干旱胁迫对不同油茶品种叶片解剖结构的影响

何小三，王玉娟，徐林初，龚 春，俞元春

（1.南京林业大学生物与环境学院 南方现代林业协同创新中心，江苏 南京 210037；2.江西省林业科学院，江西 南昌 330032；3.江西省油茶种质资源保护与利用重点实验室，江西 南昌 330032）

油茶Camellia oleifera是我国特有的四大木本油料树种之一，在我国南方红壤地区分布较为广泛[1-2]。尽管我国南方红壤丘陵区水资源丰富，但由于时间和空间上的分布不均，加之受地貌影响，岗坡地旱情更加突出，且伏秋旱是我国南方干旱类型中分布最广、威胁最大的一种，已成为该区经济林发展的主要障碍[3-4]。油茶虽适应性强，耐瘠薄耐干旱，但长时间的高温和干旱仍会在一定程度上对油茶的生长和结实造成影响，常造成造林成活率低和减产等问题[5]。不同油茶品种的抗旱性可能不同，且对干旱胁迫的响应及适应能力也有所差异。罗梓琼等[6]以‘华鑫’‘华硕’‘长林40’和‘长林4 号’的2年生嫁接苗为研究材料，对4 个油茶品种在不同干旱条件的生理生化指标进行了测定，并对其抗旱性进行了综合评价，得出‘长林40’的抗旱性最强。董斌等[7,8]以广西‘桂无1 号’‘桂无4 号’‘岑软2 号’和‘岑软3 号’的1年生嫁接苗为试材，对干旱胁迫下4 个油茶品种的光合、生理指标进行了测定，对其抗旱性进行了评价，并得出‘岑软3 号’的抗旱性最强。

叶片对干旱胁迫非常敏感，干旱胁迫对植物叶片的气孔密度、气孔开度、气孔长度、叶片厚度等均会造成一定程度的影响，而植物则通过改变叶片气孔密度、气孔开度及气孔开张率等来调节自身的光合作用和蒸腾速率，以适应干旱的环境[9]。油茶叶片栅栏组织厚度和海绵组织厚度之和约占叶片厚度的90%左右，而叶片厚度与植物的储水能力呈正比[10-11]。发达的栅栏组织有利于避免强光对叶肉细胞的灼伤，而高的叶片紧实度有利于植物对光能的利用，且叶片厚度、叶片紧实度、下表皮厚度、栅栏组织厚度等指标与植物的抗旱能力呈正比，利用这些指标可以对植物的抗旱性进行评价[12-13]。

以4 个油茶品种为试材，研究不同水分梯度下油茶叶片的气孔特征和横切面解剖结构特征，从微观上去探讨油茶对干旱胁迫的响应，为后期油茶耗水和光合特性等研究打下基础。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

试验区位于江西省南昌市江西省林业科学院试验地内。地处南昌市经济技术开发区，距市区12 km，位于28°41′N，115°48′E，海拔40 m，属于中亚热带湿润季风气候。年均气温17.3 ℃，7月份月均气温29.1 ℃，极端高温40.6 ℃。年均降水量1 713.5 mm，年均日照1 778.6 h，大于l0 ℃积温为4 480～4 590 ℃。

1.2 试验材料

通过前期多年观察，根据赣无系列18 个油茶优良品种（通过国家良种审定）幼苗和幼树在田间（林地）干旱状态下（7—9月）的形态学特征和生长状况，并根据2015年对部分油茶品种进行的抗旱性预实验，初步选定4 个不同耐旱程度的油茶品种为试验材料，分别是‘赣190’‘无12’‘无2’及‘兴46’。

4 个油茶品种苗均为同一株母树采集的穗条繁育的2年生扦插苗，穗条来自江西省林科院油茶种质基因库。试验苗为盆栽苗，盆口直径24 cm，盆高20 cm，盆栽土为自配土，即南方典型红壤土与谷壳灰以5∶1 的体积比混合而成，该盆栽土的田间持水量为35.84%（质量含水量），土壤容重为1.42 g·cm3，有机质含量为39.20 g·kg-1，pH值为3.95，全氮含量为1.19 g·kg-1，全磷含量为0.57 g·kg-1，全钾含量为17.30 g·kg-1，速效氮含量为121.00 mg·kg-1，速效磷含量为28.40 mg·kg-1，速效钾含量为193.00 mg·kg-1。

