关键词:
降香黄檀
生长基质
表型可塑性
物理特性
形态解剖结构
生理特性
摘要:
降香黄檀(Dalbergia odorifera ***.)自身具有根瘤固氮、抗旱和耐贫瘠等多重优良性能常被用作喀斯特石漠化地区造林的先锋树种。本文以全壤土和全石砾生长基质栽培下的降香黄檀幼苗为研究对象,通过对叶片的物理可塑性、形态解剖可塑性和生理可塑性进行研究,分析不同生长基质对降香黄檀叶片表型可塑性的影响,探讨其对石漠化环境的适应机制。主要结果如下:
(1)与6月相比,11月份降香黄檀叶片正面润湿性显著增强,而光谱反射率和叶温随着太阳辐射的降低而下降。全壤土基质下降香黄檀叶片正面润湿性和光谱反射率高于全石砾基质,而叶温度日均值低于全石砾基质。表明6月份,全石砾基质下降香黄檀通过增强叶片疏水性免受高温灼伤,同时减少红外光谱反射率来增加对短红外光的吸收,提高叶温,加快蒸腾,促进对水分的利用,进而在有限的丰水时间内将更多的养分运输到叶片来提高对高温、地质性干旱、养分匮乏的石漠化环境的适应性。
(2)与6月相比,11月份降香黄檀比叶面积、栅栏组织厚度、气孔密度、表皮毛密度及长度等多个指标显著降低。全石砾基质下降香黄檀叶面积、比叶面积、叶厚和栅栏组织厚度等形态解剖结构显著小于全壤土基质,而海绵组织厚度、气孔密度、表皮毛密度及长度等表皮指标显著大于全壤土基质,表明降香黄檀通过减小比叶面积、叶厚,同时增大海绵组织厚度、气孔密度和宽度加快气体交换速率,提高蒸腾,促进对水分的利用,进而在有限的丰水时间内将更多的养分运输到叶片来提高对高温、地质性干旱、养分匮乏的石漠化环境的适应性。
(3)与6月相比,11月份降香黄檀的保水力和胞间CO2浓度日变化显著增大,而叶水势、相对含水量、水分利用效率、叶绿素含量、荧光参数和其余光合指标日变化则显著降低。在11月份,全石砾基质下降香黄檀叶片水分利用效率、胞间CO2浓度和荧光参数日变化显著大于全壤土基质,而相对含水量、叶水势、叶绿素含量和其余光合指标则显著小于全壤土基质,说明降香黄檀水力特征、光合荧光特性趋势保持一致性,全石砾基质下降香黄檀的耐旱性更强,表明其光合限制因素以气孔限制为主,通过增强光保护机制,增加热耗能来散失自身吸收的过多光能,降低高温、干旱的影响,进而更好地适应高温、干旱的石漠化环境。
(4)11月份叶片多糖和蛋白质集中分布在栅栏组织,而脂类主要分布在表皮层和栅栏组织,表明降香黄檀叶片主要通过增大油脂在表皮中的分布面积及上表皮厚度,增强叶正面润湿性,能有效降温隔热,避免其受到过度的光热伤害,进而较好地适应高温、干旱的石漠化环境。
(5)全石砾基质下叶片Ca/Mg值、C/P值、N/P值、Fe和Co的含量显著低于全壤土基质,Mo含量显著高于全壤土基质;与6月相比,11月份叶片Co含量在全壤土基质中显著减小,在全石砾基质中则显著增大,说明两种不同生长基质条件下叶片元素含量及元素计量比存在差异,表明降香黄檀在适应不同生长环境时具有不同养分适应策略。
(6)与6月相比,11月份降香黄檀叶片接触角、叶长、叶厚、下表皮厚度、叶绿素含量、Fv/Fm和NPQ的PI显著增大,全石砾基质生长下降香黄檀叶片表皮形态解剖结构、光合特性等参数大部分指标的PI显著高于全壤土基质,表明降香黄檀叶片在高温、干旱且贫瘠的石漠化环境中表现出更大可塑性。
综上得出,全石砾基质下降香黄檀叶片可塑性更大。在6月,降香黄檀叶片通过增强叶片润湿性,提高叶温度,减小比叶面积和叶厚,同时增大海绵组织厚度、气孔密度和宽度加快气体交换速率,提高蒸腾,促进对水分的利用,进而在有限的丰水时间内将更多的养分运输到叶片来提高对高温、地质性干旱、养分匮乏的石漠化环境的耐受性和适应性。在11月,通过降低气孔密度和增强叶面润湿性提高对空气水分的截留能力,提高了对干旱的适应性。