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干旱、水资源缺乏是制约我国干旱地区经济、社会发展和生态环境保护的关键因素。在我国西部干旱区,研究植物的抗旱机理,选育抗旱植物,同时提高节水栽植技术,对我国的生态环境建设及西部大开发都具有十分重要的意义。本研究在新疆和田地区墨玉县进行,在当地造林常用水量的基础上依次减少灌溉量,模拟降低土壤水分下的干旱条件(不同处理下土壤的含水量分别为田间持水量的85%,70%,47%和24%),检测6种防护林常用的乔木和灌木的生理特征,据此比较它们的抗旱性。在新疆和田墨玉县选取2年生的胡杨(Populus euphratica L)和新疆杨(Populs alba var.Pyramidalis)实生苗,栽植于苗圃对其进行不同灌溉水量的处理。测定不同处理水平下胡杨、新疆杨在不同时刻的水势,结果表明胡杨、新疆杨在一天中的变化趋势呈“V”字型,胡杨的水势日平均值高于新疆杨的水势日平均值。利用Licor-6400对两种杨树的净光合速率和蒸腾速率进行了测定,结果显示相同处理下胡杨的净光合速率和蒸腾速率的日平均值大于新疆杨,胡杨的瞬时水分利用效率高于新疆杨。此外,还测量了两种杨树的叶片的稳定碳同位素比率,结果显示胡杨的δ13C值显著大于新疆杨(p < 0.05)。取2年生大果沙枣(Elaeagnus mooceroftii Wall ex Schlecht.)和尖果沙枣(Euonymus oxycarpa Schlecht.)实生苗,栽植于苗圃对其进行不同灌水量的处理。测定了不同处理的大果沙枣、尖果沙枣的叶片水势、净光合速率、蒸腾速率、稳定碳同位素。结果表明:大果沙枣、尖果沙枣在一天中的水势变化趋势呈“V”字型,大果沙枣的日平均叶片水势(-0.87±0.18 Mpa)比尖果沙枣的大;相同处理下大果沙枣的日平均净光合速率(10.03±1.19μmol·m-2·s-1)和蒸腾速率(11.06±0.88 mmol·m-2·s-1)均比尖果沙枣的大;大果沙枣的瞬时水分利用效率(0.80±0.09μmol·mmol-1)也比尖果沙枣的高;大果沙枣的叶片δ13C值(-26.06‰±0.08‰)显著比尖果沙枣的大。土壤含水量为田间持水量的85%、70%和47%时,大果沙枣和尖果沙枣生长状况都良好。土壤含水量为田间持水量的24%时,大果沙枣和尖果沙枣受干旱胁迫明显,但是大果沙枣的净光合速率和水分利用效率比尖果沙枣分别高3.26μmol·m-2·s-1、0.06μmol·mmol-1,大果沙枣平均水势比尖果沙枣低0.06 Mpa。测定不同处理水平下梭梭(Haloxylon ammodendron)和多花柽柳(Tamarixhohenackeri)在不同时刻的水势,结果表明梭梭和多花柽柳在一天中的变化趋势呈“V”字型,多花柽柳的水势日平均值高于梭梭的水势日平均值。利用Licor-6400对梭梭和多花柽柳的净光合速率和蒸腾速率进行了测定,结果显示相同处理下梭梭的净光合速率日平均值大于多花柽柳,而蒸腾速率的日平均值小于多花柽柳,梭梭的瞬时水分利用效率高于多花柽柳。此外,还测量了梭梭和多花柽柳的叶片或同化枝的稳定碳同位素比率,结果显示梭梭的δ13C值显著大于多花柽柳(p < 0.05)。梭梭是C4植物,δ13C值与其水分利用效率和抗旱性的关系不明确。六种树种气孔导度的具有一致的变化规律,都是由清晨的最大值逐渐降低,降低到最小值后,随时间变化而又有所升高。但是在不同处理下气孔导度的最低值出现时间不同,每个树种又有各自的特点。随着干旱程度的加剧,六种植物的气孔导度均呈下降趋势,这与净光合速率、蒸腾速率变化趋势具有一定得相似性。不同灌溉处理下,六种植物胞间CO2浓度的变化趋势与气孔导度的变化趋势基本一致,随着水分胁迫程度的加重六种植物叶片细胞间隙CO2浓度逐渐下降,但下降的幅度都不大,且不同处理下胞间CO2浓度的日均值皆差异不显著。根据隶属函数法分析的结果,我们初步断定胡杨的抗旱性强于新疆杨,大果沙枣的抗旱性强于尖果沙枣。而梭梭表现出比多花柽柳更好的适应特性。胡杨和新疆杨,大果沙枣和尖果沙枣,梭梭和多花柽柳的抗旱性的形成是其形态结构和生理功能长期适应外界干旱环境的结果。根据试验结果可以初步认为,当灌水量在600~800 m3·hm-2之间时两种苗木的生长状况和各个抗旱指标都具有一个较好的值,即达到节水的目的又能使植物正常生长。梭梭和多花柽柳幼苗具有较为典型的耐旱性特征,由于其引入墨玉试验地的时间很短,对土壤干旱胁迫在反应机制上存在一定的滞后性,需要应用多指标综合评价体系对其抗旱能力进行更全面和深入的研究。要进一步了解这6种植物的抗旱机制和萎蔫点,还需要在今后对两种植物的生理特征做更加深入的研究。充分利用我国丰富的植物资源特别是沙生植物和旱生植物资源,研究植物抗干旱胁迫的生理机制,提高植物的抗旱性,对于减轻和防止荒漠化、保护环境等都具有重要的理论和实际意义。今后工作的重点应从多层次上更加系统地阐明植物抗旱性的物质基础及其生理功能,应把δ13C值作为反映C3植物长期水分利用效率的可靠指标应用到植物生态学的许多研究方面,同时结合干旱诱导蛋白和基因工程技术措施加强对抗旱植物的研究。