1.3 试验设计

2016年1月初从‘赣190’‘无12’‘无2’及‘兴46’油茶品种苗中各选择一批整齐一致无病害的苗木作为试验材料植入花盆中露天正常培养。缓苗期为5 个月左右，于6月下旬将所有试验苗放置在事先搭好的遮雨棚下正常培养，每两天浇一次水，遮雨棚三面开敞，若遇大雨则将三面的遮雨薄膜放下挡雨，顶棚采用高透光塑料薄膜，晴天透光透风，雨天防雨。

根据2015年的油茶抗旱性预实验结果，即当土壤体积含水量小于5%（田间持水量的12%）且持续时间超过3 d 时，油茶叶片出现永久萎蔫，植株死亡，控水试验设置4 个土壤水分梯度（表1）：充分供水（W1）（田间持水量的39%～73%）、轻度干旱胁迫（W2）（23%～37%）、中度干旱胁迫（W3）（17%～23%）、重度干旱胁迫（W4）（12%～17%）。每个油茶品种设4 个处理，每个处理3 次重复，每个重复12 株油茶苗，同时每个水分梯度各设置4 盆无油茶苗木的空白对照，以测定对照的蒸发耗水情况。7月7日傍晚将所有供试苗木及空白对照均浇透水，7月8日开始控水试验。首先，7月10日上午8:00 左右利用土壤水分测量仪（感量0.1）测定充分供水苗木及其空白对照的土壤体积含水量，确保其在规定的范围内，若在20%～36%范围内，则记录下当前盆栽苗木的质量；若高于36%，则推迟24 h 再测，直到其含水量在规定范围内；若低于20%，则适当加水直至其含水量在规定范围内，记录下充分供水苗木及其空白对照共计40 盆达到规定含水量时的质量，并按照此质量每天20:00—22:00 用电子秤（载量30 kg，感量0.1 g）给苗木补充1 次白天蒸腾损失的水分；7月11日所有充分供水苗木和对照的土壤含水量达到设定范围。接下来，干旱胁迫处理的苗木及其空白对照，自7月8日后不再进行水分的补充，按照正常供水苗木及空白对照测定含水量的方法使胁迫苗木及其空白对照的含水量达到各自规定的范围，同样对干旱胁迫苗木及其对照共计120盆进行每盆称质量并记录好相应的质量，并按所记录的质量每天20:00—22:00 用电子秤给苗木及其对照补充1 次损失的水分，使其含水量保持在规定的范围内；轻度、中度及重度干旱胁迫苗木和对照的土壤含水量达到规定范围的时间分别为7月17日、7月19日和7月23日。截止7月23日，4 个油茶品种各处理苗木及对照均达到了各自规定的土壤含水量范围，即日起对所有试验苗木及其空白对照用保鲜膜封住花盆盆口，防止土壤水分蒸发。每天补充水分时，若出现渗漏，则通过托盘收集后倒回盆内。7月26日正式开始各项指标的测定，试验结束时间为9月26日。

表1 各处理土壤水分梯度Table 1 The soil water gradient of all treatments

1.4 测定方法

1.4.1 叶片电镜扫描方法

取样时间为试验中期（8月25日），4 个油茶品种各处理分别采春梢上第2～3轮的成熟叶片3片，用戊二醛（进口）固定。方法为：取新鲜叶片，在叶片中上部左右两边取样，面积约2.0 mm×0.5 mm左右，将叶样立即放入用0.1 mol·L-1磷酸缓冲液（pH 值7.2）配置的2.5%的戊二醛溶液中，转移至洗净的医用小瓶中，真空抽气使叶样下沉，放置于4℃冰箱中保存待用。注意不能冷冻，放冰盒带回实验室的过程中，小瓶不能和冰块直接接触，至少垫两层毛巾。

叶片电镜扫描参照任媛媛[14]的方法对样本进行处理。从冰箱中取出样本，首先在磷酸缓冲液中多次清洗，再用不同浓度的乙醇进行逐级脱水，而后用100%乙醇脱水2 次，之后放置在醋酸异戊酯中2 次，每次15 min，然后将样本放入临界点干燥仪中进行临界点干燥，再使用喷镀仪进行粘台，再进行导电处理，最后使用扫描电子显微镜对样本进行观察。

