王宇 李浩 姚珍珠 等 水分和鹽分脅迫對番茄植株生長和木質(zhì)部水力特性的影響 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報 水分和鹽分脅迫對番茄植株生長和 木質(zhì)部水力特性的影響 王 宇 李 浩 姚珍珠 廖 祺 杜太生 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)中國農(nóng)業(yè)水問題研究中心 北京 甘肅武威綠洲農(nóng)業(yè)高效用水國家野外科學(xué)觀測研究站 甘肅武威 摘 要 木質(zhì)部是植株體內(nèi)水分傳輸?shù)闹饕?其水力特性的變化會影響植株的水分關(guān)系和果實的水分 積累 目前關(guān)于番茄植株木質(zhì)部解剖結(jié)構(gòu)和水力特性對水分和鹽分脅迫的響應(yīng)及其與植株生長和果實含水 量之間的關(guān)系尚不明確 本研究通過日光溫室番茄盆栽試驗 設(shè)置 個處理 對照 土壤含水量 為 田間持水量 初始電導(dǎo)率 為 水分脅迫 開花前 為 開花后至成 熟期 為 為 鹽分脅迫 為 為 研究了櫻 桃型番茄 紅寶石 和中果型番茄 北番 植株在水分和鹽分脅迫下的植株生長 果實含水量以及木質(zhì)部 水力特性的變化 結(jié)果表明 與對照相比 水分和鹽分脅迫下莖稈橫截面積和木質(zhì)部導(dǎo)管直徑分別減小了 和 莖稈比導(dǎo)水率和桁架柄比導(dǎo)水率分別降低了 和 抑制了植株生長 減少了地上部鮮重 果實大小 果實鮮重和含水量 且與櫻桃型番茄相比 中果型番 茄的降幅更大 此外 果實含水量分別與莖稈和桁架柄比導(dǎo)水率呈顯著正相關(guān) 綜上 番茄植株在水分和鹽 分脅迫下木質(zhì)部水力特性指標(biāo)減小 生長被抑制 果實鮮重顯著降低 最終導(dǎo)致產(chǎn)量降低 其中 中果型番茄 相較于櫻桃型番茄對水分和鹽分脅迫更敏感 關(guān)鍵詞 水分脅迫 鹽分脅迫 木質(zhì)部水力特性 木質(zhì)部解剖結(jié)構(gòu) 番茄植株生長 果實含水量 本文由國家自然科學(xué)基金杰出青年項目 資助 收稿 接受 通訊作者 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報 年 月 第 卷 第 期 番茄作為全球種植面積最大 消費(fèi)量最多的蔬 菜作物 是研究肉質(zhì)類果實水分關(guān)系的模式作 物 番茄果實中水分占鮮重的 以上 一 定程度上決定了其產(chǎn)量和品質(zhì)的形成 番茄桁 架柄連接著植株與果實 是水分和光合同化物質(zhì)向 果實運(yùn)輸?shù)年P(guān)鍵通路 目前有關(guān)植株水分關(guān)系 的研究大多集中在根 莖 葉水分傳輸系統(tǒng) 而有 關(guān)莖稈和桁架柄水分傳輸對果實含水量影響的研究 較少 因此 有必要進(jìn)一步研究番茄植株的水分關(guān) 系 尤其是植株莖稈至果實間的水分傳輸 木質(zhì)部是植株水分傳輸?shù)拈L距離 低阻力通路 其水力特性對調(diào)控植株體內(nèi)的水分傳輸至關(guān)重 要 且對植株生長和肉質(zhì)類果實水分積累起到十 分關(guān)鍵的作用 木質(zhì)部的水力特性很大程度 上由木質(zhì)部導(dǎo)管的解剖結(jié)構(gòu)決定 同時受遺傳基因 的控制 不同物種間存在較大差異 理想狀態(tài) 