馮健 王騫春 顏廷武
摘要
[目的]為了選擇適合遼寧地區(qū)生長(zhǎng)的速生、優(yōu)良樹(shù)種。[方法]用Li6400便攜式光合儀測(cè)定研究了3個(gè)引進(jìn)樹(shù)種苗期光合效率。[結(jié)果]小干松、黃松、班克松的凈光合速率均表現(xiàn)出“單峰型”。3個(gè)樹(shù)種的蒸騰速率有差異,其中小干松和黃松為單峰型,而班克松蒸騰速率為雙峰型。10點(diǎn)時(shí),3個(gè)樹(shù)種凈光合速率差異范圍為43.57~58.74 μmol/(m2·s),從大到小排序?yàn)辄S松、小干松、班克松;蒸騰速率差異范圍為15.68~21.92 μmol/(m2·s),從大到小排序?yàn)樾「伤?、黃松、班克松。在12點(diǎn)時(shí),3個(gè)樹(shù)種凈光合速率差異范圍為48.39~60.35 μmol/(m2·s),從大到小排序?yàn)樾「伤伞ⅫS松、班克松;蒸騰速率差異范圍為15.78~17.93 μmol/(m2·s),從大到小排序?yàn)辄S松、班克松、小干松。[結(jié)論] 黃松、班克松、小干松這3個(gè)引進(jìn)的樹(shù)種均適應(yīng)在遼寧地區(qū)生長(zhǎng)。
關(guān)鍵詞小干松;黃松;班克松;光合速率;蒸騰速率;光合作用
中圖分類號(hào)S791.24文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)0517-6611(2014)28-09804-02
Study on Photosynthetic Rate of Three Introduced Tree Species
FENG Jian, WANG Qianchun, YAN Tinwu
(Liaoning Academy of Forestry Science , Shenyang, Liaoning 110032)
Abstract [Objective] In order to select the suitable tree species for Liaoning area. [Method] We used the Li6400 portable photosynthesis system to study the photosynthetic efficiency of 3 introduced species. [Result]The experimental results show that, Pinus contorta, Pinus ponderosa, Pnius banksiana photosynthetic rate showed single peak type. There are differences between the transpiration rates of 3 species, Pinus contorta and Pinus ponderosa are single peak, while Pnius banksiana transpiration rate for twopeak pattern. The 10 am., 3 species difference range of net photosynthetic rate is 43.57-58.74 μmol/(m2·s). Transpiration rate difference range is 15.68-21.92 μmol/(m2·s). In the 12 am. , 3 species differences range of net photosynthetic rate is 48.39-60.35 μmol/(m2·s). Transpiration rate range is 15.78-17.93 μmol/(m2·s). [Conclusion]The results showed that 3 species are suitable for growing in Liaoning area.
Key words Pinus contorta; Pinus ponderosa; Pnius banksiana;Photosynthetic rate; Transpiration rate; Photosynthesis
