元宝枫是我国重要的园林树种,也是国家重点开发的木本油料树种,其种仁含油量达到了 42.6%-48%,并富含神经酸,有巨大的开发价值,主要分布在北京、河北、山东、河南的西部、山西和东北等地。本试验以元宝枫幼苗为试验材料,综合考虑元宝枫本身的抗干热特性,选择木质化元宝枫进行干热胁迫盆栽试验,于人工气候箱内控制温度,称重法控制土壤含水量,探讨了不同干热程度对元宝枫叶片渗透调节物质、光合荧光参数、叶绿素含量、抗氧化酶等的影响,了解元宝枫幼苗对高温干旱的生理响应及适应性机理,对元宝枫向气候干热的恶劣地区引种和规模种植提供一定的指导意义,为元宝枫产业更深一步应用推广奠定理论基础。试验共设置3个干旱梯度,4个温度梯度,分别为:正常水分70%(A1)、中度干旱 50%(A2)和重度干旱 30%(A3);早/晚温度:25℃/20℃(B1)、30℃/25℃(B2)、35℃/25℃(B3)和40℃/25℃(B4)。研究结果显示:1.随着干热胁迫的程度加剧,元宝枫叶片渗透调节物质的含量呈先升高后降低的趋势,可溶性蛋白在35℃重度干旱条件下达到最大值,随后显著下降,电导率在40℃重度干旱条件下达到最高,说明元宝枫在35℃时大量累积可溶性蛋白质含量用以调节细胞膜渗透性,随着干热程度加剧,细胞膜透性遭到破坏,导致电导率升高。2.在不同的干热胁迫条件下,元宝枫叶片保护酶的活性变化不一致,超氧化物歧化酶(SOD)活性在正常水分和中度干旱下呈先上升后下降趋势,重度干旱时呈下降趋势,温度达到40℃时各干旱条件下活性均有明显下降;过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性随干热胁迫升高呈上升趋势,在40℃重度干旱条件下达到最大值,这说明元宝枫在轻度干热环境中,主要通过增加SOD酶活性来抵抗干热造成的伤害,随着干热胁迫加重,温度达到40℃时,CAT和POD代替SOD酶抵抗外界胁迫。相同温度下,元宝枫叶片抗氧化酶活性变化大致相同,随干旱胁迫加剧而升高。3.干热胁迫对元宝枫叶片中叶绿素含量影响明显,试验中叶绿素a在40℃中度和重度干旱条件下明显降低;叶绿素b和总叶绿素含量变化趋势相同,在25℃正常水分供应下达到最大值,随干热胁迫加重含量变小,并在40℃重度干旱时含量降至最低;类胡萝卜素含量呈现出随干热胁迫加重而增加的趋势,在40℃重度干旱时达到最高。表明25℃-35℃正常供水和中度干旱对叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量无显著影响;40℃各干旱条件下叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量均有显著下降;类胡萝卜素含量随干热胁迫加剧呈升高趋势,说明类胡萝卜素作为抗氧化剂在元宝枫受到严重胁迫时发挥重要作用。4.干热胁迫处理导致元宝枫叶片的净光合反应速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间二氧化碳浓度(Ci)、蒸腾作用(Tr)和水分利用率(WUE)变化趋势不相同。在正常水分和中度干旱条件下Pn、Gs、WUE均在35℃达到最高,随后降低,Ci和Tr随温度升高而降低,在25℃达到最大值;重度干旱条件下Pn、Gs、Tr、Ci和WUE随温度升高而降低。结果表明25℃-35℃下正常供水和中度干旱会促进元宝枫幼苗气孔打开,光合速率上升,胞间二氧化碳浓度下降;40℃各干旱条件下元宝枫幼苗光合速率和气孔导度均显著下降,说明元宝枫为保持水分使气孔关闭,蒸腾速率降低,叶片无法吸收CO2进行同化,导致光合速率降低。5.干热胁迫处理也使叶绿素荧光参数产生了相应的变化,正常水分供应和中度干旱条件下,光化学量子效率(ΦPSⅡ)、光化学淬灭系数(qP)和电子传递速率(ETR)均呈先上升后下降的趋势,在35℃达到最高值;40℃重度干旱条件下的φPSⅡ,qP和ETR明显降低,光化学淬灭系数(qN)明显升高,表明高温干旱下光能以热量形式耗散,使光合线性电子传递功能明显下降,卡尔文循环受到抑制,引起ATP和NADPH使用减少,光合反应机构受到严重胁迫。