1.4.2 叶片组织细胞结构观察

依据叶片横切面扫描电镜图片及结果，获取叶片厚度、上表皮厚度、下表皮厚度、栅栏组织厚度和的数据指标，并计算叶片紧密度、叶片疏松度及栅海比，公式如下：

叶片紧密度=栅栏组织厚度/叶片厚度。

叶片疏松度=海绵组织厚度/叶片厚度。

栅海比=栅栏组织厚度/海绵组织厚度。

每平方毫米气孔密度、气孔长度和宽度、气孔张开长度和宽度、气孔开张率及气孔开度则依据叶片下表皮显微电镜扫描图片分别测量计算获得。

气孔开度=气孔张开长度×气孔开张宽度×π/4。

气孔开张率=单位面积气孔开张数/气孔总数。

1.4.3 叶片相对含水量的测定

参照茹桃勤[15]的方法对油茶叶片样品相对含水量进行测定，每个样品重复3 次，取平均值。叶片相对含水量RWC (%)=（FW-DW）/（TWDW）×100%，其中FW 为叶鲜质量，DW 为叶干质量，TW 为叶饱和质量。叶饱和质量为将鲜叶放入清水中浸渍至叶片完全饱和时的质量，浸泡时间大概为12 h；叶干质量为将饱和的叶片放在75 ℃干燥箱内烘干至恒质量，大概为36 h。

1.5 统计分析

测定的数据采用Excel 2013 进行处理和制表，用SPSS18.0 进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 干旱胁迫对油茶叶片气孔特征的影响

2.1.1 叶片气孔特征值比较分析

4 个油茶品种在不同水分梯度下（W1、W2、W3、W4）的叶片气孔特征（放大500 倍和2 000 倍）见图1，气孔密度等特征值及多重比较结果见表2。

由图1可知，随着干旱程度的加剧，4 个油茶品种尤其是重度胁迫下的油茶叶片气孔均受到了影响，气孔出现下陷，表皮细胞干瘪，气孔开度变小。

由表2知，干旱胁迫对4 个油茶品种的气孔密度均造成了显著影响。‘赣190’W2、W4 处理的气孔密度均显著大于W3 处理，且W1 处理大于W3 处理；干旱胁迫下，‘无12’的气孔密度均较正常处理显著减小，且W3 和W4 处理的气孔密度均较W2 处理显著减小；随着干旱胁迫的加剧，‘无2’叶片气孔密度显著减小，但W4 处理的气孔密度却显著高于W1 处理；随着干旱胁迫的加剧，‘兴46’的气孔密度基本呈增加的趋势，且W4 处理的气孔密度显著大于其他处理。相同水分梯度下，除W2 处理外，4 个油茶品种间的气孔密度均存在显著差异。W1 处理下，‘无12’的气孔密度显著大于其他3 个油茶品种，且‘无2’和赣190 显著大于兴46；W2 处理下，‘赣190’的气孔密度较大，且显著大于‘兴46’；W3 处理下，‘兴46’和‘赣190’的气孔密度显著大于‘无2’和‘无12’；W4 处理下，‘无2’气孔密度显著大于‘兴46’和‘无12’，且‘无12’显著小于‘赣190’。

随着干旱胁迫的加剧，4 个油茶品种的气孔开度均呈减小的趋势。干旱胁迫对‘赣190’和‘无12’的气孔开度均造成了显著影响，‘赣190’和‘无12’干旱胁迫处理的气孔开度均较W1 处理显著减小；另外，‘兴46’W4 处理的气孔开度较W1 处理显著减小。相同水分梯度下，4 个油茶品种间的气孔开度均无显著差异，W1 处理下‘赣190’的气孔开度最大，无2 的最小，但干旱胁迫处理下‘无2’的气孔开度均大于其他3 个油茶品种，而‘赣190’的最小。

