遼西地區(qū)沙棘優(yōu)良品種的生物學(xué)特性研究

1 遼西地區(qū)沙棘優(yōu)良品種的 生物學(xué)特性研究 徐 兵 1， 李會杰 2 （ 1 遼寧省朝陽市林業(yè)技術(shù)推廣站 ， 遼寧朝陽 122000； 2 朝陽市鳳凰山風(fēng)景區(qū)管理處 ， 遼寧 朝陽 122000） 摘要： 沙棘做為耐旱、耐瘠薄的樹種、生長迅速及根系發(fā)達等特性，已成為朝陽市荒山綠化和水土保持的先鋒樹種。但是現(xiàn)有的沙棘品種大多已退化，沙棘木蠹蛾危害嚴重，培育和引進沙棘新品種已成為沙棘培育和荒山造林的當(dāng)務(wù)之急。 關(guān)鍵詞； 遼西地區(qū) 、沙棘優(yōu)良品種、沙棘生物學(xué)特性研究 沙棘引進與栽培 1 朝陽市沙棘生長概況 朝陽是居于北溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，盡管 東南部受海洋暖濕氣影響，但由于北部是蒙古高原的干燥冷空氣經(jīng)常侵入，形成了半干燥、半濕潤的易干燥地區(qū)，主要氣候特點為四季分明，雨熱同季，日照充足，日溫差較大，降水偏少。 由于沙棘屬植物具有較強的生態(tài)適應(yīng)性，耐寒、耐旱、耐鹽堿耐瘠薄，萌生繁衍能力很強，固氮能力是大豆的兩倍，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鋒樹種，可給其它后來樹種創(chuàng)造良好的生態(tài)環(huán)境。朝陽市現(xiàn)有百萬畝沙棘人工林，但大多數(shù)由于品種退化 、病蟲害嚴重等 等 諸多 原因 使其保持水土及成活率大大降低。 針對這種情況，經(jīng)過五年多的引進、試驗，我們從 眾多沙棘品種中 初步 篩選出 遼阜號 、楚伊和遼阜號 三個 沙棘 品種， 現(xiàn)將此三個品種 相關(guān) 生物學(xué) 特性進一步進行探討及研究。 2 材料與方法 2.1 供試材料 供試材料有三個沙棘品種 ,分別是：遼阜、楚伊和遼阜。 2.2 測試方法 2.2.1 植物光合生理的測定 包括光合速率、蒸騰速率以及氣孔導(dǎo)度等主要采用光合測定儀測定。葉綠素含量用丙酮提取， 721型分光光度計測定提取液的光密度植（ OD652），根據(jù) Arnon公式計算葉綠素含量。 2.2.2 植物的水分生理測定 植物的葉片組織含水量、葉片水分飽和虧缺等指標(biāo)可根據(jù)水 遇熱蒸發(fā)的原理采用烘干稱重法來測定植物組織的水分含量，首先測定植物的鮮重含水量，然后 2 將植物材料在 105下烘烤 15分鐘，然后再于 80烘至束縛水全部逸出為止，最后根據(jù)公式計算 : 自然水分飽和虧缺（ %） =（ Wt-Wf） /(Wt-Wc) 100 臨界水分飽和虧缺（ %） =（ Wt-Wc） /(Wt-Wd) 100 自由水與束縛水的測定依據(jù)植物組織中自由水可以作為溶劑而被溶質(zhì)奪取，而束縛水不能作為溶劑而不被溶質(zhì)奪走的特性，將植物組織浸入一定濃度的蔗糖溶液中脫水，一定時間后由蔗糖溶液從植物組織中奪取到的水分為自由水，未被奪取而殘留在植物組織中的水分為束縛水的原理，先采用烘干稱重法，然后加入65%的蔗糖溶液，稱重，放暗處 4個小時，期間要經(jīng)常搖動，使葉片全部浸入到蔗糖溶液中，然后用阿貝折射儀測糖的百分濃度，同時測定原糖的百分濃度，根據(jù)公式計算 。 根、莖、葉的水勢采用露點水勢儀測定。 3 結(jié)果與分析 3.1光合生理 由于葉綠素具有接受和轉(zhuǎn)換能量的作用，所以，植物中凡是綠色的、具有葉綠素的部位都進行光合作用，在一定范圍內(nèi)，葉綠素含量越多，光合越強（潘瑞熾，董愚得編，植物生理學(xué)， 1992）。從表 1可以看出，在同樣的生態(tài)條件下，楚伊 含量最高，其次是遼阜，最后是遼阜。因此楚伊、遼阜號的葉片能更多地接受和轉(zhuǎn)換能量，同化更多的無機碳化合物，同時，有更多的太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能，儲藏在形成的有機化合物中。 各品種沙棘的葉綠素含量 品 種 葉綠素含量（ mg/g） 遼阜 0.96 楚 伊 1.11 遼阜 1.06 由表 2可看出遼阜光合速都相對較高，進行光合作用可以積累大量有機物質(zhì)，但是遼阜的蒸騰速率也相對偏高、氣孔導(dǎo)度較大，致使很多水分散失，不利于干物質(zhì)的儲備。而楚伊和遼阜的光合速率、氣孔導(dǎo)度相差甚微，遼阜號蒸騰 速率相對楚伊稍微偏高。遼阜較小的蒸騰速率、較低的失水速度、高的水分含量以及更多的干物質(zhì)儲備有利于其在干旱的條件下維持水分平衡。 表 2 各沙棘品種的生理功能比較 品 種 光合速率 （ molCO2m-2s-1） 氣孔導(dǎo)度 （ m.mol.m-2s-1） 蒸騰速率 （ g/dm2.h） 遼阜 7.358 0.41625 7.8273 3 楚 伊 4.974 0.19525 6.8815 遼阜 4.047 0.19025 7.1435 3. 