下木質(zhì)部水力導(dǎo)度與導(dǎo)管直徑的 次方和導(dǎo)管數(shù)量 呈正比 番茄主要種植在干旱半干旱地區(qū) 而這些區(qū)域 經(jīng)常伴隨著土壤鹽漬化問題 土壤干旱與鹽漬化是 影響植株生長發(fā)育的兩大非生物脅迫因素 水 分和鹽分脅迫會對植株木質(zhì)部的解剖結(jié)構(gòu)和水力特 性產(chǎn)生一定影響 通常會減小植株莖稈木質(zhì)部導(dǎo)管 直徑和水力導(dǎo)度 同時植株為保證水分傳輸?shù)陌踩?性 木質(zhì)部導(dǎo)管密度以及導(dǎo)管壁厚度和強(qiáng)度會有所 增加 此外 鹽分脅迫還會通過抑制水通道 蛋白的表達(dá)和功能 降低植株根系的水力導(dǎo)度 減少 細(xì)胞間的水分傳輸 目前有關(guān)鹽分脅迫對植 株莖稈木質(zhì)部水力特性的研究較少 同時水分和鹽 分脅迫下植株莖稈或枝條木質(zhì)部水力特性的研究多 集中在樹木等木本植物上 對番茄等作物的研究較 少 因此 本研究以兩種不同果型的番茄 櫻桃 型番茄和中果型番茄 為供試作物 比較不同品種 番茄對水分和鹽分脅迫的敏感性以及水分傳輸能力 的差異 探討水分和鹽分脅迫對不同品種番茄植株 莖稈和桁架柄木質(zhì)部水力特性的影響以及番茄植株 生長和果實含水量的響應(yīng)變化 旨在為溫室番茄節(jié) 水優(yōu)質(zhì)高效管理提供理論依據(jù) 研究地區(qū)與研究方法 研究區(qū)概況 試驗于 年 月在甘肅武威綠洲農(nóng)業(yè)高 效用水國家野外科學(xué)觀測研究站 海拔 的日光溫室內(nèi)進(jìn)行 該區(qū) 為典型的干旱半干旱氣候 多年平均氣溫 多 年平均降水量 水面蒸發(fā)量 年 日照時長 具有極其豐富的光熱資源 日光溫 室為當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)主導(dǎo)產(chǎn)業(yè) 試驗期間植株全生育期溫 室內(nèi)日均太陽輻射 溫度 相 對濕度 大氣飽和水汽壓差 變 化如圖 所示 試驗設(shè)計 本研究供試番茄品種選用西北內(nèi)陸干旱區(qū)廣泛 種植的櫻桃型番茄 紅寶石 簡寫為 和中果型番 茄 北番 簡寫為 在武威先正達(dá)育苗公司 集中育苗 葉時移栽番茄幼苗至花盆 每盆 300 250 200 150 100 50 0 50 100 UNI79fbUNI683dUNI540eUNI5929UNI6570Days after transplanting d UNI65e5 UNI5e73 UNI5747 UNI592a UNI9633 UNI8f90 UNI5c04 D a i l y s o l a r r a d i a t i o n W m 2 0 20 40 60 80 100 120 UNI65e5 UNI5e73 UNI5747 UNI9971 UNI548c UNI6c34 UNI6c7d UNI538b UNI5dee D a i l y v a p o r p r e s s u r e d e f i c i t k P a 5 4 3 2 1 0 1 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 UNI65e5 UNI5e73 UNI5747 UNI76f8 UNI5bf9 UNI6e7f UNI5ea6 D a i l y r e l a t i v e h u m i d i t y 0 20 