 材料和方法

1．1 供試材料

香樟種子采于四川瀘州。將種子與河沙按1∶4的比例沙藏，用于春季播種。采用上口徑30cm、底面直徑25cm、高27cm 的黑色聚丙烯塑料盆作為移栽容器，選擇四川盆地常見農(nóng)耕土作為栽植基質(zhì)，田間持水量為24%（用土壤體積含水量（SWC）表示），主要理化性質(zhì)為：質(zhì)地中壤，有機(jī)質(zhì)23．74g·kg－1，pH 6．14，全氮1．53g·kg－1，銨態(tài)氮1．75mg·kg－1，全磷1．34g·kg－1，全鉀27．12g·kg－1。

2012年5月，每盆裝10kg土并將幼苗移栽于盆內(nèi)，每盆3株。常規(guī)水分管理，土壤體積含水量控制在20%左右。6個(gè)月后每盆保留健壯苗1株。

1．2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2013年8月在四川農(nóng)業(yè)大學(xué)教學(xué)科研園區(qū)塑料大棚中進(jìn)行，海拔580 m。該地區(qū)屬亞熱帶濕潤(rùn)氣候，年均溫16．2℃，≥10℃的積溫5 231℃，年均日照時(shí)數(shù)1 039．6h，年均降水量1 774．3 mm，空氣平均濕度79%。

采用單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)。待苗高長(zhǎng)至160cm 左右時(shí)（8月1日）開始進(jìn)行干旱脅迫，試驗(yàn)設(shè)置9個(gè)水分處理，每處理設(shè)置3個(gè)重復(fù)，以2d為一個(gè)處理期，分別持續(xù)干旱0d（正常供水）、2d、4d、6d、8d、10d、12d、14d和16d。干旱處理的具體操作方法是：從2013年8月2日開始對(duì)第1個(gè)處理（干旱16 d）停止?jié)菜溆?個(gè)處理正常澆水并進(jìn)入下一處理期；2d后對(duì)第2個(gè)處理（干旱14d）停止?jié)菜Ｏ碌?個(gè)處理正常澆水并進(jìn)入下一處理期；……；依次類推完成所有處理；到2013年8月18日所有處理結(jié)束，至此形成從第1個(gè)處理至第9個(gè)處理不同土壤含水量梯度系列。各處理相應(yīng)記作D0（正常供水）、D2、D4、D6、D8、D10、D12、D14、D16。為了便于分析，根據(jù)脅迫結(jié)束時(shí)的土壤體積含水量（SWC）將9個(gè)水分處理分為4 個(gè)土壤水分等級(jí)，即：正常供水（D0，SWC＞17%）、輕度干旱（D2、D4，SWC 在10%～15%）、中度干旱（D6、D8，SWC 在6%～10%）和重度干旱（D10、D12、D14、D16，SWC＜6%）。

脅迫結(jié)束時(shí)，立即測(cè)定9個(gè)水分處理的土壤體積含水量，之后分別采取各處理植株鮮葉樣品測(cè)定葉片相對(duì)含水量和抗性生理指標(biāo)。采樣完成后立即復(fù)水，復(fù)水48h后再次采取鮮葉樣測(cè)定抗性生理指標(biāo)。干旱脅迫開始和結(jié)束時(shí)分別測(cè)定各處理株高和地徑，計(jì)算各處理脅迫期間株高和地徑凈生長(zhǎng)量。

1．3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1．3．1 土壤含水量 干旱脅迫結(jié)束次日，采用HH2土壤水分速測(cè)儀（ML2x，GBR，England）測(cè)定各處理盆中土壤體積含水量（SWC）。

1．3．2 生長(zhǎng)指標(biāo) 樹高和地徑分別用直尺和電子游標(biāo)卡尺測(cè)量，5次重復(fù)。生長(zhǎng)量計(jì)算公式為：

