沙 棘 (Hippophae rhamnoides Linn.)、柠 条(Caragana korshinskii)和侧柏(Platycladus orien-talis)均具有较好的水源涵养、土壤改良和水土保持功能,是目前北票地区生态恢复和“青山工程”中常用的造林品种。为比较这3个树种的抗旱能力,本试验对它们的叶绿素含量、光合生理指标及水分生理指标进行了初步的比较研究。
1 材料与方法
1.1 试验材料沙棘为2年生嫩枝扦插苗,柠条和侧柏为2年生播种苗,均选取完整的功能叶片作为测试材料。
2013年5月上旬选自辽宁省生态实验林场苗圃,该区域属半干旱大陆性季风气候,为水土流失十分严重的山地丘陵区。此时苗圃土壤含水量为3.75%(接近这3个树种的凋萎系数)。
1.2 试验方法光合生理指标:采用Li-6400便携式光合测定仪测定。
叶绿素含量、自由水/束缚水:采用李合生的方法。
水势:采用露点水势仪测定。
水分临界饱和亏、自然饱和亏:采用烘干法测定。计算公式如下:【1】
上式中:w1为临界饱和亏;w2为自然饱和亏;wt为样品饱和鲜质量;wf为样品鲜质量;wd为样品干质量;wc为样品临界含水质量。
2 结果与分析
2.1 光合生理指标分析由表1可以看出,3树种叶绿素含量依次为柠条>侧柏>沙棘,表明同等条件下柠条的光合产物最多,侧柏、沙棘次之。沙棘光合速率明显高于柠条和侧柏,但是它的蒸腾速率也相对偏高,且气孔导度也远高于柠条侧柏,势必造成水分散失过快,营养消耗过大,这对于光合产物的积累是极为不利的,而这些干物质恰恰是树种抵御干旱的物质基础。柠条和侧柏光合速率、气孔导度二指标相差甚微,侧柏蒸腾速率比柠条略高。侧柏较小的蒸腾速率有利于光合产物积累和在极端条件下维持体内水分平衡。由上述分析可知,与沙棘相比,柠条和侧柏能更高效地吸收、转化太阳能,积累较多的干物质储藏在体内。【2】
2.2 水分生理指标分析由表2可知,3树种含水量相差无几,沙棘略高些。束缚水/自由水:侧柏>沙棘>柠条,侧柏明显高于沙棘和柠条,而沙棘和柠条极为接近。这说明侧柏细胞组织的亲水性能更强,这有利于其吸持更多的水分,抵御干旱危害。自然饱和亏能表明植物组织测定时的水分亏缺,临界水分亏能反映叶片缺水致害的界限。临界饱和亏值:侧柏>沙棘>柠条,侧柏明显高于沙棘和柠条。这说明这3个树种中侧柏抵御干旱危害的能力更强。【3】
水势是指示植物体内水分能量的状态的重要指标,根系水势在某种程度上能反映根系吸水能力强弱。根水势越低,吸水能力越强。茎、叶水势大小能反映植物地上部分对水分疏导、传递能力强弱。【4】
由表3可知:3树种根水势在1d中均呈逐渐下降趋势。根水势上午都比较高,根系吸水能力差,随气温增高,根系代谢活动旺盛起来,水势值越来越小,根系吸水能力也逐步增加。还可看出在相同的时间点侧柏根系的水势要低于柠条和沙棘,这表明侧柏其根系吸水能力强于柠条和沙棘,较二者有更强的抵御干旱能力。从表3还可知在相同的时间段侧柏茎、叶的水势均低于柠条和沙棘,依次是侧柏<沙棘<柠条,这也与上述根系水势结论相耦合,这表明在该环境中侧柏的抗旱、防脱水能力优于柠条和沙棘。
3 结论
由上述分析可知,在侧柏、柠条和沙棘3个树种中,在相同的条件下,侧柏的蒸腾速率和气孔导度更小,这导致其叶片失水速度较慢,这对其储备光合产物、维持体内水分平衡更为有利。侧柏5月的含水量、束缚水/自由水比值均高于其余二者,并且临界饱和亏数值最大,相同的时间点中根、茎、叶三者水势均低于柠条和沙棘,这表明:在上述3个数种中侧柏的抗旱能力更强。因此,在北票市荒山造林中应该优先考虑侧柏。
参考文献:
[1]关文彬,张敬民,李树民,等.幼树凋萎系数的测定[J].辽宁林业科技,1990(1):10-12
[2]李合生,孙群,赵世杰,等.植物生理生化实验原理和技术[M].北京:高等教育出版社,2000
[3]刘颖,邓丽琴.从根系特点分析辽西地区树种的抗旱性[J].沈阳农业大学学报,1995,26(2):171-176