40 60 80 100 120 UNI65e5 UNI5e73 UNI5747 UNI6e29 UNI5ea6 D a i l y t e m p e r a t u r e 80 70 60 50 40 30 20 10 0 R s VPD RH T a 圖 番茄生育期溫室內(nèi)平均太陽輻射 飽和水汽壓差 相對濕度 和溫度 的日變化 期 王 宇等 水分和鹽分脅迫對番茄植株生長和木質(zhì)部水力特性的影響 株 花盆頂部直徑 底部直徑 深度 容積 盆中裝填有 經(jīng)自然風(fēng)干的 當(dāng)?shù)?耕作層砂壤土 每盆土壤中均勻拌入 珍珠巖和 蛭石 同時施入 有機(jī)肥作 為底肥 后期根據(jù)植株生長狀況追施適量水溶肥 為保證土壤透氣性 盆底部裝碎石 并將盆 體放置在開挖的溝內(nèi) 盆沿略高于地面 試驗設(shè)置 個處理 分別為充分灌溉 虧缺灌溉 和鹽漬土充分灌溉 即對照 土壤含水量 為 田間持水量 初始電導(dǎo)率 為 水分脅迫 開花前 為 開花后至成熟期 為 為 鹽分脅迫 為 為 每天用高精度電子稱稱重 并 根據(jù)上下限計算灌水量進(jìn)行灌水 土壤含鹽量為總 鹽分與風(fēng)干土壤的重量比 根據(jù)前人研究 為了模擬西北地區(qū)鹽漬土壤鹽分含量 分別將氯化 鈉 硫酸鎂和硫酸鈣 種鹽類按照重量比 混合 隨后與 處理土壤均勻混合 每處理 個 重復(fù) 共種植 盆 測定指標(biāo)與方法 環(huán)境參數(shù) 在日光溫室試驗區(qū)中央安裝自動 氣象站 美國 每隔 記錄 次數(shù)據(jù) 包括太陽輻射 溫度 相對濕度 根據(jù) 與 計 算 番茄植株生長指標(biāo) 在番茄植株打頂后 第 穗開花后 隨機(jī)選取各處理 盆生長狀況良好的 植株并標(biāo)記 用鋼卷尺測量莖基部至主莖頂端的自 然高度 即為株高 用數(shù)顯式游標(biāo)卡尺測量位于土壤 表面上方 處的莖稈橫徑 即為基部莖粗 待拉 秧時 用精度為 的電子天平測量標(biāo)記植株的 莖稈和葉片總鮮重 即為地上部營養(yǎng)生物量 將植株 所有葉片剪下并鋪平 拍照后利用 軟件處 理圖片 計算求得總?cè)~面積 番茄莖水勢 在灌水周期內(nèi)晴朗無云的天氣 條件下 和 分別選取處 于番茄果實膨大期的植株上靠近各果穗處成熟且完 全展開的葉片 提前 用錫箔紙包裹以阻止葉 片蒸騰 然后用刀片從葉柄處將包裹的葉片切 下 迅速移入小型壓力室 美國 內(nèi) 將葉柄切口在氣室蓋處 伸出 擰緊氣室并加壓 當(dāng)切口處剛有小水珠出現(xiàn) 時立即停止加壓并讀取壓力值 即為植株黎明前和 正午莖水勢 番茄植株莖稈和桁架柄水力導(dǎo)度 在番茄植 株木質(zhì)部發(fā)育完全時 開花后 各處理選取 株長勢良好的番茄植株 截取基部 中部和上部相同 長度的莖段 并截取 穗桁架柄靠近莖稈處相同 長度的柄段 用數(shù)顯式游標(biāo)卡尺測定莖段和柄段直 徑并計算橫截面積 采用重力水頭法在 恒 溫下測定所取莖段和柄段的流量 莖稈流量測 量時設(shè)置重力水頭差為 待測莖段下端放 置燒杯和分析天平 通過測量分析天平中燒杯內(nèi)水 的增加速率來計算 桁架柄流量的具體測量參照 等 的方法 參照 等 的方法計算番茄植株各個部位莖 稈比導(dǎo)水率 和桁架柄 比導(dǎo)水率 計算公式 如下 式中 為流量 為各段長度 為 各段橫截面積 為重力水頭產(chǎn)生的壓力 差 果實指標(biāo)和單株產(chǎn)量 