樹高生長(zhǎng)量（Zh）＝干旱脅迫結(jié)束時(shí)樹高－干旱脅迫開始時(shí)樹高

地徑生長(zhǎng)量（Zd）＝干旱脅迫結(jié)束時(shí)地徑－干旱脅迫開始時(shí)地徑

1．3．3 生理指標(biāo) 在干旱結(jié)束當(dāng)天，選取各處理植株中部成熟葉片，用于葉片水分狀況和抗性生理相關(guān)指標(biāo)的測(cè)定。其中，葉片相對(duì)含水量（LRWC）采用飽和稱量法測(cè)定［13］；超氧陰離子自由基（）含量采用羥基－萘胺比色法測(cè)定［14］；過氧化氫（H2O2）含量采用Ti（Ⅳ）－H2O2比色法測(cè)定［15］；超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化物酶（POD）、過氧化氫酶（CAT）活性分別采用氮藍(lán)四唑光化還原法（以抑制NBT 光化還原的50%為1個(gè)酶活性單位U）、愈創(chuàng)木酚法（將每分鐘OD 增加0．01定義為1個(gè)酶活單位U）、紫外分光光度法測(cè)定（以1min內(nèi)OD 減少0．1為1個(gè)酶活單位U）［13］；丙二醛（MDA）和可溶性糖（SS）含量采用硫代巴比妥酸法測(cè)定［13］；游離脯氨酸（Pro）含量采用茚三酮比色法測(cè)定［13］；可溶性蛋白（SP）含量采用紫外分光光度法測(cè)定［16］。

1．4 數(shù)據(jù)處理

用SPSS 16．0軟件（SPSS Inc．，USA）進(jìn)行Pearson相關(guān)分析、單因素方差分析（One－way ANOVA），用最小顯著差數(shù)法（LSD法）進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2．1 干旱脅迫對(duì)土壤體積含水量和葉片相對(duì)含水量的影響

圖1 干旱脅迫下香樟幼樹土壤體積含水量和葉片相對(duì)含水量的動(dòng)態(tài)變化Fig．1 The soil water content and leaf relative water content of C．camphorasaplings under continuous drought stress

由圖1看出，隨著停水時(shí)間的延長(zhǎng)，干旱脅迫程度的加重，土壤體積含水量（SWC）表現(xiàn)為逐漸顯著下降的趨勢(shì)，而葉片相對(duì)含水量（LRWC）則先上升后下降。其中，土壤SWC 在正常供水處理（D0）下約為24%左右，停水2d后（D2）就大幅度下降到13%左右，而停水6d后（D6）就下降到9%左右，隨后持續(xù)緩慢降低，并在停水10d后維持在相對(duì)穩(wěn)定的較低水平（圖1，A）。同時(shí)，香樟幼樹葉片相對(duì)含水量（LRWC）在輕度干旱（D2、D4）時(shí)比對(duì)照（D0）上升了9．75%～15．73%，此后逐漸下降，但在中度干旱脅迫（D6、D8）時(shí)與對(duì)照（D0）無顯著差異，而在重度干旱脅迫（D10～D16）時(shí)比對(duì)照顯著下降（圖1，B）。這表明停水處理造成了不同程度的土壤干旱環(huán)境，香樟葉片具有較強(qiáng)的保水能力，在輕度和中度干旱時(shí)可能通過提高水分利用效率和減少水分散失而使葉片相對(duì)含水量維持在較高水平。

2．2 干旱脅迫對(duì)香樟葉片中超氧自由基和過氧化氫含量的影響

圖2 干旱脅迫下香樟幼樹葉片過氧化氫和超氧自由基含量的變化Fig．2 Contents of H2O2and O－·2 in leaves of C．camphorasaplings under continuous drought stress

圖3 干旱脅迫及復(fù)水對(duì)香樟幼樹葉片超氧化物歧化酶、過氧化物酶和過氧化氫酶活性和MDA 含量的影響Fig．3 Activities of SOD，POD and CAT and MDA content in leaves of C．camphora saplings under continuous drought stress and then rewatering