2 水分生理 3.2.1 樹木葉片組織的水分狀況與水分生理的 特點分析 在植物細胞內(nèi)，水分通常以束縛水和自由水兩種狀態(tài)存在，自由水參與植物體內(nèi)的各種代謝反應(yīng)，而且其數(shù)量多少直接影響著植物的代謝強度，即自由水占總含量的比率越高，則代謝越旺盛。束縛水是被吸附于細胞壁和細胞內(nèi)的水分子，束縛水的存在與植物的抗性有關(guān)，一般說來，它不參與植物的代謝作用。束縛水 /自由水的比例越大，表明細胞原生質(zhì)粘滯性及原生質(zhì)膠體的親水性能越強，有利于吸持更多的水分于體內(nèi)，不易散失，因而能忍耐更強的干旱。 葉片水分飽和虧缺是指葉片的實際含水量與飽和含水量的百分比。自然飽和虧缺表明植物組織測定時的水分虧缺狀況，它有兩方面的意義，一方面表示葉片水分虧缺程度，另一方面表示根系的供水狀況，一般認為抗旱性強的樹種，葉片自然飽和水分虧缺較高，但由于葉片飽和水分虧缺同時是受根系供水的影響，因此與樹木抗旱性之間，不具有確定的關(guān)系。所以近年來更多地使用葉片臨界水分虧缺作為樹種抗旱性的指標(biāo)，它是在葉片保水力的基礎(chǔ)上進一步反映葉片失水達到致傷或致害的臨界值，更能反映在半干旱地區(qū)葉片缺水致害的界限。樹木葉片在同等條件下，臨界飽和虧缺 值越大，至臨界飽和虧缺值的時間越長，越抗旱。 從表 4中可以看出臨界飽和虧缺值最大的是遼阜，其次是遼阜，最后是楚伊。說明三個品種中遼阜表現(xiàn)的抗旱性更強。 表 4 各品種沙棘葉片水分虧缺 品 種 臨界飽和虧缺（ %） 自然飽和虧缺（ %） 臨界水分虧缺 自然飽和虧缺 遼阜 76.92 55.03 1.40 楚 伊 75.13 54.45 1.39 遼阜 82.10 65.40 1.26 3.2.2 根系吸收水分和枝葉疏導(dǎo)水分功能 水勢是植物最基本水分生理指標(biāo)之一，表示樹木體內(nèi)水分能量的狀態(tài)，根 水勢能反映根系的吸收功能。一般認為抗旱性強的樹種，根水勢低，有利于吸收水分。從表 5和圖 1中可以看出上午溫度低時，根水勢比較高，吸收能力較差，隨氣溫 增高，生長加快，根水勢數(shù)值下降，吸收能力逐步增加。遼阜根的水勢要普遍低于其他兩個品種，其根的吸收能力較高，能從比較干燥的土壤中吸取水分。 莖葉的水勢能反映枝葉疏導(dǎo)水分的功能，莖葉的水勢低，有利于水分的疏導(dǎo)， 4 更能忍耐干旱的條件。由以下表 6、表 7、圖 2、圖 3可以看出，遼阜號莖、葉的水勢均低于其他品種，其他依次是楚伊、遼阜號。表明在該環(huán)境中遼阜號具備更好的抗旱 性。 表 5 各品種沙棘根在一天中不同時間的水勢 單位 : 105Pa 品 種 8:30 10:30 12:30 14:30 16:30 18:30 遼阜 -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 遼阜 -14.2 -15.5 -18.4 -18.9 -18.7 -18.6 注意：測定在 2006年 6月 1 日 -20-15-10-508:30 10:30 12:30 14:30 16:30 18:30時 間水勢105Pa遼阜楚伊遼阜 圖 1 各品種沙棘根在一天中不同時間的水勢 表 6 各品種沙棘莖 在一天中不同時間的水勢 單位 : 105Pa 品 種 8:30 10:30 12:30 14:30 16:30 18:30 遼阜 -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 遼阜 -6.5 -5.07 -7.47 -5.87 -7.07 -6.83 注意：測定在 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時間水勢(105Pa)遼阜楚伊遼阜 圖 2 各品種沙棘莖在一天中不同時間的水勢 5 表 7 各品種沙棘葉在一天中不同時間的水勢 單位 : 105Pa 品 種 8:30 10:30 12:30 14:30 16:30 18:30 遼阜 -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 遼阜 -5.3 -6.27 -6.93 -6.6 -6.93 -6.47 注意：測定在 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時 間水勢(105Pa)遼阜楚伊遼阜 圖 3 各品種沙棘葉在一天中不同時間的水勢 3.3 小結(jié) 通過比較發(fā)現(xiàn)，在同樣的生態(tài)條件下，遼阜號和楚伊的葉綠素含量相對較高，葉片能更多地接受 和轉(zhuǎn)換能量，同化更多的無機碳化合物。 遼阜的光合速率 和 氣孔 導(dǎo)度最高，其他依次是楚伊、遼阜號。 遼阜的 蒸騰速率也是最高，但其次是遼阜號，最小的是楚伊?？傮w看來，遼阜號有較小的蒸騰速率、較小的氣孔導(dǎo)度、較低的失水速度、高的水分含量以及更多的干物質(zhì)儲備，這有利于其在干旱的條件下維持水分平衡。 經(jīng)比較，遼阜在 5月的總含水量高于其他兩個品種，束縛水 /自由水的比例相差無幾。遼