在番茄成熟收獲階 段 統(tǒng)計各處理番茄的單株產(chǎn)量 并根據(jù)灌水量計算 單株水分利用效率 隨機(jī)選取各處理番茄植株不同 穗上大小相同且成熟度一致的無壞斑番茄 個 測 量果實橫徑 縱徑 鮮重 干重和含水量 果實的橫 縱徑用電子游標(biāo)卡尺測量 果實鮮重用精度為 的電子天平測量 果實干重采用直接烘干法 測定 果實含水量 由果實鮮重和干重求 得 計算公式如下 式中 為果實鮮重 為果實干重 莖稈木質(zhì)部解剖結(jié)構(gòu) 完成莖稈水力導(dǎo)度的 測定后 各段莖稈分別取 厚度的橫切面作為 木質(zhì)部解剖結(jié)構(gòu)的待測樣品 并將其保存在 固 定液 甲醛 冰醋酸 酒 精 丙三醇 中 根據(jù) 等 的方法制作石蠟 切片 用掃描儀 掃描成像后利用 軟件測量木質(zhì)部橫截面積 導(dǎo)管直徑 導(dǎo)管圓度 導(dǎo) 管面積 和導(dǎo)管數(shù)量 個 總導(dǎo)管腔橫截面 積 為木質(zhì)部導(dǎo)管面積之和 莖稈和木質(zhì)部導(dǎo) 管密度 個 分別為導(dǎo)管數(shù)量 莖稈橫截面積 和導(dǎo)管數(shù)量 木質(zhì)部橫截面積 應(yīng) 用 生 態(tài) 學(xué) 報 卷 數(shù)據(jù)處理 采用 軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析 采用 單因素 和 法進(jìn)行方差分 析和多重比較 利用 軟件作 圖 圖表中數(shù)據(jù)為平均值 標(biāo)準(zhǔn)差 結(jié)果與分析 水分和鹽分脅迫對不同品種番茄植株生長和 果實含水量的影響 從表 可以看出 各處理下櫻桃型番茄的株高 基部莖粗 總?cè)~面積 地上部營養(yǎng)生物量均高于中果 型番茄 但二者基部莖粗和總?cè)~面積的差異不顯著 櫻桃型番茄的單株產(chǎn)量和水分利用效率顯著低于中 果型番茄 櫻桃型番茄總灌水量均高于中果型番茄 除單株產(chǎn)量和水分利用效率外 水分和鹽分脅迫顯 著降低了兩個品種番茄的各個指標(biāo) 與對照相比 水分和鹽分脅迫下櫻桃型番茄總?cè)~面積分別減少 和 地上部營養(yǎng)生物量分別減少 和 單株產(chǎn)量在水分脅迫下降低不顯著 僅在 鹽分脅迫下減少 而中果型番茄總?cè)~面積分 別減少 和 地上部營養(yǎng)生物量分別減 少 和 單株產(chǎn)量分別減少 和 可見 與櫻桃型番茄相比 水分和鹽分脅迫 對中果型番茄的影響更大 各處理下櫻桃型番茄果實縱徑 橫徑 鮮重 干 重均顯著低于中果型番茄 但兩個品種番茄果實含 水量的差異不顯著 水分和鹽分脅迫顯著減小了兩 個品種番茄果實的縱徑 橫徑 鮮重和含水量 櫻桃 型番茄果實干重在水分和鹽分脅迫下的變化不顯 著 鹽分脅迫顯著減小了中果型番茄果實干重 與 對照相比 櫻桃型番茄果實含水量在水分和鹽分脅 迫下分別減少 和 而中果型番茄果實含 水量在水分和鹽分脅迫下的降低程度更大 分別減 少 和 表 水分和鹽分脅迫對不同品種番茄植株莖水勢 和水力導(dǎo)度的影響 水分脅迫下兩個品種番茄植株黎明前莖水勢顯 著降低 且兩個品種間存在顯著差異 與對照相比 櫻桃型番茄和中果型番茄黎明前莖水勢分別從 降至 鹽分脅迫 對不同品種番茄植株黎明前莖水勢的影響不顯著 圖 與對照相比 水分和鹽分脅迫對正午植 表 水分和鹽分脅迫對不同品種番茄植株生長 單株產(chǎn)量和水分利用效率的影響 品種 處理 總灌水量 株高 