2．3 干旱脅迫及復(fù)水對(duì)香樟葉片抗氧化酶活性和MDA含量的影響

干旱脅迫對(duì)香樟葉片保護(hù)酶系統(tǒng)的SOD、POD、CAT 活性均有顯著影響（圖3）。首先，香樟幼樹葉片超氧化物歧化酶（SOD）活性在各干旱脅迫處理下均得到顯著促進(jìn)，并隨著脅迫時(shí)間延長(zhǎng)和脅迫強(qiáng)度加劇呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨勢(shì)，并在D12處理下達(dá)到最大值，之后因幼樹植株已經(jīng)枯萎（D14與D16），葉片SOD 活性有所下降；總體上中度、重度干旱脅迫植株顯著高于輕度干旱脅迫，而中、重度干旱脅迫處理間（D6～D16）無顯著差異。復(fù)水48 h后，D4～D12處理植株葉片SOD 活性恢復(fù)到對(duì)照水平（無顯著差異），但D14和D16處理植株已經(jīng)干枯，無法測(cè)定SOD 活性（圖3，A）。

其次，干旱脅迫也顯著促進(jìn)了香樟幼樹葉片過氧化物酶（POD）活性，其活性隨干旱脅迫強(qiáng)度的變化趨勢(shì)與SOD 類似，且所有干旱處理均較對(duì)照顯著上升（圖3，B）；POD 活性在輕度、中度干旱脅迫下持續(xù)升高，并在重度干旱的D14處理下達(dá)到最高值，然后顯著降低。在復(fù)水48h后，香樟幼樹葉片POD活性除D14與D16處理無法恢復(fù)外，其余處理都基本恢復(fù)到正常對(duì)照水平。

另外，香樟幼樹葉片過氧化氫酶（CAT）活性隨干旱脅迫程度加劇的變化趨勢(shì)總體上與其SOD 和POD 活性相同（圖3，C），其僅在D10處理開始顯著上升，到D12處理達(dá)到峰值，之后顯著降低；重度干旱處理均顯著高于對(duì)照和輕度、中度干旱處理，而輕度、中度干旱處理與對(duì)照差異不顯著。復(fù)水48h后，香樟幼樹葉片CAT 活性除D14與D16植株干枯外，其余處理均與對(duì)照顯著不差異，即基本恢復(fù)到正常對(duì)照水平。

同時(shí)，香樟幼樹葉片MDA 含量總體上表現(xiàn)為隨著干旱時(shí)間的增加而上升趨勢(shì)，并于D16處理時(shí)達(dá)到最高（圖3，D）。除D4處理外，輕度、中度干旱處理葉片MDA 含量均與對(duì)照差異不顯著，而重度干旱脅迫下MDA 含量顯著上升。復(fù)水48h后，除D14和D16植株已干枯無法測(cè)定外，其余處理MDA含量仍然保持在復(fù)水前的水平，尤其是D4、D12處理的MDA 含量仍顯著高于對(duì)照D0，且含量也高于復(fù)水前。這可能是因?yàn)楸┦歉珊得{迫下膜脂過氧化的一種產(chǎn)物，即使在復(fù)水后植株葉片內(nèi)仍然保持著較高的含量，且在短期內(nèi)還難以消除；同時(shí)干旱脅迫所導(dǎo)致的葉片膜脂過氧化傷害也需要一個(gè)恢復(fù)過程。

以上結(jié)果說明香樟幼樹在輕度、中度干旱脅迫下能通過自身抗氧化酶系統(tǒng)避免膜質(zhì)傷害，重度干旱下細(xì)胞膜質(zhì)受損且短期內(nèi)難以恢復(fù)。

2．4 干旱脅迫及復(fù)水對(duì)香樟葉片滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量的影響

由圖4可見，干旱脅迫條件下香樟幼樹葉片中脯氨酸（Pro）、可溶性糖（SS）和可溶性蛋白（SP）含量均發(fā)生了顯著變化。其中，香樟幼樹葉片Pro含量在輕度、中度干旱時(shí)與對(duì)照無差異，于D8處理開始顯著快速持續(xù)上升，并在重度干旱的D16處理達(dá)到峰值；在復(fù)水48h 后，重度干旱處理葉片的Pro含量比復(fù)水前顯著降低，但仍明顯高于對(duì)照（圖4，A）。同時(shí)，同期香樟幼樹葉片SS含量變化與Pro含量類似，即輕度干旱和中度干旱的D6處理（SWC＞9%）與對(duì)照無顯著差異，從D8處理開始較對(duì)照顯著持續(xù)升高，并于D14處理達(dá)到峰值；復(fù)水48h后，葉片SS含量無顯著變化（圖4，B）。另外，隨著干旱脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)，香樟幼樹葉片SP 含量與其MDA 含量變化趨勢(shì)相似，在輕度和中度干旱時(shí)處于不穩(wěn)定狀態(tài)，但總體上有輕微上升，到重度干旱時(shí)顯著上升；復(fù)水48h后，各干旱處理葉片SP含量仍然處于較高的水平，并大多明顯高于復(fù)水前，也明顯高于相應(yīng)對(duì)照（圖4，C）。這表明受干旱脅迫香樟植株體內(nèi)的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)恢復(fù)到正常水平也需要一個(gè)較長(zhǎng)的時(shí)間過程。

