贵州省约有30%的区域为典型的喀斯特生态脆弱区,季节性干旱问题突出。了解研究植物在干旱胁迫下的响应机制,对于筛选先锋、适生植物进行喀斯特生态脆弱区的生态修复,保证植物正常生长发育、平衡动态生态环境具有重要意义。本文采用构树幼苗为实验材料,以贵州两种主要土壤类型黄壤及石灰土为生长介质,采用盆栽实验,研究正常水分、轻度干旱胁迫、中度干旱胁迫、重度干旱胁迫四种处理下的植物幼苗根系、叶片形态、生理生化指标、以及根际土壤养分、根系分泌物、根际土壤酶活性、微生物种群等指标变化,明确构树在不同土壤、不同干旱胁迫下的响应机制。主要研究结论如下:(1)随着干旱胁迫水平增加,黄壤中,构树幼苗根长总体趋于降低,且各处理组下根长均低于对照组;根平均直径、根表面积、根体积总体呈下降趋势,但重度胁迫下,三者均略微增加,但仍低于对照组;根系生物量干重总体趋于降低趋势。石灰土中,根长总体趋于降低趋势,中度胁迫下略微增加,但是低于对照组;根体积随干旱程度加深而降低;根平均直径、根表面积、根系生物量干重分别在轻度、中度、重度胁迫下有所增加,但是均小于对照组。两种土壤中,构树幼苗根系在黄壤中于不同干旱条件下的响应程度更高。(2)随着干旱胁迫水平增加,黄壤及石灰土两种土壤类型下,构树幼苗叶片中丙二醛、超氧化物歧化酶、过氧化物酶、叶绿素含量变化规律呈现一致。两种土壤类型中,丙二醛含量随干旱程度增加而增加;超氧化物歧化酶、过氧化物酶随干旱程度增加而增加;叶绿素含量随胁迫程度增加而降低。(3)构树幼苗在不同干旱条件下的根际土壤中共检测出草酸、酒石酸、柠檬酸、乙酸、乳酸、苹果酸、马来酸、丁二酸八种有机酸。其中丁二酸、乳酸、苹果酸、柠檬酸含量位列前四位。黄壤中根部有机酸总量随着干旱胁迫程度增加而增加,草酸、酒石酸、苹果酸、乳酸随着胁迫程度增加而增加,马来酸、丁二酸、柠檬酸、乙酸随胁迫增加而降低;石灰土中,有机酸含量随胁迫程度增加呈现出增加的趋势,其中酒石酸、苹果酸、乙酸、丁二酸、柠檬酸、马来酸随胁迫程度增加而增加,剩余两种有机酸乳酸、草酸均随胁迫程度增加呈现先升高后降低再升高的趋势,对有机酸的主成分分析结果进一步证实了不同干旱条件下构树幼苗根系有机酸的分泌特征。(4)构树幼苗分别在两种土壤的不同干旱条件下,土壤养分也各有差异。黄壤中有机质、碱解氮含量变化趋势一致,随干旱胁迫程度增加呈现出先降低后升高再降低的趋势。有机碳变化趋势为先降低后升高。不同干旱条件下构树幼苗的有机质、有机碳含量大小排序为:中度干旱>正常水分>重度干旱>轻度干旱;碱解氮变化趋势为先降低后升高趋势。有效磷、速效钾含量变化趋势一致,表现为先升高后降低。碱解氮含量大小排序为:中度干旱>重度干旱>正常水分>轻度干旱;有效磷、速效钾含量大小排序为中度干旱>重度干旱>轻度干旱>正常水分。表明中、重度水分胁迫影响黄壤中植物根系对碱解氮、有效磷、速效钾的吸收。石灰土中有机质、有机碳、碱解氮、有效钾变化趋势相同,呈现出先降低后升高趋势;不同干旱条件下有机质、有机碳、碱解氮含量大小排序为重度胁迫>正常水分>中度胁迫>轻度胁迫;碱解氮、有效磷表现为先降低后升高。不同干旱条件下有效磷含量大小排序为:正常水分>中度胁迫>重度胁迫>轻度胁迫;速效钾表现为随着干旱胁迫程度增加而增加,重度胁迫下含量最高、正常水分含量最低。表明中、重度水分胁迫影响石灰土中构树幼苗根系对速效钾、碱解氮、有机质的吸收。(5)两种不同土壤类型在不同干旱条件下,构树幼苗根际土壤淀粉酶、磷酸酶、蛋白酶活性变化趋势相同,皆随着干旱程度增加而表现出酶活性增强,三种酶在两种不同土壤类型中含量皆为:重度干旱下含量最高、中度、轻度含量次之,正常水分最低。而脲酶则与其余三种酶呈现不同的变化趋势,在黄壤及石灰土中随着干旱程度的增加脲酶酶活性表现为先降低后增加,黄壤中,脲酶活性高低排序为:正常水分>轻度干旱>重度干旱>中度干旱;石灰土中,脲酶活性高低排序为正常水分>重度干旱>中度干旱>轻度干旱。土壤养分与土壤酶活性相关分析表明黄壤中不同程度的干旱胁迫下,构树幼苗根际土中,淀粉酶与磷酸酶、磷酸酶与有效磷、脲酶与有机质、脲酶与速效钾呈显著正相关;有机质与碱解氮、有机质与速效钾、有机质与有机碳、碱解氮与速效钾、速效钾与有机碳呈极显著正相关;其余分析指标间相关性不显著。石灰土中不同程度的干旱胁迫下,构树幼苗根际土中,淀粉酶与速效钾、磷酸酶与速效钾呈显著正相关,有机质与有机碳呈极显著正相关,其余分析指标相关性不显著。(6)不同干旱胁迫对根际土壤微生物结构多样性也具有不同程度影响。黄壤中,轻、中度干旱胁迫条件下,根际土中细菌的数量下降;重度干旱下,细菌数量明显增加;轻度干旱下,真菌的数量增加,中重度干旱条件下真菌的数量降低;放线菌数量则随着胁迫程度增加而降低。石灰土中,中度干旱胁迫短时间的增加了细菌数量,但是在重度干旱下,细菌的数量降低;真菌数量则随着干旱胁迫增加而逐渐降低;而放线菌数量随着干旱胁迫程度增加而增加。两种土壤类型中微生物变化并没有发现相一致的变化规律。皮尔逊相关分析表明:不同干旱水平下,根部有机酸、根际土壤酶活性及微生物总量之间存在明显的相关关系。