马尾松苗期抗旱性鉴定方法分析

摘要 [目的]筛选马尾松抗旱性材料。[方法]以3个种源（PM1、PM2、PM3）半年生马尾苗为试材，探究适用于马尾松轻基质苗抗旱性评价的干旱池基质及抗旱品种鉴定方法。[结果]以黄心土作为干旱池基质，能有效调节试验苗基质湿度保持一致，河沙无调节能力，黄心土湿度变化与含水量变化呈三次曲线方程模型;不同土壤干旱胁迫处理下，苗木抗旱性表现有所差异;PM1、PM2、PM3离体针叶24 h的失水率分别为3.97%、3.47%、5.28%，且差异极显著，其抗旱性评价结果与极端干旱胁迫法、反复干旱胁迫和梯度干旱胁迫的重度胁迫处理评价结果一致。[结论]在马尾松苗期抗旱品种筛选中，适宜采用黄心土作为干旱池基质，土壤湿度（16±3）%[土壤含水量为（14±2）%，土壤相对含水量为（36±6）%]为复水条件进行土壤干旱胁迫鉴定。

关键词 马尾松;抗旱性鉴定;干旱胁迫;针叶失水率

中图分类号 S 791.248文献标识码 A文章编号 0517-6611（2022）14-0112-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2022.14.027

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Analysis of Drought Resistance Identification of  Pinus massoniana  at Seedling Stage

YIN Ming-shan1， MENG Su-xun2， GUI Yun-lan3

（1. Huanjiang Maonan County Huashan Forest Farm， Huanjiang， Guangxi 547100;2.Huanjiang Maonan Autonomous County Huashan Forestry Investment Co.，Ltd.，Huanjiang，Guangxi 547100;3.Zhongsen Forestry Survey and Design Co.， Ltd.， Huanjiang，Guangxi 547100）

Abstract [Objective]To screen the drought resistant materials of  Pinus massoniana . [Method]By using 3 kinds of  Pinus massoniana  provenances half year seedlings as experimental material， the drought media and drought resistant varieties identification methods for the evaluation of  Pinus massoniana  seedling light media drought ability were studied to provide reference. [Result]Using the yellow subsoil as the substrate of the drought pond could effectively adjust the humidity of the test seedlings to keep the same， but the river sand has no ability to adjust， and the changes of the yellow subsoil humidity and water content were in a cubic curve equation model; under different soil drought stress treatments， the drought resistance performance of seedlings was different; the water loss rates of detached needles of PM1， PM2 and PM3 were 3.97%，3.47% and 5.28%， which had significant differences. The results of drought resistance evaluation were consistent with the results of extreme drought stress method， repeated drought stress method and gradient drought stress method. [Conclusion]In the selection of drought resistant varieties at seedling stage of  Pinus massoniana ， it was suitable for using the yellow subsoil as a drought media. The soil humidity （16±3）% [moisture content of soil was （14±2）%， relative water content of soil was （36±6）%] was used as the rehydration condition to identify soil drought stress.

Key words  Pinus massoniana ;Identification of drought resistance;Drought stress;Coniferous water loss

水分是影响森林结构和物种分布的主导环境因子之一[1-3]。在植物生长季节，严重水分亏损会抑制耐旱性差的植物生长发育，甚至造成严重不可逆的伤害导致衰亡，而耐旱能力强的物种在物种间的竞争中处于有利地位，从而得以大量繁殖[4]。植物抗旱性研究一直是热点领域，国内外学者对植物抗旱性鉴定方法、评价体系及抗旱机制进行了大量研究[5-8]，特别是植物应对干旱胁迫的响应机制[9]。目前，植物抗旱性鉴定方法主要有田间鉴定法、干旱棚或人工模拟气候箱法、盆栽干旱法、大气干旱法、高渗溶液法等，以田间鉴定法、干旱棚和盆栽干旱法在作物抗旱选育中应用较普遍[5，10]，在水稻[11]、小麦[12]、玉米[13]、棉花[14]等作物抗旱品种选育中应用较广。木本植物的抗旱性研究更倾向于干旱胁迫下苗木形态特征变换和生理生化响应观察，以及少数树种、种源、家系间抗性差异分析[15-17]，缺乏适用马尾松（ Pinus massoniana  Lamb）抗旱性鉴定方法的探讨。抗旱品种的选育有利于根据不同环境特征提供相应的造林材料，因地制宜地发展林业产业。笔者通过对比不同抗旱性鉴定方法评价马尾松苗期抗旱性，筛选适用于松树苗期抗旱性鉴定的条件，为马尾松抗旱材料的批量筛选提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

采用3个不同种源的半年生马尾松轻基质苗PM1、PM2、PM3作为试验材料。无纺布杯规格为高8.0 cm，直径3.5 cm，基质材料椰糠、黄心土、泥炭土按6∶3∶1配比。