小干松(Pinus contorta)、班克松(Pinus banksiana L.)和黃松(Pinus ponderosa)均為松科松屬植物,常綠喬木,原產(chǎn)于北美地區(qū),具有速生、材質(zhì)優(yōu)良等特性,均為比較珍貴的用材樹(shù)種[1-5],可供建筑、箱板、紙漿等用,經(jīng)過(guò)防腐處理可作枕木、地板等。1918年,熊岳樹(shù)木園引種班克松等樹(shù)種,經(jīng)過(guò)90多年的觀察,其生長(zhǎng)良好。20世紀(jì)80年代,董健等開(kāi)始在遼寧南部、東部開(kāi)展班克松等樹(shù)種的引種試驗(yàn)[6],結(jié)果表明,班克松不同種源間生長(zhǎng)速度差異很大,但總體生長(zhǎng)良好。遼寧南部、中部、東部地區(qū)均適合小干松、班克松和黃松的生長(zhǎng)。另外,小干松和班克松具有一定的耐旱、耐瘠薄的特性,也可以在遼西地區(qū)造林。
林木90%以上的干物質(zhì)來(lái)自于光合作用,光合效率是決定林木生長(zhǎng)量的重要生理指標(biāo)。對(duì)林木光合特性的研究可為林木栽培撫育、引種、抗逆種質(zhì)篩選、早期選擇等提供理論依據(jù)。筆者通過(guò)對(duì)小干松、班克松和黃松3個(gè)樹(shù)種苗期光合速率的日變化差異進(jìn)行研究,以期為引進(jìn)適合在遼寧地區(qū)生長(zhǎng)的樹(shù)種提供科學(xué)的參考依據(jù),并為這些樹(shù)種育種的早期選擇提供借鑒。
1材料與方法
1.1供試材料
小干松、班克松、黃松及樟子松(對(duì)照)于2010年在遼寧省實(shí)驗(yàn)林場(chǎng)苗圃作床播種育苗, 2011年采用移植再培育,至此次試驗(yàn)測(cè)定,已移植再培育2年。
1.2研究方法
2012年8月,選擇晴天,用Li-6400便攜式光合儀測(cè)定,共設(shè)5個(gè)時(shí)間段(8:00,10:00,12:00,14:00,16:00)。在各個(gè)時(shí)間段每個(gè)種源選擇3株重復(fù)測(cè)量,選擇數(shù)據(jù)穩(wěn)定時(shí)連續(xù)記錄5組數(shù)據(jù)。
2結(jié)果與分析
2.1 4個(gè)樹(shù)種光合作用日變化規(guī)律
2.1.1
4個(gè)樹(shù)種凈光合速率的日變化規(guī)律。由圖1可知,小干松、黃松、樟子松和班克松這4個(gè)樹(shù)種凈光合速率表現(xiàn)出“單峰型”。黃松凈光合速率上午10點(diǎn)達(dá)到峰值,其他3個(gè)樹(shù)種凈光合速率均在上午12點(diǎn)左右達(dá)到峰值。試驗(yàn)結(jié)果表明, 4個(gè)樹(shù)種光合作用沒(méi)有“午休”現(xiàn)象,吸收CO2合成有機(jī)物的最佳時(shí)段在上午10~12點(diǎn)。
2.1.2
4個(gè)樹(shù)種蒸騰速率的日變化規(guī)律。如圖2所示,班克松和樟子松蒸騰速率在1 d中出現(xiàn)2個(gè)峰值,即上午10點(diǎn)和午后14點(diǎn),為雙峰型;小干松和黃松只有1個(gè)峰值,即上午10點(diǎn),為單峰型。班克松和樟子松早上蒸騰作用較小,當(dāng)氣溫升高,蒸騰作用不斷增強(qiáng),到氣溫最高的中午12點(diǎn)至下午14點(diǎn)時(shí)蒸騰速率開(kāi)始下降,隨后,隨著氣溫的下降再次出現(xiàn)蒸騰作用增強(qiáng)的趨勢(shì),但當(dāng)氣溫再低時(shí),其蒸騰速率也隨之降低。4種植物之所以出現(xiàn)中午蒸騰速率降低的情況,其原因可能是遼寧地區(qū)中午光照較強(qiáng)、溫度偏高,植物出于保護(hù)的機(jī)能,關(guān)閉氣孔,致使蒸騰速率降低。
2.24個(gè)樹(shù)種光合作用比較
為了比較4個(gè)樹(shù)種的光合作用差異,根據(jù)光合作用日變化情況,選擇在上午的10點(diǎn)和中午12點(diǎn)2個(gè)時(shí)間段對(duì)4個(gè)樹(shù)種光合作用進(jìn)行測(cè)定并比較它們之間的差異。
如圖3所示,在2個(gè)時(shí)間段內(nèi),4個(gè)樹(shù)種凈光合速率存在較大差異。在10點(diǎn)時(shí),4個(gè)樹(shù)種凈光合速率差異范圍為43.57~58.74 μmol/(m2·s),4個(gè)樹(shù)種凈光合速率排序從大到小為黃松、小干松、樟子松、班克松。在12點(diǎn)時(shí),4個(gè)樹(shù)種凈光合速率差異范圍為48.39~60.35 μmol/(m2·s),4個(gè)樹(shù)種凈光合速率排序從大到小為小干松、樟子松、黃松、班克松。
注:PCO為小干松,PBO為黃松,PSY為樟子松,PBA為班克松(下同)。
圖14個(gè)樹(shù)種凈光合速率日變化
圖2 4個(gè)樹(shù)種蒸騰速率日變化
