劉丙花，趙登超，梁 靜，舒秀閣，賈 明，王小芳

（山東省林業(yè)科學(xué)研究院，山東 濟(jì)南 250014）

隨著全球氣候變化的加劇，干旱已成為世界許多地區(qū)農(nóng)林產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要限制因素之一[1-2]。核桃Juglans regiaL.是重要的堅(jiān)果和木本油料樹種，核桃產(chǎn)業(yè)已成為中國(guó)許多地方的支柱產(chǎn)業(yè)，在調(diào)整農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)、增加農(nóng)民收入、出口創(chuàng)匯及保障國(guó)家糧油安全和生態(tài)安全方面發(fā)揮著越來越重要的作用，被列為國(guó)家戰(zhàn)略性樹種之一[3]。核桃多種植在土壤貧瘠的淺山丘陵地區(qū)，水資源匱乏直接影響核桃產(chǎn)量和質(zhì)量的提高，加之長(zhǎng)期使用實(shí)生苗和傳統(tǒng)砧木等原因，核桃種植存在產(chǎn)量低、品質(zhì)差等問題，這是制約我國(guó)核桃產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。因此，在工程技術(shù)抗旱成本較高和山地果園供水不足的情況下，評(píng)價(jià)、篩選核桃優(yōu)良抗旱砧木，是水資源短缺日益嚴(yán)重條件下提升中國(guó)核桃產(chǎn)業(yè)化發(fā)展水平的重要途徑。

優(yōu)良核桃砧木是保障核桃優(yōu)質(zhì)豐產(chǎn)的前提。大量研究表明，核桃砧木對(duì)其嫁接品種的生長(zhǎng)發(fā)育、抗逆性、果實(shí)產(chǎn)量與品質(zhì)等有重要影響[4-6]。王建義[7]以種植在山西典型黃土丘陵區(qū)交城縣的12個(gè)核桃砧木品種為研究對(duì)象，通過調(diào)查種子出苗率、苗高和地徑的生長(zhǎng)量、抽梢率、抗病蟲性等指標(biāo)，對(duì)其品種特性展開研究，分析比較不同品種砧木對(duì)當(dāng)?shù)氐倪m應(yīng)性。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)?shù)卣枘酒贩N晉RS系整體表現(xiàn)顯著優(yōu)于國(guó)外引進(jìn)品種。李惠等[4]研究了‘中寧強(qiáng)’‘中寧異’、北加州黑核桃和普通核桃4種核桃砧木對(duì)‘綠嶺’幼樹葉片光合特性及葉綠素?zé)晒馓匦缘挠绊?，綜合評(píng)價(jià)了4種砧木‘綠嶺’核桃葉片的光合熒光特性，普通核桃的綜合評(píng)價(jià)值最高，‘中寧強(qiáng)’次之，‘中寧異’再次，北加州黑核桃最低。孟炳南等[5]以大田栽培的4年生核桃雜交種‘中寧異’‘中寧強(qiáng)’‘中寧奇’、黑核桃和實(shí)生核桃砧木嫁接核桃優(yōu)系‘上14’作為試材，對(duì)嫁接苗的光合特性進(jìn)行了研究和評(píng)定。結(jié)果表明，‘中寧奇’‘中寧強(qiáng)’和‘中寧異’是在一定程度上可以提高核桃接穗光合特性的砧木資源。我國(guó)核桃砧木培育研究起步較晚[8-10]，與其他果樹（葡萄、柑橘、蘋果）砧木相比，核桃砧木的培育、評(píng)價(jià)及應(yīng)用研究有待加強(qiáng)。

本研究中以4個(gè)核桃砧木品種為試驗(yàn)材料，在干旱條件下開展盆栽試驗(yàn)，通過測(cè)定與抗旱性相關(guān)的生長(zhǎng)及生理指標(biāo)，采用模糊數(shù)學(xué)隸屬函數(shù)法對(duì)4個(gè)砧木品種實(shí)生幼苗的抗旱性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，以期為核桃砧木抗旱種質(zhì)的篩選和抗旱育種提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