1.2 试验方法

1.2.1 干旱池基质选择。

采用配对法设计，以过孔径 2.0 cm筛的新黄心土为土培干旱池基质，过孔径2.8 mm筛的河沙为沙培干旱池基质，基质厚0.2 m。选取生长一致的PM2苗木分别在土培基质和沙培基质内，按10.0 cm×10.0 cm的株行距定植40株，外围设置2行保护行，重复3次。待苗木正常生长14 d后开始干旱胁迫试验，胁迫前统一浇透水，采用L99-TWS-1土壤温湿度记录仪，每24 h记录干旱池基质湿度和苗木基质湿度1次，每次随机测量9个位点，同时观察记录植株萎蔫情况。根据试验结果选择最佳基质建立土壤湿度与含水量函数。土壤湿度用L99-TWS-1土壤温湿度记录仪测量，平行3次，同时测量位点土样土壤含水量。土壤含水量、饱和含水量参照张甘霖等[18]的方法检测，用曲线估计对土壤湿度与含水量进行曲线拟合。

1.2.2 土壤干旱胁迫试验。

（1）极端干旱胁迫。采用随机区组试验设计，分别选取生长一致的PM1、PM2和PM3健康苗木，以30株为小区，按10.0 cm×10.0 cm株行距定植在干旱池内，外围设置2行保护行，重复4次。干旱池基质采用黄心土，厚度20 cm，待苗木正常生长14 d后统一浇水3 d，然后停水开始干旱胁迫，隔天记录1次植株萎蔫情况。萎蔫度的评价与计算参照徐超等[19]的方法，当50%以上苗木达到永久萎蔫时进行复水，待苗木生长恢复稳定后统计成活率，评价苗木抗旱性。

（2）反复干旱胁迫。采用随机区组试验设计，设置轻度[土壤湿度为（32±3）%]、中度[土壤湿度为（24±3）%]、重度[土壤湿度为（16±3）%]和对照[土壤湿度为（40±3）%]共4个干旱胁迫处理，每处理选取生长一致的PM1、PM2和PM3健康苗木各30株，随机区组排列，重复3次，外围设置2行保护行。每天17：00观测一次土壤湿度，当土壤湿度达到处理下限时复水浇透。试验前测量苗高，当重度胁迫处理完成3个周期时停止试验，测量苗高和死亡率。

（3）梯度持续干旱胁迫。试验设计与“反复干旱胁迫”相同。当干旱池湿度达到各胁迫下限水平时，适当浇水，维持土壤湿度在干旱胁迫处理值上下限之间。试验前测量苗高，当重度胁迫达到30 d时停止试验，测量苗高和死亡率。

1.2.3 离体针叶失水率测定。

每个家系选取生长一致的苗木10株，分别剪取苗木相同部位的针叶混合均匀，并立即称取5 g针叶测定鲜重（fresh weight，FW），重复3次，取平均值。将称重后的针叶置于垫有干燥滤纸的培养皿中，放置在温度为22 ℃、空气湿度为75%的环境下自然失水24 h，称得离体针叶失水重（ W h）。然后置于烘箱中，80 ℃烘至恒重，称量针叶干重（dry weight，DW）。失水率（water losing rate，WLR）按以下公式计算：

WLR=FW- Wh DW× h （3）

1.3 统计分析

采用Excel 2010、SPSS 22、Origin Pro 9.1 进行试验数据统计分析及图表绘制。家系苗高生长量计算公式：苗高生长量=干旱胁迫结束后的苗高-干旱胁迫前的苗高。抗旱系数计算公式：抗旱系数=胁迫处理苗高生长量/对照处理苗高生长量。

2 结果与分析

2.1 干旱池基质选择

2.1.1 干旱池基质水分均一性。

从图1可见，充分浇透水后，土培和沙培干旱池基质最大湿度分别为43.6%、33.8% 。干旱池基质湿度均随干旱胁迫时间延长快速下降，第27天时，土培和沙培干旱池基质湿度均为最低，分别为6.0%、2.9%，随后趋于平衡。胁迫期间，土培干旱池基质湿度均明显高于沙培干旱池，湿度极差为37.6%，高出沙培（30.9%）6.7百分点。在持续干旱胁迫15 d前（土培和沙培干旱池基质湿度分别大于26.2%、13.8%），土培干旱池基质湿度变异系数小于沙培，但 t 检验结果为差异不显著（Sig. P =0.086）;干旱胁迫15 d后，土培干旱池基质湿度变异系数大于河沙， t 检验结果为差异显著（Sig. P =0.026）;2种基质在整个干旱过程中湿度变异系数间差异显著（ F =0.151，Sig. P =0.026），说明在整个干旱胁迫过程中2种基质不同位点湿度均一性差别不大。