如圖4所示,在2個(gè)時(shí)間段內(nèi),4個(gè)樹(shù)種蒸騰速率存在較大的差異。在10點(diǎn)時(shí),蒸騰速率差異范圍為15.68~21.92 μmol/(m2 ·s),4個(gè)樹(shù)種蒸騰速率從大到小排序?yàn)樾「伤?、黃松、樟子松、班克松。在12點(diǎn)時(shí),蒸騰速率差異范圍為15.43~17.93 μmol/(m2 ·s),4個(gè)樹(shù)種蒸騰速率排序從大到小為黃松、班克松、小干松、樟子松。
圖310點(diǎn)和12點(diǎn)時(shí)4個(gè)樹(shù)種凈光合速率比較
圖4 10點(diǎn)和12點(diǎn)時(shí)4個(gè)樹(shù)種蒸騰速率比較
3結(jié)論與討論
(1)不同植物,光合作用的大小不同,即使是同一種植
物,因其基因型、品種、種源地的不同也會(huì)表現(xiàn)出光合作用的
差異。杜旭華等[8]研究表明,不同茶樹(shù)品種間蒸騰速率出現(xiàn)峰值的時(shí)間和變化幅度存在顯著差異。陳明皋等[9]研究表明,不同品系榿木之間凈光合速率可達(dá)到極顯著差異水平,J10和H12榿木品系的凈光合速率明顯高于J5、H1榿木品系的凈光合速率。
(2)該研究表明,4個(gè)樹(shù)種凈光合速率和蒸騰速率等光合作用指標(biāo)均存在較大差異。這說(shuō)明引進(jìn)的3個(gè)樹(shù)種,有些樹(shù)種適合遼寧地區(qū)氣候環(huán)境,其光合作用能力較強(qiáng),如小干松和黃松,而有些樹(shù)種適合遼寧地區(qū)氣候環(huán)境的能力較弱,如班克松。通過(guò)與當(dāng)?shù)氐恼磷铀杀容^,兩者凈光合速率和蒸騰速率等光合作用指標(biāo)差異不大。
(3)通過(guò)對(duì)4個(gè)樹(shù)種的凈光合速率和蒸騰速率等光合作用指標(biāo)比較表明,引進(jìn)的3個(gè)樹(shù)種均適應(yīng)在遼寧地區(qū)生長(zhǎng),只是適應(yīng)能力有一定的差異。因此,遼寧地區(qū)可引進(jìn)這3個(gè)樹(shù)種,在今后的工作中應(yīng)加強(qiáng)種源引進(jìn)、早期選擇、無(wú)性繁育等方面的研究,盡早為遼寧地區(qū)篩選出這3個(gè)樹(shù)種的優(yōu)良種源,豐富遼寧地區(qū)用材林樹(shù)種。
參考文獻(xiàn)
[1]
美國(guó)農(nóng)業(yè)部林務(wù)局.美國(guó)木本植物種子手冊(cè)[K].李霆,等,譯.北京:中國(guó)林業(yè)出版社,1984.
[2] 傅紫芰,李建文.我國(guó)溫帶引種的歐美北部松屬Pinus樹(shù)種[M]//王豁然,江澤平,傅紫芰.林木引種馴化與森林可持續(xù)經(jīng)營(yíng).北京:中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社,1998:113-117.
[3] 潘志剛,游應(yīng)天.中國(guó)主要外來(lái)樹(shù)種引種栽培[M].北京:科學(xué)出版社,1994:12,162-166.
[4] 王明庥.林木遺傳育種學(xué)[M].北京:中國(guó)林業(yè)出版社,2001:130-154.
[5] 尤文忠,董健,云麗麗,等.遼寧引種北美喬松研究概況[J].防護(hù)林科技,2005,68(5):44-45.
[6] 董健,BEN S.P WANG.北美針葉樹(shù)在遼寧的引種[J].遼寧林業(yè)科技,2004(5):1-4.
[7] 潘瑞熾,董愚得.植物生理學(xué)[M].北京:高等教育出版社,1996:67-79.
[8] 杜旭華.周賢軍,彭方仁.不同茶樹(shù)品種凈光合與蒸騰速率比較[J].林業(yè)科技開(kāi)發(fā),2007,21(4):21-24.
[9] 陳明皋,陳建華,徐清乾,等.4個(gè)榿木品系凈光合速率動(dòng)態(tài)特征及其差異性研究[J].林業(yè)科學(xué)研究,2008,21(4): 534-541.
[10] 周永斌,馬學(xué)文,姚鵬,等.不同生長(zhǎng)速度楊樹(shù)品種的光合生理生態(tài)特性研究[J].沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2007,38(3):336-339.
[11] 賀立紅,賀立靜,梁紅,等.銀杏不同品種葉綠素?zé)晒鈪?shù)的比較[J].華南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2006,27(4):43-46.
[12] 李生英,蘭榮光,許童語(yǔ),等.不同楊樹(shù)品種生理生態(tài)特性及其與生長(zhǎng)的關(guān)系[J].沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),1998,29(1):47-52.