辽西地区沙棘优良品种的生物学特性研究

1 辽西地区沙棘优良品种的 生物学特性研究 徐 兵 1， 李会杰 2 （ 1 辽宁省朝阳市林业技术推广站 ， 辽宁朝阳 122000； 2 朝阳市凤凰山风景区管理处 ， 辽宁 朝阳 122000） 摘要： 沙棘做为耐旱、耐瘠薄的树种、生长迅速及根系发达等特性，已成为朝阳市荒山绿化和水土保持的先锋树种。但是现有的沙棘品种大多已退化，沙棘木蠹蛾危害严重，培育和引进沙棘新品种已成为沙棘培育和荒山造林的当务之急。 关键词； 辽西地区 、沙棘优良品种、沙棘生物学特性研究 沙棘引进与栽培 1 朝阳市沙棘生长概况 朝阳是居于北温带大陆性季风气候区，尽管 东南部受海洋暖湿气影响，但由于北部是蒙古高原的干燥冷空气经常侵入，形成了半干燥、半湿润的易干燥地区，主要气候特点为四季分明，雨热同季，日照充足，日温差较大，降水偏少。 由于沙棘属植物具有较强的生态适应性，耐寒、耐旱、耐盐碱耐瘠薄，萌生繁衍能力很强，固氮能力是大豆的两倍，具有良好的改良土壤和水土保持功能，是荒山荒坡造林的先锋树种，可给其它后来树种创造良好的生态环境。朝阳市现有百万亩沙棘人工林，但大多数由于品种退化 、病虫害严重等 等 诸多 原因 使其保持水土及成活率大大降低。 针对这种情况，经过五年多的引进、试验，我们从 众多沙棘品种中 初步 筛选出 辽阜号 、楚伊和辽阜号 三个 沙棘 品种， 现将此三个品种 相关 生物学 特性进一步进行探讨及研究。 2 材料与方法 2.1 供试材料 供试材料有三个沙棘品种 ,分别是：辽阜、楚伊和辽阜。 2.2 测试方法 2.2.1 植物光合生理的测定 包括光合速率、蒸腾速率以及气孔导度等主要采用光合测定仪测定。叶绿素含量用丙酮提取， 721型分光光度计测定提取液的光密度植（ OD652），根据 Arnon公式计算叶绿素含量。 2.2.2 植物的水分生理测定 植物的叶片组织含水量、叶片水分饱和亏缺等指标可根据水 遇热蒸发的原理采用烘干称重法来测定植物组织的水分含量，首先测定植物的鲜重含水量，然后 2 将植物材料在 105下烘烤 15分钟，然后再于 80烘至束缚水全部逸出为止，最后根据公式计算 : 自然水分饱和亏缺（ %） =（ Wt-Wf） /(Wt-Wc) 100 临界水分饱和亏缺（ %） =（ Wt-Wc） /(Wt-Wd) 100 自由水与束缚水的测定依据植物组织中自由水可以作为溶剂而被溶质夺取，而束缚水不能作为溶剂而不被溶质夺走的特性，将植物组织浸入一定浓度的蔗糖溶液中脱水，一定时间后由蔗糖溶液从植物组织中夺取到的水分为自由水，未被夺取而残留在植物组织中的水分为束缚水的原理，先采用烘干称重法，然后加入65%的蔗糖溶液，称重，放暗处 4个小时，期间要经常摇动，使叶片全部浸入到蔗糖溶液中，然后用阿贝折射仪测糖的百分浓度，同时测定原糖的百分浓度，根据公式计算 。 根、茎、叶的水势采用露点水势仪测定。 3 结果与分析 3.1光合生理 由于叶绿素具有接受和转换能量的作用，所以，植物中凡是绿色的、具有叶绿素的部位都进行光合作用，在一定范围内，叶绿素含量越多，光合越强（潘瑞炽，董愚得编，植物生理学， 1992）。从表 1可以看出，在同样的生态条件下，楚伊 含量最高，其次是辽阜，最后是辽阜。因此楚伊、辽阜号的叶片能更多地接受和转换能量，同化更多的无机碳化合物，同时，有更多的太阳能转变为化学能，储藏在形成的有机化合物中。 各品种沙棘的叶绿素含量 品 种 叶绿素含量（ mg/g） 辽阜 0.96 楚 伊 1.11 辽阜 1.06 由表 2可看出辽阜光合速都相对较高，进行光合作用可以积累大量有机物质，但是辽阜的蒸腾速率也相对偏高、气孔导度较大，致使很多水分散失，不利于干物质的储备。而楚伊和辽阜的光合速率、气孔导度相差甚微，辽阜号蒸腾 速率相对楚伊稍微偏高。辽阜较小的蒸腾速率、较低的失水速度、高的水分含量以及更多的干物质储备有利于其在干旱的条件下维持水分平衡。 表 2 各沙棘品种的生理功能比较 品 种 光合速率 （ molCO2m-2s-1） 气孔导度 （ m.mol.m-2s-1） 蒸腾速率 （ g/dm2.h） 辽阜 7.358 0.41625 7.8273 3 楚 伊 4.974 0.19525 6.8815 辽阜 4.047 0.19025 7.1435 3. 2 水分生理 3.2.1 树木叶片组织的水分状况与水分生理的 特点分析 在植物细胞内，水分通常以束缚水和自由水两种状态存在，自由水参与植物体内的各种代谢反应，而且其数量多少直接影响着植物的代谢强度，即自由水占总含量的比率越高，则代谢越旺盛。束缚水是被吸附于细胞壁和细胞内的水分子，束缚水的存在与植物的抗性有关，一般说来，它不参与植物的代谢作用。