每个油茶品种不同水分梯度间的气孔长度和气孔宽度均无显著差异。随着干旱胁迫的加剧，4 个油茶品种的气孔张开宽度均呈减小的趋势；‘赣190’、‘无12’及‘兴46’的气孔张开长度也均呈下降趋势，除‘无12’W4 处理的气孔张开长度稍大于W3 处理。干旱胁迫对‘兴46’的气孔张开长度、‘赣190’和‘无12’的气孔开张宽度均造成了显著影响。‘兴46’W4 处理的气孔张开长度较W1 和W2 处理显著降低，‘赣190’W3、W4 处理的气孔张开长度也均较W1 处理显著降低。‘赣190’和‘无12’W1 处理的气孔张开宽度均显著高于其他处理，且‘无12’W2处理的气孔张开宽度显著大于W4 处理；另外，‘兴46’W1 处理的气孔张开宽度显著大于W4 处理。相同水分梯度下，不同油茶品种间的气孔长度、气孔宽度、气孔张开长度和气孔张开宽度均无显著差异；另外，W1 处理下‘赣190’的气孔宽度显著大于‘兴46’，W3 处理下，‘无2’的气孔宽度显著大于‘无12’。

干旱胁迫对4 个油茶品种的气孔开张率均造成了显著影响。随着干旱胁迫的加剧，‘赣190’和‘兴46’的气孔开张率均呈先降低后增加的趋势，且W1 处理下最高，W4 处理仅次于W1 处理；‘无12’呈先增加后降低的趋势，W2、W3 处理的气孔开张率显著高于W1 和W4 处理；‘无2’的气孔开张率呈波浪形升降趋势，W2、W4 处理的气孔开张率显著高于W1 和W3 处理，且W3 处理显著低于W1 处理。相同水分梯度下，4 个油茶品种间的气孔开张率均存在显著差异。W1 处理下，‘兴46’的气孔开张率显著高于‘赣190’和‘无12’，‘无2’显著高于‘无12’；W2 处理下，‘无2’的气孔开张率显著高于其他3 个品种，且‘兴46’和‘无12’显著高于‘赣190’；W3 处理下，‘无12’的气孔开张率显著高于其他3 个品种，且‘无2’和‘兴46’显著高于‘赣190’；W4 处理下，‘无2’和‘兴46’的气孔开张率显著高于‘赣190’和‘无12’。

图1 光学显微镜下4 个油茶品种在4 个水分梯度下叶片气孔特征Fig.1 Leaf stomata characteristics studied by optical microscope in four different soil water gradients

续图1Continuation of Fig.1

续图1Continuation of Fig.1

续图1Continuation of Fig.1

表2 4 个油茶品种在不同水分梯度下叶片气孔特征值†Table 2 Leaf stomata characteristic indexes under different soil water gradient of four clonal cultivars of Camellia oleifera

2.1.2 叶片气孔特征值相关性分析

由表3可知，4 个油茶品种叶片气孔特征值与土壤含水量的相关性不尽相同，但土壤含水量与气孔开度和气孔张开宽度均呈显著正相关，而‘赣190’和‘兴46’中土壤含水量均与气孔密度呈负相关，‘无2’和‘无12’中土壤含水量均与气孔开张率呈负相关等。‘赣190’中土壤含水量与气孔开度、气孔张开长度和宽度均呈显著正相关，‘无12’中土壤含水量与气孔密度、气孔开度、气孔张开长度和宽度均呈显著正相关，‘无2’和‘兴46’中土壤含水量均与气孔开度和气孔开张宽度呈显著正相关。

表3 各品种不同水分梯度下叶片气孔特征值与土壤含水量的相关性分析结果†Table 3 The correlation analysis results of leaf stomata characteristic indexes and soil water content under different soil water gradient of four clonal cultivars of Camellia oleifera

2.2 干旱胁迫对油茶叶片解剖结构的影响

2.2.1 不同油茶品种叶片解剖结构组成和变化

4 个油茶品种在不同水分梯度下（W1、W2、W3、W4）的叶片解剖结构组成（放大200 倍）见图2，叶片解剖结构特征值见表4。由图2可知，4 个油茶品种的栅栏组织排列均为2 层，随着干旱胁迫的加剧，各油茶品种的叶片横切面中细胞的排列及完整性等均受到了一定的影响。

图2 不同油茶品种4 个水分梯度下的叶片解剖结构组成Fig.2 Leaf anatomical structures under four different soil water gradient of 4 clonal cultivars of Camellia oleifera