2016—2017年，在山東省濟(jì)南市山東省林業(yè)科學(xué)研究院實(shí)驗(yàn)室和苗木生產(chǎn)繁育基地（36°40′N、117°00′E）進(jìn)行試驗(yàn)。選擇大小均勻且無蟲害的‘香玲’‘核桃楸’‘雞爪綿’和‘黑核桃’種子，分別置于50 L的水桶中，注入清水（水面高于種子），進(jìn)行浸種處理7～10 d，每天換1次水。選擇晴朗的天氣，將種子取出平攤于室外水泥地面，暴曬3 h 使其開裂，將開裂的種子與河沙按體積比1∶5混勻，室溫下每天噴水，保持濕度65%～75%，進(jìn)行催芽。待種子長(zhǎng)出白色嫩根后，播種于輕基質(zhì)無紡布容器內(nèi)，置于日光溫室，進(jìn)行常規(guī)的水肥管理。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

待幼苗長(zhǎng)至5～7個(gè)功能葉片時(shí)，每種核桃砧木選取長(zhǎng)勢(shì)均勻一致的植株30株用于試驗(yàn)。其中，15株進(jìn)行干旱處理，保持盆中土壤含水量為飽和含水量的45%～55%；15株作為對(duì)照，進(jìn)行正常供水，保持盆中土壤相對(duì)含水量為飽和含水量的65%～75%。每3株為1個(gè)重復(fù)，每個(gè)處理設(shè)5個(gè)重復(fù)。為減少表層土的水分蒸發(fā)，每盆表面覆蓋2～3 cm細(xì)沙，采用稱重法測(cè)定每個(gè)處理的土壤表面蒸發(fā)失水量。試驗(yàn)周期為2個(gè)月。

1.3 測(cè)定方法

1.3.1 生長(zhǎng)指標(biāo)

于處理開始與結(jié)束時(shí)，分別對(duì)不同處理的不同品種核桃砧木幼苗的生長(zhǎng)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定。用米尺，（1 mm）測(cè)定株高（從土壤表面至主干頂芽），用電子游標(biāo)卡尺（0.001 mm）在主干與土壤表面接觸處測(cè)定地徑。然后，將其分別拔出、洗凈，分為根、莖和葉3部分，放入105 ℃烘箱殺青，然后于70 ℃烘干至恒質(zhì)量，分別得到處理開始（mi）和處理結(jié)束時(shí)（mf）各部分干質(zhì)量總和，表示生物量。

Rh=(lnHf-lnHi)/(tf-ti)；

Rg=(lnDf-lnDi)/(tf-ti)；

R=(lnmf-lnmi)/(tf-ti)。

式中：Rh、Rg、R分別為株高相對(duì)生長(zhǎng)速率、地徑相對(duì)生長(zhǎng)速率、相對(duì)生長(zhǎng)速率；Hi、Di和mi分別為處理開始時(shí)植株的高度、地徑和干物質(zhì)質(zhì)量；Hf、Df和mf分別為處理結(jié)束時(shí)植株的高度、地徑和干物質(zhì)質(zhì)量；(tf-ti)為2次測(cè)量時(shí)間間隔。

1.3.2 長(zhǎng)期水分利用效率

長(zhǎng)期水分利用效率（RLWUE）為試驗(yàn)期間植株生物產(chǎn)量與其蒸騰失水總量之比。

RLWUE=(mf-mi)/mt。

式中，mt為植株的蒸騰失水總量。

1.3.3 葉片光合作用參數(shù)

光合作用參數(shù)的測(cè)定參照Liu等[11]的方法，于干旱處理試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，采用Li-6400 XT便攜式光合測(cè)量系統(tǒng)（Li-Cor Inc.，USA），在晴天的9:00—11:00選取距主干頂部第3～4片成熟葉片進(jìn)行測(cè)定。采用紅藍(lán)LED光源，光強(qiáng)設(shè)為1 300 μmol/(m2·s)，葉片溫度(28.7±1.0) ℃，葉片周圍水汽壓為(1.30±0.15) kPa。測(cè)定的光合作用參數(shù)主要包括凈光合速率（Pn）、蒸騰速率（Tr）、氣孔導(dǎo)度（Gs）和胞間CO2濃度（Ci）。瞬時(shí)水分利用效率（RIWUE）為Pn/Tr。

1.3.4 葉片葉綠素?zé)晒鈪?shù)