基部莖粗 總?cè)~面積 地上部營養(yǎng) 生物量 單株產(chǎn)量 水分利用效率 櫻桃型番茄 中果型番茄 對照 水分脅迫 鹽分脅迫 同 列不同字母表示處理間差異顯著 下同 表 水分和鹽分脅迫對不同品種番茄果實大小 鮮 干重和含水量的影響 品種 處理 縱徑 橫徑 鮮重 干重 含水量 期 王 宇等 水分和鹽分脅迫對番茄植株生長和木質(zhì)部水力特性的影響 株水分狀況的影響較為明顯 兩個品種番茄正午莖 水勢在水分和鹽分脅迫下均降低 且櫻桃型番茄降 低的程度更大 但鹽分脅迫下中果型番茄的差異不 顯著 圖 由圖 可知 各處理下兩個品種番茄莖稈比導(dǎo) 水率隨植株高度的增加而減小 但櫻桃型番茄在鹽 分脅迫下第 穗果實到第 穗果實之間的莖稈比導(dǎo) 水率 與第 穗果實至第 穗果實之間的莖稈 比導(dǎo)水率 差異不顯著 中果型番茄在對照條件 下從基部至第 穗果實之間的莖稈比導(dǎo)水率 與 差異不顯著 與對照相比 水分和鹽分脅迫減 小了兩個品種番茄各段莖稈的比導(dǎo)水率 且水分脅 迫對櫻桃型番茄 和中果型番茄 的影響顯 著 鹽分脅迫對兩個品種番茄 和 的影響 差異均顯著 對照櫻桃型番茄 和 分別為 水分和鹽分 脅迫下 分別為對照的 和 分別為 對照的 和 分別為對照的 和 對照中果型番茄 和 分別為 水分和鹽分脅迫 下 分別比對照減小 和 分別減小 和 分別減小 和 由此 Y CK Y WS Y SS Z CK Z WS Z SS 0 0 2 0 4 0 6 UNI5904 UNI7406 Treatment M P a A 0 0 2 0 4 0 6 0 8 B a c b a a a a b c d ab c 圖 水分和鹽分脅迫對不同品種番茄植株黎明前 和正 午莖水勢 的影響 莖水勢 櫻桃型番茄 中 果型番茄 對照 水分脅迫 鹽分脅迫 不同字母表示處理間差異顯著 下同 5 4 3 2 1 0 s 1 UNI830eUNI79c6UNI8282UNI95f4Stem internode K s m m k P a s 1 1 1 m g s 2 s 3 5 4 3 2 1 0 Y Z CK WS SS a ab b c de cd d e b a b c d e f a a c 圖 水分和鹽分脅迫對不同品種番茄植株莖稈不同節(jié)間 比導(dǎo)水率 的影響 基部至第 穗果實之間 第 穗果實到第 穗果實之間 第 穗果實至第 穗果實之間 可知 水分和鹽分脅迫對兩品種番茄 和 的影 響程度較大 中果型番茄比櫻桃型番茄對水分和鹽 分脅迫更敏感 由圖 可知 櫻桃型番茄莖稈平均比導(dǎo)水率 1 6 1 2 0 8 0 4 0 K p m m k P a s 1 1 1 m g K s m m k P a s 1 1 1 m g Y CK Y WS Y SS Z CK Z WS Z SS UNI5904 UNI7406 Treatment 5 4 3 2 1 0 b bc a c b b bc c a c c b 圖 水分和鹽分脅迫對不同品種番茄植株莖稈 和桁 架柄平均比導(dǎo)水率 的影響 應(yīng) 用 生 態(tài) 學(xué) 報 卷 在對照 水分和鹽分脅迫下分別為 和 桁架柄平均比導(dǎo)水 率 分別為 和 為 的 倍 中果型番茄平均 在對 照 水分和鹽分脅迫下分別為 和 平均 分別為 和 為 的 倍 對照中果型番茄 和 均顯著高于櫻桃型番 茄 水分和鹽分脅迫顯著減小了兩個品種番茄 和 中果型番茄 兩個品種番茄 在水分脅迫與鹽分 脅迫下均無顯著差異 但相比于對照 中果型番茄 