圖4 干旱脅迫及復(fù)水對(duì)香樟葉片中脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白含量的影響Fig．4 Contents of proline（Pro），soluble sugar（SS）and soluble protein（SP）in leaves of C．camphora saplings under continuous drought stress and then rewatering

圖5 干旱脅迫下香樟幼樹樹高和地徑生長(zhǎng)量的變化Fig．5 The net increment of plant height and ground diameter of C．camphora saplings under continuous drought stress

2．5 干旱脅迫對(duì)香樟幼樹生長(zhǎng)的影響

圖5表明，干旱脅迫對(duì)香樟幼樹的生長(zhǎng)有顯著的抑制作用，且樹高生長(zhǎng)量（Zh）和地徑生長(zhǎng)量（Zd）隨著干旱脅迫時(shí)間延長(zhǎng)呈類似的下降趨勢(shì)。其中，植株Zh在除D2處理外的其他干旱處理（SWC＜11%）下均較對(duì)照（D0）顯著降低，而所有干旱處理的Zd均較D0顯著降低。另外，重度干旱處理D14和D16的Zd為負(fù)值，同時(shí)葉片也出現(xiàn)了嚴(yán)重的卷縮現(xiàn)象。表明在干旱持續(xù)時(shí)間過長(zhǎng)或土壤水分嚴(yán)重虧缺時(shí)，受脅迫植株失水過多已導(dǎo)致其莖桿干縮和葉片枯死。

3 討論與結(jié)論

3．1 干旱脅迫及復(fù)水條件下香樟幼樹葉片活性氧代謝特征

本研究中，香樟葉片相對(duì)含水量在輕度和中度干旱狀態(tài)下高于對(duì)照，而在重度干旱時(shí)才迅速下降，說明香樟這種常綠樹種具有一定的水分控制和適應(yīng)能力，能夠通過減少氣孔開度等方式來維持其生理活動(dòng)的正常進(jìn)行（另文報(bào)道）。同時(shí)，香樟葉片ROS含量在干旱脅迫前期沒有顯著變化，H2O2含量顯著升高后降低；同期酶促系統(tǒng)中的SOD 和POD 活性顯著上升，CAT 則無顯著變化。這表明在干旱脅迫初期（輕度干旱狀態(tài)）植株已經(jīng)產(chǎn)生ROS但迅速被清除，其中SOD 和POD 發(fā)揮了重要的作用；MDA 含量在此階段表現(xiàn)為先上升后降低的趨勢(shì)，表明雖然受脅迫產(chǎn)生的H2O2對(duì)植株造成了一定程度的傷害，但細(xì)胞膜脂過氧化程度能夠維持在正常水平。到了干旱脅迫中期（中度干旱狀態(tài)，土壤體積含水量SWC為6%～10%），植株ROS和H2O2含量均顯著上升，MDA 含量也顯著升高，表明隨著干旱時(shí)間的延長(zhǎng)，香樟體內(nèi)ROS迅速積聚從而造成了氧化脅迫，細(xì)胞膜脂過氧化傷害加劇。而酶促系統(tǒng)在此階段表現(xiàn)為SOD 活性無顯著變化，POD、CAT活性達(dá)到最大，說明在中度干旱狀態(tài)下ROS產(chǎn)生量超過了SOD 清除作用的闕值，同時(shí)清除過程中產(chǎn)生的H2O2誘導(dǎo)增強(qiáng)了POD 和CAT 活性，但仍難免受到明顯的膜脂過氧化傷害。干旱后期（嚴(yán)重干旱狀態(tài)，SWC＜5%），植株體內(nèi)ROS和H2O2以及MDA 含量持續(xù)升高，酶促系統(tǒng)中SOD 活性無顯著變化，而POD 和CAT 活性降低，表明在嚴(yán)重的干旱脅迫下香樟幼樹體內(nèi)大量活性氧積累導(dǎo)致細(xì)胞膜質(zhì)傷害加劇，葉片中酶活性也受到抑制。這與孫彩霞等［20］在玉米上的相關(guān)研究結(jié)果一致。另外，在復(fù)水48h后，本試驗(yàn)香樟植株葉片中防御酶活性基本恢復(fù)到對(duì)照水平，但MDA 含量仍然顯著高于對(duì)照，表明干旱脅迫對(duì)葉片造成的膜脂過氧化傷害在短期內(nèi)沒有得到明顯的恢復(fù)，而且膜脂過氧化產(chǎn)物含量仍然處于較高水平，這與張紅萍等［21］對(duì)豌豆的干旱－復(fù)水研究結(jié)果類似。