续图2Continuation of Fig.2

由表4可知，干旱胁迫对4 个油茶品种的叶片厚度均产生了显著影响。随着干旱胁迫的加剧，4个油茶品种的叶片厚度均呈减小趋势。干旱胁迫下，‘无12’和‘无2’的叶片厚度均较显著减小；‘赣190’W3 和W4 处理的叶片厚度均较W1 和W2 处理显著降低；‘兴46’干旱胁迫处理的叶片厚度均较W1 处理显著降低。相同水分梯度下，4 个油茶品种间的叶片厚度均存在显著差异，且‘无2’的叶片厚度均大于其他3 个油茶品种，且W3 处理下，‘无2’的叶片厚度显著大于其他3 个油茶品种。

表4 4 个油茶品种在不同水分梯度下叶片解剖特征值†Table 4 Leaf anatomical characterindex under different soil water gradient of four clonal cultivars of Camellia oleifera

干旱胁迫对‘无12’、‘无2’及‘兴46’的叶片上表皮厚度均产生了显著影响。随着干旱胁迫的加剧，4 个油茶品种的叶片上表皮厚度均呈减小趋势，除‘无2’和‘兴46’W3 处理的上表皮厚度大于W2 处理。‘赣190’W4 处理的上表皮厚度显著小于W1 处理；‘无2’干旱胁迫处理的上表皮厚度均较W1 处理显著降低，且W3 和W4 处理的上表皮厚度显著小于W2 处理；‘无2’仅W4 处理的上表皮厚度显著小于W1 处理；‘兴46’W2 和W4 处理的上表皮厚度显著小于W1 处理。相同水分梯度下，除W1 处理外，4 个油茶品种间的叶片上表皮厚度均存在显著差异，‘无2’的叶片上表皮厚度均大于其他3 个油茶品种，且W3、W4 处理下，‘无2’的叶片上表皮厚度均显著大于其他3 个油茶品种。

干旱胁迫对‘无2’和‘兴46’的叶片下表皮厚度均产生了显著影响。随着干旱胁迫的加剧，4 个油茶品种的叶片下表皮厚度均呈减小趋势。‘无12’W4 处理的叶片下表皮厚度显著小于W1 处理；‘无2’W3 和W4 处理的下表皮厚度均显著小于W1 处理；‘兴46’干旱胁迫处理的下表皮厚度均较W1 处理显著下降。相同水分梯度下，4个油茶品种间的叶片下表皮厚度均存在显著差异，且‘无2’的叶片下表皮厚度均大于其他3 个油茶品种。W1、W3 及W4 处理下，‘无2’的叶片下表皮厚度均显著大于‘无12’和‘赣190’；W2处理下，‘无2’的叶片下表皮厚度显著大于‘兴46’和‘赣190’。

干旱胁迫对‘赣190’、‘无12’及‘无2’叶片栅栏组织厚度均产生了显著影响。随着干旱胁迫的加剧，4 个油茶品种的栅栏组织厚度均呈减小趋势。‘赣190’和‘无12’的W3、W4 处理的栅栏组织厚度均显著小于W1 和W2 处理；‘无2’W3、W4 处理的栅栏组织厚度均较W1 处理显著降低，且W4 处理的栅栏组织厚度显著小于W2 处理。相同水分梯度下，除正常供水处理外，4 个油茶品种间的栅栏组织厚度均无显著差异；4个水分梯度下，‘无2’的叶片栅栏组织厚度均大于其他3 个油茶品种，W1 处理下，‘无2’和‘无12’的叶片栅栏组织厚度显著大于‘赣190’和‘兴46’，且‘赣190’的栅栏组织厚度显著大于‘兴46’。

干旱胁迫对‘赣190’、‘无12’和‘兴46’的叶片海绵组织厚度均造成了显著影响。随着干旱胁迫的加剧，4 个油茶品种的海绵组织厚度均呈减小趋势，除‘赣190’W2 处理的海绵组织厚度大于W1 处理。‘赣190’、‘无2’及‘兴46’W4 处理的海绵组织厚均度较W1 处理显著降低；‘无12’W3、W4 处理的海绵组织厚度均较W1 处理显著降低，且W4 处理的海绵组织厚度显著小于W2 处理。相同水分梯度下，4 个油茶品种间的海绵组织厚度均无显著差异。