的減小程度更大 在水分和鹽分脅迫下分別減小 和 水分和鹽分脅迫對不同品種番茄植株莖稈解 剖結(jié)構(gòu)的影響 從圖 可以看出 不同處理下番茄莖稈木質(zhì)部 形狀 面積和導(dǎo)管形態(tài)等均存在差異 各處理下兩 個品種番茄植株莖稈木質(zhì)部具體形態(tài)量化指標(biāo)如表 所示 對照中果型番茄莖稈木質(zhì)部解剖結(jié)構(gòu)的各 個指標(biāo)均高于櫻桃型番茄 水分脅迫下兩個品種番 茄木質(zhì)部和莖稈橫截面積 導(dǎo)管直徑和總導(dǎo)管腔橫 截面積均減小 導(dǎo)管數(shù)量 木質(zhì)部和莖稈導(dǎo)管密度以 及導(dǎo)管圓度均增加 鹽分脅迫下除中果型番茄莖稈 導(dǎo)管數(shù)量有所減少外 兩個品種番茄各指標(biāo)的變化 均與水分脅迫下的變化相一致 導(dǎo)管數(shù)量 木質(zhì)部 橫截面積及總導(dǎo)管腔橫截面積在處理和品種間均無 顯著差異 水分和鹽分脅迫顯著增加了中果型番茄 導(dǎo)管圓度 而對櫻桃型番茄無顯著影響 鹽分脅迫對 兩個品種番茄莖稈導(dǎo)管密度以及中果型番茄木質(zhì)部 導(dǎo)管密度的影響不顯著 與對照相比 中果型番茄 圖 水分和鹽分脅迫下不同品種番茄莖稈解剖結(jié)構(gòu) 木質(zhì)部導(dǎo)管直徑在水分和鹽分脅迫下分別為對照的 和 莖稈橫截面積分別為對照的 和 櫻桃型番茄木質(zhì)部導(dǎo)管直徑分別為對照 的 和 莖稈橫截面積分別為對照的 和 中果型番茄木質(zhì)部導(dǎo)管密度在水 分和鹽分脅迫下分別較對照增加了 和 櫻桃型番茄分別增加了 和 綜合而 言 相較于櫻桃型番茄 中果型番茄莖稈木質(zhì)部導(dǎo)管 形態(tài)受水分和鹽分脅迫的影響更顯著 由圖 圖 可知 番茄植株莖稈比導(dǎo)水率分別 與莖稈木質(zhì)部導(dǎo)管直徑和莖稈橫截面積呈顯著正相 關(guān) 番茄果 實含水量分別與植株莖桿比導(dǎo)水率和桁架柄比導(dǎo)水 率呈顯著正相關(guān) 表 水分和鹽分脅迫對不同品種番茄植株莖稈木質(zhì)部導(dǎo)管形態(tài)的影響 品種 處理 導(dǎo)管數(shù)量 木質(zhì)部 橫截面積 莖稈橫截 面積 木質(zhì)部導(dǎo)管 密度 莖稈導(dǎo)管 密度 導(dǎo)管直徑 導(dǎo)管圓度 總導(dǎo)管腔 橫截面積 表中數(shù)值均為不同部位各段莖稈的平均值 期 王 宇等 水分和鹽分脅迫對番茄植株生長和木質(zhì)部水力特性的影響 4 5 4 0 3 5 3 0 2 5 2 0 1 5 1 0 K s m m k P a s 1 1 1 m g 30 45 60 75 90 105 120 S a mm 2 R 2 0 502 4 5 4 0 3 5 3 0 2 5 2 0 1 5 1 0 50 55 60 65 70 75 80 d v m R 2 0 510 Y Z 圖 番茄植株莖稈比導(dǎo)水率 與莖稈木質(zhì)部導(dǎo)管直徑 和莖稈橫截面積 的相關(guān)關(guān)系 93 5 93 0 92 5 92 0 91 5 91 0 90 5 F W C 0 8 0 9 1 0 1 1 1 2 1 3 K p mg mm kPa s 1 1 1 R 2 0 873 93 5 93 0 92 5 92 0 91 5 91 0 90 5 2 0 2 4 2 8 3 2 3 6 4 0 K s mg mm