葉片葉綠素含量（Cchl）的測(cè)定參照李合生[12]的方法。

參照劉丙花等[13]的方法，于干旱處理試驗(yàn)結(jié)束時(shí)利用FMS-2型脈沖調(diào)制式熒光儀（Hansatech，UK），測(cè)定不同處理不同品種核桃砧木葉片的葉綠素?zé)晒鈪?shù)。葉片選取方法同1.3.3，測(cè)定時(shí)間為晴天的9:00—11:00，暗適應(yīng)時(shí)間為20 min。測(cè)定的葉綠素?zé)晒鈪?shù)主要包括自然光光適應(yīng)下最大熒光（Fm′）、穩(wěn)態(tài)熒光（Fs）、光系統(tǒng)Ⅱ有效光化學(xué)量子產(chǎn)量（Fv′/Fm′）和暗適應(yīng)后的最大熒光（Fm）、初始熒光（Fo）。

計(jì)算光系統(tǒng)Ⅱ的最大光化學(xué)效率（Fv/Fm）、光化學(xué)猝滅系數(shù)（CPQ）和光系統(tǒng)Ⅱ的實(shí)際光化學(xué)效率ФPSⅡ，公式如下。

Fv/Fm=(Fm-Fo)/Fm；

CPQ=(Fm′-Ft)/(Fm′-Fo)；

ФPSⅡ=(Fm′-Ft)/(Fm′-F0′)。

式中，F(xiàn)t為任意時(shí)間的實(shí)際熒光產(chǎn)量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

各個(gè)生理指標(biāo)的脅迫變化幅度均為干旱植株測(cè)量值與對(duì)照植株測(cè)量值的比較。每個(gè)指標(biāo)的測(cè)定設(shè)5次重復(fù)，數(shù)據(jù)為5次重復(fù)的平均值±標(biāo)準(zhǔn)方差（SD）。

采用Microsoft Excel 2007和DPS7.5統(tǒng)計(jì)分析軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析（Two-way ANOVA），用最小顯著差異法（LSD）比較不同品種核桃砧木幼苗同一指標(biāo)的差異。

1.5 隸屬函數(shù)評(píng)價(jià)法

采用模糊數(shù)學(xué)隸屬函數(shù)法對(duì)4個(gè)品種核桃砧木幼苗的各項(xiàng)抗旱性相關(guān)的生長(zhǎng)及生理指標(biāo)進(jìn)行綜合分析，確定各指標(biāo)對(duì)耐旱性影響的程度。通過比較各砧木所有測(cè)定指標(biāo)隸屬函數(shù)值的平均值，確定其抗旱性強(qiáng)弱，平均值越大，則抗旱性越強(qiáng)。

指標(biāo)與抗旱性呈正相關(guān)時(shí)，隸屬函數(shù)值計(jì)算公式為

Vm=(Xi-Xmin)/(Xmax-Xmin)；

指標(biāo)與抗旱性呈負(fù)相關(guān)時(shí)，隸屬函數(shù)值計(jì)算公式為

Vm′=1-(Xi-Xmin)/(Xmax-Xmin)。

式中，Xi為指標(biāo)i的測(cè)定值，Xmin和Xmax分別為所有參試材料指標(biāo)i的最小值和最大值。

2 結(jié)果與分析

2.1 干旱對(duì)不同品種核桃砧木幼苗相對(duì)生長(zhǎng)速率和長(zhǎng)期水分利用效率的影響

干旱對(duì)不同品種核桃砧木幼苗相對(duì)生長(zhǎng)速率和長(zhǎng)期水分利用效率的影響見表1。由表1可知，2種供水條件下，不同核桃砧木品種間R、Rh、Rg和RLWUE均存在顯著差異（P≤0.001）。正常供水條件下，‘雞爪綿’的R、Rh、Rg和RLWUE均最大，分別為1.32 mg/d、1.20 cm/d、0.10 mm/d和 60.71 g/L，其次為‘香玲’，分別為1.26 mg/d、1.15 cm/d、0.08 mm/d和56.27 g/L，‘黑核桃’的R和RLWUE均最小，分別為0.95 mg/d和39.74 g/L，‘核桃楸’的Rh和Rg最小，分別為0.89 cm/d和0.04 mm/d。干旱脅迫條件下，‘雞爪綿’的R、Rg和RLWUE均最大，分別為0.92 mg/d、0.06 mm/d和70.24 g/L，其次為‘香玲’，分別為0.81 mg/d、0.05 mm/d和62.05 g/L，‘香玲’的Rh最大，為 0.77 cm/d，‘黑核桃’的R、Rh、Rg和RLWUE均最小，分別為0.33 mg/d、0.47 cm/d、0.01 mm/d和42.07 g/L。