干旱胁迫仅对‘赣190’的叶片紧实度、疏松度和栅海比造成了显著影响，对其他3 个油茶品种的影响均不显著。‘赣190’W3 处理的叶片紧实度显著低于其他处理；W1、W4 处理的叶片疏松度显著小于W3 处理，且W4 处理显著小于W2处理；W4 处理的栅海比显著高于W2 和W3 处理，且W1 处理显著高于W3 处理。4 个水分梯度下，‘兴46’的叶片紧实度、疏松度和栅海比的变化幅度均较小，其中叶片紧实度维持在0.34 左右，疏松度在0.5 左右，栅海比则在0.6 左右。相同水分梯度下，4 个油茶品种间的叶片紧实度、疏松度及栅海比均无显著差异；W1、W2 及W3 处理下，无2 的叶片疏松度均小于其他3 个油茶品种，栅海比均大于其他3 个油茶品种。

2.2.2 叶片解剖特征值相关性分析

由表5可知，4 个油茶品种的叶片解剖特征值与土壤含水量的相关性较为一致，即土壤含水量均与叶片厚度、上表皮厚度、下表皮厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度及叶片相对含水量呈正相关，与叶片疏松度呈负相关。不同的是，‘赣190’、‘无12’和‘无2’的叶片紧实度和栅海比均与土壤含水量呈正相关，‘兴46’的则正好相反。

表5 各品种不同水分梯度下叶片解剖特征值与土壤含水量的相关性分析结果†Table 5 The correlation analysis results of leaf anatomical character indexes and soil water content under different soil water gradient

‘赣190’中土壤含水量与下表皮厚度呈显著正相关，其中下表皮厚度的相关系数最大为0.98，疏松度的相关系数最低为0.00。‘无12’中土壤含水量与上表皮厚度、叶片厚度及海绵组织厚度均呈显著正相关，其中上表皮厚度的相关系数最大为0.99，叶片紧实度的相关系数最低为0.76。‘无2’中土壤含水量与叶片厚度、上表皮厚度及海绵组织厚度均呈显著正相关，其中下表皮厚度的相关系数最大为0.99，疏松度的相关系数最低为0.35。‘兴46’中土壤含水量与上表皮厚度和下表皮厚度均呈显著正相关，其中下表皮厚度的相关系数最大为0.97，疏松度的相关系数最低为0.52。

2.3 干旱胁迫对油茶叶片相对含水量的影响

2.3.1 油茶叶片相对含水量的比较

干旱胁迫对4 个油茶品种的叶片相对含水量均有显著影响。由表6可知：随着干旱胁迫程度的加剧，各品种叶片相对含水量均呈下降趋势。‘赣190’、‘无12’及‘兴46’W3、W4 处理的叶片相对含水量均较W1 处理显著下降，且W4 处理的叶片相对含水量均较W2、W3 处理显著下降；‘无2’W3、W4 处理的叶片相对含水量均较W1、W2 处理显著下降，且W4 处理较W3 处理显著下降。由表7可知：干旱胁迫处理下，不同油茶品种叶片相对含水量较充分供水处理的降幅不同；W2、W3 处理下，‘兴46’的叶片相对含水量降幅均最大，分别为5.86%和10.59%；W4处理下，‘无12’的降幅最大，达到29.36%；W2、W3 及W4 处理下，‘无2’的降幅均最小，重度胁迫下仅7.63%。

表6 各品种不同水分梯度下叶片相对含水量比较†Table 6 Comparison of leaf relative water content under different soil water gradients

表7 4 个油茶品种干旱胁迫处理较正常处理叶片相对含水量变化情况Table 7 The changes of leaf relative water content between the drought stress treatments and the control treatments of four clonal cultivars of Camellia oleifera

相同水分梯度下，除W1 处理外，4 个油茶品种间的叶片相对含水量差异性均达到显著水平，且‘无2’各处理的叶片相对含水量均大于其他3 个油茶品种。W1 处理下，‘无2’的叶片相对含水量显著高于‘无12’和‘赣190’；W2、W3 及W4 处理下，‘无2’的叶片相对含水量均显著高于其他3 个油茶品种。