3．2 干旱脅迫及復(fù)水條件下香樟幼樹葉片滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)動(dòng)態(tài)特征

滲透調(diào)節(jié)是指細(xì)胞通過增減溶質(zhì)對(duì)滲透勢(shì)進(jìn)行調(diào)節(jié)的作用［22］。在水分脅迫下，植物體主要通過滲透調(diào)節(jié)來主動(dòng)降低滲透勢(shì)從而維持體內(nèi)水分平衡和細(xì)胞間膨壓基本不變［9］。相關(guān)研究表明，高含量的可溶性蛋白可使細(xì)胞維持較低的滲透勢(shì)，抵抗干旱脅迫帶來的傷害［9］。但也有研究報(bào)道，干旱脅迫抑制了蛋白質(zhì)的合成并誘導(dǎo)蛋白質(zhì)的降解，從而使植株體內(nèi)的總蛋白質(zhì)含量降低［23］。在本試驗(yàn)中，香樟幼樹葉片中的可溶性蛋白含量隨著干旱程度的加劇呈先增加后降低的趨勢(shì)。說明在干旱脅迫初期植物體內(nèi)的不溶性蛋白轉(zhuǎn)變成可溶性蛋白以增強(qiáng)滲透調(diào)節(jié)能力，而在干旱后期脅迫已超過植物忍耐的閾值，其體內(nèi)的蛋白質(zhì)合成代謝受阻，蛋白降解，這與劉紅云等對(duì)杜仲（Eucommiaulmoides）幼苗進(jìn)行干旱脅迫的結(jié)果相吻合［24］。另外，在復(fù)水48h后，除重度干旱脅迫（SWC＜5%，干旱時(shí)間＞12d）外，香樟葉片可溶性蛋白含量均較復(fù)水前顯著升高，說明在干旱脅迫結(jié)束初期植物體內(nèi)繼續(xù)將不溶性蛋白轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄缘鞍滓栽鰪?qiáng)滲透調(diào)節(jié)能力，而對(duì)于重度干旱的香樟幼樹復(fù)水后短期內(nèi)可溶性蛋白含量沒有顯著變化，這可能與蛋白的降解有關(guān)。

可溶性糖主要在脅迫的中、后期才開始積累，與其他滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)相比表現(xiàn)出一定的滯后性，但糖的物理化學(xué)性質(zhì)決定了它的滲透調(diào)節(jié)能力高于其他滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)［25］。本實(shí)驗(yàn)中香樟葉片可溶性糖含量在輕度干旱狀態(tài)下（SWC＞7%，干旱時(shí)間＞2d）變化不大，而在中度和重度干旱（SWC＜8%，干旱時(shí)間＞8d）狀態(tài)下則迅速升高，表明在長(zhǎng)時(shí)間土壤水分虧缺狀態(tài)下，可溶性糖在滲透調(diào)節(jié)中起到了主要的作用。同時(shí)，在復(fù)水后較短時(shí)間內(nèi)，葉片可溶性糖含量除重度干旱脅迫（SWC＜5%，干旱時(shí)間＞12 d）外，其余處理均降低到對(duì)照水平，表明復(fù)水對(duì)香樟植株體內(nèi)的水分生理具明顯的恢復(fù)作用，其糖代謝較容易恢復(fù)到正常水平。