干旱處理均顯著降低了砧木幼苗的R、Rh和Rg（P≤0.001），顯著提高了RLWUE（P≤0.001）。R、Rh和Rg降低幅度最大的均為‘黑核桃’，分別為65.26%、54.37%和80.00%，降低幅度最小的分別為‘雞爪綿’（30.30%）、‘香玲’（33.04%）和‘香玲’（37.50%）。RLWUE提高幅度最大的為‘核桃楸’（16.20%），其次是‘雞爪綿’（15.70%）和‘香玲’（10.27%），‘黑核桃’的提高幅度最小，僅為5.86%。說明‘黑核桃’對(duì)干旱最為敏感，不耐旱，‘香玲’和‘雞爪綿’受干旱的影響較小，較能忍受干旱脅迫。

2.2 干旱對(duì)不同品種核桃砧木幼苗光合參數(shù)和瞬時(shí)水分利用效率的影響

干旱對(duì)不同品種核桃砧木幼苗葉片光合參數(shù)和瞬時(shí)水分利用效率的影響見表2。由表2可知，2種供水條件下，不同核桃砧木品種間Pn（P≤0.01）、Tr（P≤0.01）、Gs（P≤0.01）、Ci（P≤0.05）和RIWUE（P≤0.01）均存在顯著差異。正常供水條件下，‘雞爪綿’的Pn、Tr、Gs和Ci均最大，分別為19.71 μmol/(m2·s)、6.50 mmol/(m2·s)、0.34 mmol/(m2·s)和343.72 μmol/mol，‘黑核桃’的Pn、Gs和Ci均最小，分別為16.37 μmol/(m2·s)、0.27 mmol/(m2·s)和190.30 μmol/mol，‘香玲’的Tr最小，為5.26 mmol/(m2·s)，RIWUE最大的為‘核桃楸’（3.20 μmol/mmol），其次是‘香玲’ （3.12 μmol/mmol）、‘雞爪綿’（2.95 μmol/mmol）、‘黑核桃’（2.78 μmol/mmol）。干旱條件下，‘雞爪綿’的Pn、Tr、Gs和Ci均最大，分別為 15.22 μmol/(m2·s)、4.43 mmol/(m2·s)、0.26 mmol/(m2·s)和314.65 μmol/mol，‘黑核桃’的Pn、Tr、Gs和Ci均最小，分別為10.55 μmol/(m2·s)、2.76 mmol/(m2·s)、0.13 mmol/(m2·s)和 158.04 μmol/mol，RIWUE最大的為‘香玲’（3.47 μmol/mmol），其次是‘雞爪綿’（3.44 μmol/mmol）、‘核桃楸’（3.42 μmol/mmol）、‘黑核桃’（2.93 μmol/mmol）。

表1 干旱對(duì)不同品種核桃砧木幼苗相對(duì)生長(zhǎng)速率和長(zhǎng)期水分利用效率的影響?Table 1 Effects of drought stress on relative growth rates and long-term water use efficiencies of different cultivars of walnut rootstock seedlings

干旱顯著降低了幼苗葉片的Pn（P≤0.05）、Tr（P≤0.01）、Gs（P≤0.05）和Ci（P≤0.05），顯著提高了RIWUE（P≤0.05）?！诤颂摇腃chl、Pn、Tr、Gs和Ci降低幅度均最大，分別為54.55%、35.55%、49.82%、51.85%和16.95%；‘雞爪綿’的Pn、Tr、Gs和Ci降低幅度均最小，分別為22.78%、31.85%、23.53%和8.46%，Tr的降低幅度明顯大于Pn，導(dǎo)致了RIWUE的提高。RIWUE提高幅度最大的是‘雞爪綿’（16.61%），然后依次是‘香玲’（11.22%）、‘核桃楸’（6.88%）、‘黑核桃’（5.40%）。結(jié)果表明，‘黑核桃’幼苗葉片的光合作用對(duì)干旱脅迫最敏感，對(duì)干旱的適應(yīng)能力最差，而干旱脅迫對(duì)‘雞爪綿’光合性能影響最小，‘雞爪綿’表現(xiàn)出了最好的干旱適應(yīng)能力。

2.3 干旱對(duì)不同品種核桃砧木幼苗葉片葉綠素含量和葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響