2.3.2 不同油茶品种叶片相对含水量与土壤含水量的关系

植物的叶片相对含水量和当时的土壤含水量一般呈线性关系[12]。线性方程Y=A+BX中的斜率B表示植物叶片相对含水量受土壤含水量变化影响的大小，B值越大，植物在干旱胁迫环境下叶片越容易失水，反之亦然[12]。

由表8可知，随着干旱胁迫的加深，4 个油茶品种B 值均呈增大趋势，即叶片失水不断加重。W1、W2、W3 及W4 处理下，4 个油茶品种B值大小顺序均为‘无2’＜‘赣190’＜‘兴46’＜‘无12’。可见，干旱胁迫下‘无2’的叶片保水能力最强，其次‘赣190’，然后是‘兴46’，‘无12’的叶片保水能力最差。

表8 不同水分梯度下叶片相对含水量与土壤含水量拟合方程斜率值Table 8 Slope of fitting equation of leaf relative water content and soil water content under different soil water gradient

2.3.3 叶片相对含水量与叶片解剖特征值和气孔特征值的相关性分析

由表9可知，4 个油茶品种的叶片相对含水量与叶片气孔特征值及叶片解剖特征值之间的相关性较为一致，即叶片相对含水量均与叶片厚度、上表皮厚度、下表皮厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度、气孔开度、气孔张开长度、气孔张开宽度呈正相关。

‘赣190’中叶片相对含水量与叶片厚度、栅栏组织厚度呈显著正相关；‘无12’中叶片相对含水量与各指标的相关性均不显著，与叶片厚度、栅栏组织厚度及海绵组织厚度的相关系数较大；‘无2’中叶片相对含水量与叶片厚度、叶片下表皮厚度、栅栏组织厚度、气孔开度、气孔张开宽度均呈显著正相关；‘兴46’中叶片相对含水量与叶片厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度及气孔张长度均呈显著正相关，与气孔密度呈显著负相关。

表9 各品种不同水分梯度下叶片相对含水量与叶片厚度等相关性分析结果†Table 9 The correlation analysis results of leaf relative water content and leaf thickness etc.under different soil water gradient

3 结论与讨论

3.1 结 论

1）重度干旱胁迫下，4 个油茶品种的叶片气孔均受到了影响，气孔出现下陷，表皮细胞干瘪，气孔开度变小。随着干旱胁迫的加剧，4 个油茶品种的气孔开度和气孔张开宽度均呈减小的趋势。相关性分析结果表明，土壤含水量均与气孔开度和气孔张开宽度呈显著正相关。

2）随着干旱胁迫的加剧，4 个油茶品种的叶片厚度、叶片下表皮厚度和叶片栅栏组织厚度均呈减小趋势。相关性分析结果表明，土壤含水量均与叶片厚度、上表皮厚度、下表皮厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度及叶片相对含水量呈正相关，与叶片疏松度呈负相关。

3）随着干旱胁迫程度的加剧，4 个油茶品种叶片相对含水量均呈下降趋势。重度干旱胁迫下，‘无12’叶片相对含水量较充分供水处理的降幅最大，达到29.36%，而‘无2’的降幅最小，仅7.63%。干旱胁迫下‘无2’的叶片保水能力最强，其次为‘赣190’，然后是‘兴46’，‘无12’的叶片保水能力最差。

3.2 讨 论

叶片外部形态特征可以直观地体现植物对干旱胁迫的响应，且叶片外部形态特征与水分亏缺程度密切相关[16]。本试验中，土壤含水量与赣190 下表皮厚度呈显著正相关，与‘无12’、‘无2’叶片厚度、上表皮厚度及海绵组织厚度均呈显著正相关，与‘兴46’上表皮厚度和下表皮厚度呈显著正相关，说明不同油茶品种通过调整叶片厚度、上下表皮厚度等相关指标来应对干旱胁迫。干旱胁迫下，叶片解剖结构会发生一些适应性变化，对于增强保水能力、降低蒸腾和提高光合作用等具有重要作用[16]。本研究中，随着干旱胁迫的加剧，4 个油茶品种的叶片厚度、上下表皮厚度、栅栏组织厚度及海绵组织厚度呈减小趋势，而叶片厚度主要由上下表皮厚度、栅栏组织厚度及海绵组织厚度组成，故干旱胁迫下叶片厚度减小的原因可能是水分亏缺导致叶片细胞正常的生长和分裂受到影响，从而导致叶片生长受阻，并导致叶片栅栏组织厚度和海绵组织厚度减小以及组织结构发生改变，最终导致叶片厚度减小。