kPa s 1 1 1 R 2 0 933 圖 番茄果實含水量 與植株莖稈比導(dǎo)水率 和 桁架柄比導(dǎo)水率 的相關(guān)關(guān)系 討 論 番茄果實體積增長主要由水分積累驅(qū)動 且水 分含量占成熟果實鮮重的 以上 水分含量 不僅決定番茄果實物質(zhì)積累的速率和最終產(chǎn)量的形 成 而且通過稀釋或濃縮效應(yīng)影響果實品質(zhì) 水 分和鹽分脅迫是較為常見的兩大非生物脅迫 二者 通過影響作物滲透吸水對作物造成脅迫傷害 且過 多的鹽離子還會對細(xì)胞產(chǎn)生離子毒害作用 破壞生 物膜和蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能 影響酶活性和作物代 謝 許多研究表明 水分和鹽分脅迫會降低植株 水勢 抑制植株生長 減少植株葉面積 含水量和生 物量 還會降低果實含水量 本研究結(jié)果與上 述研究一致 此外 與櫻桃型番茄相比 中果型番茄 植株生長和果實含水量對水分和鹽分脅迫更敏感 水力特性是表征植株水分傳輸?shù)幕A(chǔ)指標(biāo) 但 其受生長環(huán)境 作物品種等多種因素的影響 木質(zhì)部通路是植株低阻力水分傳輸?shù)穆窂?其水力 特性與木質(zhì)部面積 導(dǎo)管數(shù)量 幾何形狀和結(jié)構(gòu) 等密切相關(guān) 有研究表明 木質(zhì)部導(dǎo)管直徑是影 響植株木質(zhì)部水分傳輸?shù)闹匾蛩?且其與植株 輸水效率呈正比 即導(dǎo)管直徑越大 導(dǎo)水率越大 但在不同生長環(huán)境下木質(zhì)部導(dǎo)管直徑差異較大 本研究結(jié)果表明 對照條件下中果型番茄莖稈木質(zhì) 部導(dǎo)管直徑和數(shù)量較大 導(dǎo)致其莖稈比導(dǎo)水率較櫻 桃型番茄高 此外 兩個品種番茄植株莖稈的比導(dǎo) 水率隨植株高度的增加而減小 這可能與木質(zhì)部導(dǎo) 管直徑和數(shù)量的變化有關(guān) 已有研究表明 在維管 植物中 植株基部至頂端木質(zhì)部導(dǎo)管直徑逐漸減小 莖基部直徑較大被認(rèn)為是作物的適應(yīng)性調(diào)節(jié) 這是 因為隨植株生長 其水力運(yùn)輸路徑延長 水力阻力增 加 輸水效率降低 導(dǎo)致生長減緩甚至停滯 而較大 的莖基部直徑則降低了這種風(fēng)險 另外 水分 和鹽分脅迫也會影響作物木質(zhì)部導(dǎo)管形態(tài)和結(jié)構(gòu) 從而影響作物木質(zhì)部的水分傳輸 本研究發(fā) 現(xiàn) 水分和鹽分脅迫顯著減小了兩個品種番茄莖稈 橫截面積和導(dǎo)管直徑 這可能是番茄莖稈比導(dǎo)水率 顯著降低的原因 此外 水分和鹽分脅迫增加了兩 個品種番茄莖稈木質(zhì)部導(dǎo)管密度 在一定程度上彌 補(bǔ)了脅迫條件下因?qū)Ч苤睆阶冃《鴮?dǎo)致的水力導(dǎo)度 降低 水分是植物體內(nèi)能量流動和物質(zhì)循環(huán)的基礎(chǔ) 植物水分傳輸能力對植物的生長代謝至關(guān)重 要 有研究表明 蘋果幼樹的水分傳輸能力與 其生長聯(lián)系緊密 植株根系和冠層的水力導(dǎo)度分別 與各部分干物質(zhì)呈顯著線性正相關(guān)關(guān)系 本研 究表明 水分和鹽分脅迫減小了莖稈和桁架柄的比 導(dǎo)水率 而莖稈和桁架柄的比導(dǎo)水率分別與果實含 應(yīng) 用 生 