干旱對(duì)不同品種核桃砧木幼苗葉片葉綠素含量和葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響見表3。由表3可知，2種供水條件下，不同核桃砧木品種間Cchl（P≤0.05）、Fv/Fm（P≤0.001）、Fv′/Fm′（P≤0.001）、CPQ（P≤0.001）和ΦPSⅡ（P≤0.001）均存在顯著差異。正常供水和干旱條件下，‘雞爪綿’的Cchl、Fv/Fm、Fv′/Fm′、CPQ和ΦPSⅡ均最大，分別為3.74和2.82 mg/g、0.85和0.79、0.62和0.59、0.80和0.91、2.73和2.29；‘黑核桃’的Cchl、Fv/Fm、Fv′/Fm′、CPQ和ΦPSⅡ均最小，分別為2.31和1.05 mg/g、0.82和0.71、0.53和0.47、0.75和0.81、2.27和1.62。

表2 干旱對(duì)不同品種核桃砧木幼苗葉片光合參數(shù)和瞬時(shí)水分利用效率的影響?Table 2 Effects of drought stress on photosynthetic parameters and instantaneous water use efficiencies of different cultivars of walnut rootstock seedlings品種Cultivar Pn /(μmol·m-2s-1)Tr /(mmol·m-2s-1)Gs /(mmol·m-2s-1)Ci /(μmol·mol-1)RIWUE /(μmol·mmol-1)CK DT AV /%CK DT AV /%CK DT AV /%CK DT AV /%CK DT AV /%香玲Xiangling 17.46±3.13 b 11.60±1.26 de-33.56 5.26±0.88 bc3.34±1.00 de-36.50 0.29±0.06 b 0.21±0.05 cd-27.59 317.08±52.13 ab 280.16±16.77 bc-11.64 3.12±0.11 c 3.47±0.08 a 11.22桃楸核Hetaoqiu 18.27±1.98 ab12.04±2.70 de-34.10 5.71±1.23 b 3.52±0.47 d-38.35 0.30±0.13 b 0.22±0.08 cd-26.67 264.50±11.39 bc230.12±20.00 cd-13.00 3.20±0.25 d3.42±0.32 ab6.88雞爪綿Jizhuamian 19.71±2.83 a 15.22±1.00 c-22.78 6.50±1.19 a 4.43±0.92 c-31.85 0.34±0.07 a 0.26±0.01 bc-23.53 343.72±9.42 a 314.65±10.17 ab-8.46 2.95±0.07 de3.44±0.30 a 16.61黑核桃Black walnut 16.37±2.49 bc10.55±2.13 e-35.55 5.50±1.11 b 2.76±0.72 e-49.82 0.27±0.09 bc0.13±0.02 e-51.85 190.30±14.45 de 158.04±6.19 e-16.95 2.78±0.07 e2.93±0.12 de5.40 F砧木3.14**3.62**6.27**10.02*10.38**F干旱7.88*11.36**6.42*13.75*6.84*F砧木×F干旱10.03*2.22 9.56*12.17**3.28? Pn：凈光合速率；Tr：蒸騰速率；Gs：氣孔導(dǎo)度；Ci：胞間CO2濃度；RIWUE：瞬時(shí)水分利用效率。下同。Pn:net photosynthetic rate; Tr:transpiration rate; Gs:stomatal conductance; Ci:intercellular CO2 concentration; RIWUE:instantaneous water use efficiency. The same below.