水分是植物体正常生理活动的必需物质，叶片相对含水量是植物组织水分状况和植物保水能力的重要指标，可以敏感地反映叶片水分状况的变化，并在一定程度上反映植物的水分亏缺程度以及植物自身保水、抗脱水的抗旱能力[16-18]。本试验中，4 个油茶品种的叶片相对含水量与土壤含水量虽呈正相关关系，但相关性均不显著，证实了其只能在一定程度上反映植物的水分亏缺程度。本研究中，干旱胁迫对4 个油茶品种的叶片厚度和叶片相对含水量均产生了显著影响，且随着干旱胁迫的加剧，4 个油茶品种的叶片厚度和叶片相对含水量均呈下降趋势。相关性分析结果得出，‘赣190’、‘无2’及‘兴46’的叶片相对含水量均与叶片厚度和栅栏组织厚度呈显著正相关关系，与‘无12’叶片厚度和栅栏组织厚度的相关性虽不显著，但相关系数均较大，而干旱胁迫下叶片相对含水量的不断降低，导致叶片失水不断加重，进而影响叶片的正常生长，故可能是叶片厚度、栅栏组织厚度等减小的原因。

气孔是植物进行气体交换的重要器官，主要分布在叶片的下表皮上，是水蒸气散失和CO2进出的主要通道[16]。当植物遇到干旱胁迫时，叶片气孔的保卫细胞中缺水，膨压降低，导致气孔阻力加大，而气孔的选择性关闭引起气孔开度的减小，从而导致水分蒸腾散失量和CO2进入量减少[19]。干旱条件下，植物可通过调整气孔开度使气孔导度下降，降低叶片蒸腾速率，以减少水分的消耗[20]。本试验中，随着干旱胁迫的加剧，4 个油茶品种的叶片气孔开度和气孔导度均呈减小的趋势，证实了油茶也通过调整气孔开度来控制气孔导度，减少水分蒸腾来适应不同程度的干旱胁迫。本研究中，‘无12’干旱胁迫处理的气孔导度日均值均较充分供水处理显著降低，而其干旱胁迫处理的气孔开度同样较充分供水处理显著减小；‘兴46’仅重度干旱胁迫处理的气孔导度日均值较充分供水处理显著降低，与只有重度干旱胁迫处理的气孔开度较充分供水处理显著降低相吻合；‘赣190’中度和重度胁迫下的气孔导度均较轻度胁迫和充分供水处理显著降低，与干旱胁迫处理的气孔开度均较充分供水处理显著减小基本吻合；以及‘无2’仅重度干旱胁迫处理的气孔导度较充分供水处理显著降低，与重度干旱胁迫处理的气孔开度均较充分供水处理明显减小基本吻合。植物减少水分丧失的途径很多，通过调整气孔开度控制气孔导度从而减少蒸腾，只是植物采取的重要途径之一。植物还可以通过减小导管直径和蒸腾面积来减少水分的丧失和适应干旱环境，以及通过导管的栓塞来降低水分运输效率，即通过减少水分的供应来降低水分的丧失，从而保证自身生长的水分需求[21]。

本试验中，4 个油茶品种在干旱胁迫下减少水分蒸腾的策略基本相同，即通过控制气孔开度来减少水分的丧失，但具体策略有所差异。相关性分析结果表明，‘赣190’主要是通过减小气孔张开长度和宽度来调整气孔开度；‘无12’不仅通过减小气孔张开长度和宽度来控制气孔开度，而且通过减小气孔密度来减少水分的蒸腾；‘无2’仅通过调整气孔开度来控制水汽的丧失；‘兴46’主要通过减小气孔张开宽度来调整气孔开度，减少水分的蒸腾。本研究主要分析讨论叶片解剖特征与土壤含水量的关系，并未涉及生长特性、耗水特性、光合作用、渗透调节物质以及激素等，下一步将逐步分析讨论不同油茶品种对干旱胁迫的响应。