束缚水 /自由水的比例越大，表明细胞原生质粘滞性及原生质胶体的亲水性能越强，有利于吸持更多的水分于体内，不易散失，因而能忍耐更强的干旱。 叶片水分饱和亏缺是指叶片的实际含水量与饱和含水量的百分比。自然饱和亏缺表明植物组织测定时的水分亏缺状况，它有两方面的意义，一方面表示叶片水分亏缺程度，另一方面表示根系的供水状况，一般认为抗旱性强的树种，叶片自然饱和水分亏缺较高，但由于叶片饱和水分亏缺同时是受根系供水的影响，因此与树木抗旱性之间，不具有确定的关系。所以近年来更多地使用叶片临界水分亏缺作为树种抗旱性的指标，它是在叶片保水力的基础上进一步反映叶片失水达到致伤或致害的临界值，更能反映在半干旱地区叶片缺水致害的界限。树木叶片在同等条件下，临界饱和亏缺 值越大，至临界饱和亏缺值的时间越长，越抗旱。 从表 4中可以看出临界饱和亏缺值最大的是辽阜，其次是辽阜，最后是楚伊。说明三个品种中辽阜表现的抗旱性更强。 表 4 各品种沙棘叶片水分亏缺 品 种 临界饱和亏缺（ %） 自然饱和亏缺（ %） 临界水分亏缺 自然饱和亏缺 辽阜 76.92 55.03 1.40 楚 伊 75.13 54.45 1.39 辽阜 82.10 65.40 1.26 3.2.2 根系吸收水分和枝叶疏导水分功能 水势是植物最基本水分生理指标之一，表示树木体内水分能量的状态，根 水势能反映根系的吸收功能。一般认为抗旱性强的树种，根水势低，有利于吸收水分。从表 5和图 1中可以看出上午温度低时，根水势比较高，吸收能力较差，随气温 增高，生长加快，根水势数值下降，吸收能力逐步增加。辽阜根的水势要普遍低于其他两个品种，其根的吸收能力较高，能从比较干燥的土壤中吸取水分。 茎叶的水势能反映枝叶疏导水分的功能，茎叶的水势低，有利于水分的疏导， 4 更能忍耐干旱的条件。由以下表 6、表 7、图 2、图 3可以看出，辽阜号茎、叶的水势均低于其他品种，其他依次是楚伊、辽阜号。表明在该环境中辽阜号具备更好的抗旱 性。 表 5 各品种沙棘根在一天中不同时间的水势 单位 : 105Pa 品 种 8:30 10:30 12:30 14:30 16:30 18:30 辽阜 -13.3 -15.3 -18.0 -18.6 -18.2 -17.6 楚 伊 -13.0 -14.4 -18.1 -17.9 -18.4 -18.0 辽阜 -14.2 -15.5 -18.4 -18.9 -18.7 -18.6 注意：测定在 2006年 6月 1 日 -20-15-10-508:30 10:30 12:30 14:30 16:30 18:30时 间水势105Pa辽阜楚伊辽阜 图 1 各品种沙棘根在一天中不同时间的水势 表 6 各品种沙棘茎 在一天中不同时间的水势 单位 : 105Pa 品 种 8:30 10:30 12:30 14:30 16:30 18:30 辽阜 -6.45 -5.24 -5.46 -5.07 -6.62 -6.33 楚 伊 -6.8 -5.4 -5.54 -4.8 -6.94 -6.27 辽阜 -6.5 -5.07 -7.47 -5.87 -7.07 -6.83 注意：测定在 2006年 6月 1 日 -8-7-6-5-4-3-2-108:30 10:30 12:30 14:30 16:30 18:30时间水势(105Pa)辽阜楚伊辽阜 图 2 各品种沙棘茎在一天中不同时间的水势 5 表 7 各品种沙棘叶在一天中不同时间的水势 单位 : 105Pa 品 种 8:30 10:30 12:30 14:30 16:30 18:30 辽阜 -6.6 -5.51 -5.47 -6.33 -5.41 -5.87 楚 伊 -7.4 -6.27 -6.6 -4.32 -6.47 -6.23 辽阜 -5.3 -6.27 -6.93 -6.6 -6.93 -6.47 注意：测定在 2006年 6月 1 日 -8-7-6-5-4-3-2-108:30 10:30 12:30 14:30 16:30 18:30时 间水势(105Pa)辽阜楚伊辽阜 图 3 各品种沙棘叶在一天中不同时间的水势 3.3 小结 通过比较发现，在同样的生态条件下，辽阜号和楚伊的叶绿素含量相对较高，叶片能更多地接受 和转换能量，同化更多的无机碳化合物。 辽阜的光合速率 和 气孔 导度最高，其他依次是楚伊、辽阜号。 辽阜的 蒸腾速率也是最高，但其次是辽阜号，最小的是楚伊。总体看来，辽阜号有较小的蒸腾速率、较小的气孔导度、较低的失水速度、高的水分含量以及更多的干物质储备，这有利于其在干旱的条件下维持水分平衡。 经比较，辽阜在 5月的总含水量高于其他两个品种，束缚水 /自由水的比例相差无几。辽