表3 干旱對(duì)不同品種核桃砧木幼苗葉片葉綠素含量和葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響?Table 3 Effects of drought stress on chlorophyll contents and chlorophyll fluorescence parameters of different cultivars of walnut rootstock seedlings品種Cultivar Cchl /(mg·g-1)Fv/Fm Fv'/Fm'CPQ ΦPSⅡCK DT AV /%CK DT AV /%CK DT AV /%CK DT AV /%CK DT AV /%香玲Xiangling 3.62±0.17 a 2.74±0.20 bc-24.31 0.84±0.06 ab 0.78±0.05 c-7.14 0.61±0.03 ab 0.57±0.01 bc-6.56 0.77±0.02 de 0.89±0 ab 15.58 2.69±0.23 a 2.15±0.05 c-20.07桃楸核Hetaoqiu 2.87±0.25 bc2.07±0.01 cd-27.87 0.82±0.11 b 0.75±0.02 d-8.54 0.62±0.01 a 0.57±0.02 bc-8.06 0.77±0.01 de0.85±0.01 bc10.39 2.56±0.08 ab1.97±0.10 cd-23.05雞爪綿Jizhuamian 3.74±0.18 a 2.82±0.22 bc-24.60 0.85±0.07 a 0.79±0.04 bc-7.06 0.62±0 a 0.59±0.01 b-4.84 0.80±0.03 d 0.91±0 a 13.75 2.73±0.12 a 2.29±0.08 bc-16.12黑核桃Black walnut 2.31±0.27 c 1.05±0.30 e-54.55 0.82±0.01 b 0.71±0.05 e-13.41 0.53±0.01 cd 0.47±0.01 e-11.32 0.75±0.01 e 0.81±0.01 cd 8.00 2.27±0.03 bc1.62±0.01 e-28.63 F砧木5.33*4.26***9.73***5.11***12.53***F干旱17.25***5.57**16.28**7.59***16.42***F砧木×F干旱6.74*9.73**11.41**9.06**7.17**? Cchl：葉綠素含量；Fv/Fm：PSⅡ的最大光化學(xué)效率；Fv′/Fm′：PSⅡ有效化學(xué)量子產(chǎn)量；CPQ：光化學(xué)猝滅系數(shù)；ΦPSⅡ：PSⅡ?qū)嶋H光化學(xué)效率。下同。Cchl:chlorophyll content; Fv/Fm:maximum photochemical efficiency of PSⅡ光; Fv′/Fm′: effective photochemical quantum yield of PSⅡ的; CPQ:photochemical quenching coefficient; ΦPSⅡ:actual photochemical efficiency of PSⅡ.The same below.

干旱顯著降低了幼苗葉片的Cchl（P≤0.001）、Fv/Fm（P≤0.01）、Fv′/Fm′（P≤0.01）和ΦPSⅡ（P≤0.001），其中‘雞爪綿’的Fv/Fm、Fv′/Fm′和ΦPSⅡ降幅最?。ǚ謩e為7.06%、4.84%和16.12%），然后依次是‘香玲’（分別為7.14%、6.56%和20.07%）、‘核桃楸’（分別為8.54%、8.06%和23.05%）和‘黑核桃’（分別為13.41%、11.32%和28.63%），‘黑核桃’的Cchl降低幅度最大，為54.55%。干旱顯著增加了CPQ（P≤0.001），其中‘香玲’的增幅最大（15.58%），然后依次是‘雞爪綿’（13.75%）、‘核桃楸’（10.39%）、‘黑核桃’（8.00%）。結(jié)果表明，‘雞爪綿’和‘香玲’砧木幼苗葉片的葉綠素?zé)晒鈪?shù)受干旱脅迫影響最小，具有較高的干旱忍受能力，‘黑核桃’砧木幼苗葉片的葉綠素?zé)晒鈪?shù)受干旱脅迫影響最大，干旱忍受能力最弱。

2.4 不同品種核桃砧木幼苗抗旱性綜合評(píng)價(jià)

植物抗旱性是一個(gè)復(fù)合性狀，單一指標(biāo)并不能說明抗旱性強(qiáng)弱。本研究中基于干旱條件下14個(gè)生長(zhǎng)和生理指標(biāo)的變化，采用模糊數(shù)學(xué)的隸屬函數(shù)法對(duì)4個(gè)品種核桃砧木幼苗的抗旱性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，結(jié)果見表4。根據(jù)各指標(biāo)隸屬函數(shù)平均值對(duì)不同核桃砧木幼苗的抗旱性進(jìn)行排序，抗旱性由強(qiáng)到弱依次為‘雞爪綿’‘香玲’‘核桃楸’‘黑核桃’。

表4 干旱條件下不同品種核桃實(shí)生砧木幼苗各指標(biāo)的隸屬函數(shù)值及抗旱性評(píng)價(jià)Table 4 Subordinate function values and drought resistance evaluation of different cultivars of walnut rootstock seedlings under drought condition

3 結(jié)論與討論

3.1 不同品種核桃砧木幼苗對(duì)干旱脅迫的響應(yīng)