植物體內(nèi)游離脯氨酸的積累現(xiàn)象是最初由Kemble等在受到干旱脅迫的黑麥草（Loliumperenne）葉片中發(fā)現(xiàn)的［26］。大量研究也表明，干旱脅迫會(huì)導(dǎo)致植物體內(nèi)脯氨酸明顯積累［27－28］。本試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，香樟葉片中脯氨酸含量隨土壤水分含量的降低而升高，且積累量與脅迫時(shí)間和脅迫程度有關(guān)。在輕度干旱時(shí)脯氨酸含量與對(duì)照無顯著差異，從中度干旱的D8處理（SWC＝7．53%，干旱時(shí)間＞8d）開始迅速升高，這與張殿忠［29］和張紅萍［21］等的研究結(jié)果一致。在復(fù)水48h后，香樟幼苗葉片游離脯氨酸含量則顯著減少。結(jié)合上述3種滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量在干旱－復(fù)水狀態(tài)下變化規(guī)律可以看出，干旱脅迫下香樟幼樹葉片內(nèi)可溶性蛋白、可溶性糖和脯氨酸的含量均顯著上升，以維持較強(qiáng)的滲透調(diào)節(jié)能力；而復(fù)水初期，香樟幼樹主要通過升高可溶性蛋白的含量來維持較強(qiáng)的滲透調(diào)節(jié)能力，以避免干旱的傷害。

3．3 香樟幼樹對(duì)干旱脅迫的生長(zhǎng)響應(yīng)特征

現(xiàn)有研究表明，干旱脅迫影響植物各種生理代謝過程，如光合作用、呼吸作用、水分代謝和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收運(yùn)轉(zhuǎn)、各種酶的活性和有機(jī)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化、運(yùn)輸、積累等［30－32］。本研究中，中度、重度干旱脅迫（SWC＜10%，干旱時(shí)間＞6d）下香樟幼樹葉片中H2O2和MDA 積累顯著增加，表明干旱對(duì)膜系統(tǒng)造成傷害，導(dǎo)致細(xì)胞生理活動(dòng)和物質(zhì)運(yùn)輸發(fā)生紊亂，從而影響香樟幼樹的生長(zhǎng)。同時(shí)在本研究中干旱脅迫對(duì)香樟幼樹的地徑生長(zhǎng)量和樹高生長(zhǎng)也產(chǎn)生了顯著的抑制作用。輕度干旱脅迫（SWC＜13%，干旱時(shí)間＞2d）對(duì)香樟幼樹的地徑和樹高生長(zhǎng)就產(chǎn)生明顯的抑制，重度的干旱脅迫（SWC＜6%，干旱時(shí)間＞14d）狀態(tài)下地徑出現(xiàn)負(fù)生長(zhǎng)，原因是植株嚴(yán)重缺水導(dǎo)致莖桿韌皮部和木質(zhì)部萎縮。

綜上所述，香樟的酶促ROS清除系統(tǒng)是抵御干旱逆境脅迫的重要機(jī)制，并以SOD 反應(yīng)最為靈敏，POD、CAT 在干旱脅迫中期作用最明顯，在復(fù)水后酶活性也能在較短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)到正常水平。滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)中的可溶性蛋白較可溶性糖和脯氨酸反應(yīng)更明顯，但干旱的中后期可溶性糖及脯氨酸含量顯著上升以維持水分平衡，復(fù)水后仍維持在較高水平。因此，在香樟人工林的水分管理中，對(duì)幼、中齡林應(yīng)該制定合理的水分管理措施，在中度干旱狀態(tài)下（土壤體積含水量低于10%時(shí)）應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充水分，較長(zhǎng)時(shí)間的重度干旱（即土壤體積含水量低于7%且持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)）會(huì)對(duì)幼樹造成明顯傷害并影響其生長(zhǎng)。

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