態(tài) 學(xué) 報 卷 水量呈顯著正相關(guān) 這可能是兩個品種番茄生長和 果實含水量減小的原因 因此 水分和鹽分脅迫可 能通過影響番茄植株的水分狀態(tài)和水分傳輸能力 進(jìn)而影響番茄植株的生長和果實含水量 而番茄果 實含水量的變化可能通過 濃縮效應(yīng) 影響果實內(nèi) 部溶質(zhì)濃度 最終改變果實品質(zhì) 果實含水量 除了與番茄植株水分傳輸能力密切相關(guān)外 還與果 實內(nèi)部木質(zhì)部水力特性 韌皮部運(yùn)輸特征和表皮蒸 騰作用有關(guān) 因此 還需進(jìn)一步探究果實水分 平衡在水分和鹽分脅迫下的響應(yīng)規(guī)律 分析其與調(diào) 控因素之間的關(guān)系 為實現(xiàn)番茄綠色高效節(jié)水優(yōu)質(zhì) 生產(chǎn)提供理論與技術(shù)支持 結(jié) 論 番茄植株莖稈橫截面積和木質(zhì)部導(dǎo)管直徑均與 莖稈比導(dǎo)水率呈顯著正相關(guān) 水分和鹽分脅迫下兩 個品種番茄莖稈橫截面積和木質(zhì)部導(dǎo)管直徑分別顯 著減小了 和 莖稈和桁 架柄比導(dǎo)水率分別降低了 和 抑制了植株生長 果實含水量顯著減少 且果實含水量與莖稈和桁架柄比導(dǎo)水 率呈顯著正相關(guān) 此外 與櫻桃型番茄相比 中果型 番茄對水分和鹽分脅迫更敏感 參考文獻(xiàn) 肖懷娟 李娟起 王吉慶 等 亞低溫與干旱脅迫對 番茄植株水分傳輸和形態(tài)解剖結(jié)構(gòu)的影響 應(yīng)用生 態(tài)學(xué)報 張紅霞 袁鳳輝 關(guān)德新 等 維管植物木質(zhì)部水分 傳輸過程的影響因素及研究進(jìn)展 生態(tài)學(xué)雜志 李美琦 姜在民 趙涵 等 加楊水力學(xué)與生理特性 對不同土壤水分條件響應(yīng)研究 植物生理學(xué)報 陸世通 陳森 李彥 等 羅漢松科 種植物莖和根 木質(zhì)部水分運(yùn)輸 解剖結(jié)構(gòu)與機(jī)械強(qiáng)度之間的關(guān)系 植物生態(tài)學(xué)報 楊啟良 張富倉 劉小剛 等 不同滴灌方式和 處理對蘋果幼樹生長和水分傳導(dǎo)的影響 植物生態(tài) 學(xué)報 周洪華 李衛(wèi) 胡楊木質(zhì)部水分傳導(dǎo)對鹽脅迫的響應(yīng) 與適應(yīng) 植物生態(tài)學(xué)報 賈建華 郭佳 宮海軍 模擬干旱和鹽脅迫下番茄的 水分吸收和質(zhì)膜水通道蛋白的表達(dá)響應(yīng) 中國園藝 學(xué)會 年學(xué)術(shù)年會 青島 期 王 宇等 水分和鹽分脅迫對番茄植株生長和木質(zhì)部水力特性的影響 王瑋 李德全 植物鹽分脅迫與水分脅迫的異同 植 物生理學(xué)通訊 周洪華 李衛(wèi)紅 木巴熱克 阿尤普 等 荒漠河岸 林植物木質(zhì)部導(dǎo)水與栓塞特征及其對干旱脅迫的響 應(yīng) 植物生態(tài)學(xué)報 徐茜 陳亞寧 胡楊莖木質(zhì)部解剖結(jié)構(gòu)與水力特性對 干旱脅迫處理的響應(yīng) 中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報 作者簡介 王 宇 女 年生 碩士研究生 主要從事 作物高效用水機(jī)理研究 責(zé)任編委 郝廣友 責(zé)任編輯 張鳳麗 應(yīng) 用 生 態(tài) 學(xué) 報 卷