干旱限制植物的生存、生長(zhǎng)和生產(chǎn)，植物通過改變自身形態(tài)學(xué)、生理學(xué)和分子生物學(xué)代謝機(jī)制來適應(yīng)水分虧缺[1,14-16]。本研究中干旱顯著抑制了核桃砧木幼苗的生長(zhǎng)，主要表現(xiàn)為R、Rh和Rg的顯著降低，且抑制程度存在較大的品種間差異，與Vahdati等[17]、Aletà等[18]和Gauthier等[19]的研究結(jié)果一致。植物相對(duì)生長(zhǎng)速率是反映植物生命力和植物逆境響應(yīng)能力的重要指標(biāo)[20]。本研究中‘雞爪綿’這些指標(biāo)受抑程度最小，表現(xiàn)為最強(qiáng)的干旱適應(yīng)能力，其次是‘香玲’，‘黑核桃’受抑程度最大，說明其干旱適應(yīng)能力最差。

葉片是植物進(jìn)行光合和蒸騰作用的主要器官，光化學(xué)特性的改變是葉片響應(yīng)干旱的重要調(diào)節(jié)機(jī)制[14-15]。葉綠素是綠色植物進(jìn)行光合作用的物質(zhì)基礎(chǔ)，其含量的高低反映葉片光合能力的強(qiáng)弱[21]。有研究表明，干旱條件下核桃葉片光合作用的氣孔調(diào)節(jié)起主要作用，干旱引起部分氣孔關(guān)閉，氣孔縮小，Gs降低，CO2進(jìn)入葉片阻力增大，Ci降低，使Pn和Tr下降[22-24]，與本研究結(jié)果一致。干旱顯著降低了4個(gè)品種核桃砧木幼苗的Cchl、Pn、Tr、Gs和Ci，其中‘黑核桃’降低幅度最大，‘香玲’和‘雞爪綿’降低幅度較小，表明‘香玲’和‘雞爪綿’葉片光合能力受干旱影響較小，表現(xiàn)了較強(qiáng)的干旱適應(yīng)能力，而‘黑核桃’干旱適應(yīng)能力較弱，抗旱性較差。此外，干旱條件下Tr降低幅度明顯大于Pn，導(dǎo)致了RIWUE的顯著提高。RIWUE反映特定條件下葉片的即時(shí)行為，RLWUE反映較長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)植物的整體水分利用效率，能更準(zhǔn)確反映干旱條件下植物的生長(zhǎng)狀況和抗旱性能，RLWUE越高，抗旱性越強(qiáng)[12]。本研究中，干旱脅迫顯著提高了4個(gè)品種核桃砧木幼苗的RLWUE，且存在顯著的品種間差異，與Aletà等[18]的研究結(jié)果一致，與關(guān)于蘋果[12]、楊樹[25]、樟樹[26]等木本植物的研究結(jié)果一致。干旱條件下，‘雞爪綿’的RLWUE最大，其次是‘香玲’，且兩者提高幅度均大于10%，黑核桃的提高幅度最小，僅為5.86%，說明‘雞爪綿’和‘香玲’的干旱適應(yīng)能力較強(qiáng)，‘黑核桃’的抗旱性最弱。

葉綠素?zé)晒鈪?shù)包含了豐富的光合作用變化信息，反映植物對(duì)光能的吸收、傳遞、耗散和分配等內(nèi)在特性[26-28]，表征了植物的生態(tài)環(huán)境適應(yīng)機(jī)制，是反映植物光合能力和抗逆性的重要指標(biāo)[4,13,29-32]。Fv/Fm和Fv′/Fm′分別表示PSⅡ反應(yīng)中心的最大光化學(xué)效率和原初光能捕獲效率，是PSⅡ光能轉(zhuǎn)化效率的度量值，反映PSⅡ的光能利用能力，數(shù)值越高，說明PSⅡ反應(yīng)中心的能量轉(zhuǎn)化效率越高，葉片的光合能力越強(qiáng)[27-28]。ΦPSⅡ表示PSⅡ的實(shí)際光化學(xué)效率，表示光合作用電子傳遞的量子產(chǎn)額，是反映葉片光合電子傳遞速率的重要指標(biāo)[27-28]。干旱顯著降低了4個(gè)品種核桃砧木幼苗的Fv/Fm、Fv′/Fm′和ΦPSⅡ，表明干旱降低了核桃葉片的光合能力，與光合參數(shù)響應(yīng)結(jié)果一致，與史勝青等[33]的研究結(jié)果一致；‘雞爪綿’的降幅最小，其次是‘香玲’‘核桃楸’和‘黑核桃’，表明‘雞爪綿’抗旱性最強(qiáng)，對(duì)干旱的適應(yīng)能力最強(qiáng)，‘黑核桃’對(duì)干旱的適應(yīng)能力最差，抗旱性最弱。熒光猝滅是植物響應(yīng)逆境的重要調(diào)節(jié)機(jī)制，CPQ表示光化學(xué)猝滅；逆境條件下，PSⅡ天線色素吸收過剩光能用于光化學(xué)電子傳遞而避免對(duì)光合器官的損傷，CPQ越大，表明PSⅡ的電子傳遞活性越大，對(duì)逆境的抵抗能力越強(qiáng)[28]。本研究中干旱顯著增加了CPQ，其中‘香玲’的增幅最大（15.58%），其次是‘雞爪綿’（13.75%），‘黑核桃’最小（8.00%），表明干旱脅迫增強(qiáng)了PSⅡ反應(yīng)中心耗散過剩光能的能力，提高了核桃砧木的抗逆性，‘香玲’和‘雞爪綿’具有較高的干旱忍受能力，‘黑核桃’的干旱忍受能力最弱。

3.2 不同品種核桃砧木抗旱性綜合評(píng)價(jià)

植物抗旱性是植物對(duì)干旱長(zhǎng)期適應(yīng)的一種由多基因控制的遺傳特性，它通過外部形態(tài)和內(nèi)部生理生化變化等來表現(xiàn)。因此，用單一指標(biāo)來評(píng)價(jià)植物抗旱性不能消除品種（系）間的固有差異，影響判斷的準(zhǔn)確性?；诙嘀笜?biāo)的模糊數(shù)學(xué)隸屬函數(shù)評(píng)價(jià)法可較準(zhǔn)確反映不同植物種間及種內(nèi)不同品種（系）的抗旱性，結(jié)果客觀可靠，已在葡萄[34]、板栗[35]、核桃[36]、燕麥[37]、玉米[38]、油菜[39]、西瓜[40]等作物的抗旱性評(píng)價(jià)中得到了廣泛應(yīng)用。本研究中基于對(duì)干旱脅迫下14個(gè)生長(zhǎng)和生理指標(biāo)的綜合分析，采用模糊數(shù)學(xué)隸屬函數(shù)法對(duì)4個(gè)品種核桃砧木的抗旱性進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)，消除了不同砧木品種間的差異，可真實(shí)反映不同砧木的抗旱性強(qiáng)弱，使鑒定結(jié)果更加準(zhǔn)確、可靠。研究結(jié)果表明，4個(gè)品種核桃砧木的抗旱性由強(qiáng)到弱依次為‘雞爪綿’‘香玲’‘核桃楸’‘黑核桃’。評(píng)價(jià)結(jié)果與干旱脅迫結(jié)束時(shí)各砧木植株形態(tài)表現(xiàn)基本一致，說明基于多指標(biāo)的模糊數(shù)學(xué)隸屬函數(shù)評(píng)價(jià)法可較準(zhǔn)確反映不同核桃砧木的抗旱性，其評(píng)價(jià)結(jié)果可為核桃抗旱砧木篩選提供參考。

綜上所述，本研究中采用模糊數(shù)學(xué)隸屬函數(shù)法對(duì)4個(gè)品種核桃砧木實(shí)生苗的抗旱性進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)，結(jié)果表明‘雞爪綿’和‘香玲’抗旱性強(qiáng)，且種子易獲得，適合在山東省丘陵、山地核桃產(chǎn)區(qū)廣泛應(yīng)用。該研究結(jié)果可為核桃砧木抗旱性評(píng)價(jià)方法的選擇提供參考，同時(shí)可為鑒定、篩選和培育抗旱核桃種質(zhì)資源提供參考。但是，本研究中僅對(duì)干旱脅迫下核桃砧木實(shí)生苗的抗旱性進(jìn)行了評(píng)價(jià)，忽略了實(shí)際生產(chǎn)中砧木與接穗間的互作效應(yīng)。為給優(yōu)良抗旱砧木品種的選育和抗旱栽培提供參考，下一步工作應(yīng)以不同品種砧木嫁接苗為試驗(yàn)材料，結(jié)合分子生物學(xué)方法鑒定抗旱基因，將生理生化指標(biāo)與遺傳背景相結(jié)合，建立更為完善的抗旱評(píng)價(jià)體系，并研究砧木對(duì)嫁接苗干旱響應(yīng)的影響及作用機(jī)理。