不同枣树品种气体交换特性及水分利用效率影响因子研究

侯燕捷

(台安县林业局，辽宁 鞍山　114100)



不同枣树品种气体交换特性及水分利用效率影响因子研究

侯燕捷

(台安县林业局，辽宁 鞍山114100)

摘要：以辽宁省朝阳地区8个枣树品种为试验对象，对净光合速率、蒸腾速率、水分利用效率及其影响因子、气体交换特性进行研究，结果表明：不同枣树品种叶片净光合速率、蒸腾速率和水分利用效率日变化均呈“双峰型”曲线。光合速率最大值依次为金丝王枣>金丝王蜜枣>金丝蜜枣>冬枣>三星枣>大平顶枣>山西枣树>大铃铛枣；蒸腾速率最大值依次为金丝蜜枣>金丝王枣>金丝王蜜枣>大铃铛枣>冬枣=山西枣树>三星枣>大平顶枣；水分利用效率最大值依次为金丝王枣>金丝王蜜枣>金丝蜜枣>三星枣>山西枣树>冬枣>大平顶枣>大铃铛枣。金丝王枣、金丝王蜜枣和金丝蜜枣3个品种水分利用效率较高，更适合朝阳等干旱地区的气候特点。胞间CO2浓度和气孔导度是枣树水分利用效率最直接的影响因子。

关键词：枣树；品种；气体交换特性；水分利用效率；影响因子

水分是树木生长发育的主要生态因子，树木水分散失主要是由叶片蒸腾造成的。叶片光合作用与蒸腾作用是两个同时进行的气体交换过程，气孔作为气体交换的门户，调节和控制着光合作用与蒸腾作用。蒸腾作用与光合作用同步进行，两者的比值决定了植物叶片水平上水分利用效率的大小[1,2]。植物叶片水分利用效率(WUE)作为植物生理活动过程中消耗水分形成有机物质的主要评价指标，成为确定植物体生长发育所需要的最佳水分供应的重要指标之一[3]，WUE理论被应用于农作物生产，取得了一定效果[4,5]。目前，关于南方树种气体交换特性的研究较多，而北方地区尤其是对枣树气体交换特性及其影响因子的研究较少。作者应用WUE理论研究朝阳地区不同枣树品种气体交换特性及其影响因子，旨在为本地区适栽枣树品种的选择及其生理特性研究提供基础数据。

1 试验材料与方法

1.1试验材料

朝阳地区主要枣树栽植品种：大铃铛枣(ZizyphusjujubeDalingdang)，大平顶枣(ZizyphusjujubeDapingding)，山西枣树(ZizyphusjujubeShanxi)，冬枣(ZizyphusjujubeDong)，三星枣(ZizyphusjujubeSanxing)，金丝蜜枣(ZizyphusjujubeJinsimizao)，金丝王枣(ZizyphusjujubeJinsiwangzao)，金丝王蜜枣(ZizyphusjujubeJinsiwangmizao)。

1.2试验方法

1.2.1 气体交换特性及其影响因子测定

在朝阳地区现有枣园里随机选取不同枣树品种各10株，重复3次，在2014年7月中旬，选择连续1周晴朗天气对各个树种进行测定。选取上、中、下部健康叶片各3片作为观测对象，每叶片3次重复，从7:00～15:00时每2 h测定1次(取样时间)。采用Li-6400P便携式光合作用测量系统测定叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)及胞间CO2浓度(Ci)等指标，水分利用效率(WUE)=净光合速率(Pn)/蒸腾速率(Tr)。

1.2.2 数据处理

用Excel 和SPSS软件进行图表绘制及逐步回归分析。

2 结果与分析

2.1不同枣树品种光合速率日变化规律

不同枣树品种叶片的光合速率日变化曲线如图1所示。

图1　不同枣树品种叶片净光合速率日变化曲线

从图1中可以看出，8种枣树品种的光合速率日变化曲线均呈“双峰型”。上午7:00～11:00时，光合速率迅速增加，11:00时达到最大值，不同枣树品种的光合速率最大值由大到小依次为金丝王枣>金丝王蜜枣>金丝蜜枣>冬枣>三星枣>大平顶枣>山西枣树>大铃铛枣；11:00～13:00时光合速率快速下降，出现“午休”现象，这是由于中午强光和高温形成的高蒸发力使树木因蒸腾失水而产生一定程度的水分亏缺，引起气孔导度降低甚至叶片萎蔫，因此，为防止过度失水而迫使气孔收缩，气孔阻力增加，使CO2吸收减少，光合效率降低[6]；13：00～15:00时光合曲线又呈小幅度上升状态，这主要是由于温度降低、气孔打开、气孔阻力减小所致。

2.2 不同枣树品种蒸腾速率日变化规律

蒸腾作用是水分以气体状态通过植物体的表面从体内扩散到大气中的过程，具有促进有机物、矿物质、水分运输，降低叶片的温度，有利于气体交换等作用，对生物量形成有重要意义。不同枣树品种叶片蒸腾速率日变化曲线如图2所示。

图2　不同枣树品种叶片蒸腾速率日变化曲线

从图2中可以看出，在早上7:00时，由于土壤水分状况比较好，各个品种的枣树耗水量都比较大，各树种之间差异比较明显；随着时间增加，气温逐渐升高，各品种的耗水量逐渐降低，呈现递减趋势，在9:00时降至低点；之后，快速升高，至11:00时达到蒸腾速率的峰值，峰值由大到小依次为金丝蜜枣>金丝王枣>金丝王蜜枣>大铃铛枣>冬枣=山西枣树>三星枣>大平顶枣；11:00～13：00时，各枣树品种的蒸腾速率迅速下降；13：00时以后，仅金丝王枣处于缓慢下降状态，其余呈缓慢上升状态。

2.3 不同枣树品种水分利用效率日变化规律

水分利用效率(WUE)能够反映出树木生长过程中的能量转化效率，同时也是评价水分亏缺条件下树木生长状态的一个综合性生理生态指标[7～9]。不同枣树品种叶片水分利用效率日变化曲线如图3所示。

图3　不同枣树品种叶片水分利用效率日变化曲线

从图3中可以看出，各树种的水分利用效

率日变化均呈“双峰型”曲线。在上午7:00时，金丝蜜枣、金丝王枣、金丝王蜜枣水分利用效率高于其他品种；随后各品种逐渐上升，9:00时达到了水分利用效率的第一次峰值；之后下降，到11：00时，降至低点；11：00～13:00时迅速上升，并达到一天中的最大值，这是由于在中午强烈高温下，树木根系吸水已不能满足树木蒸腾作用的需求，为减轻对植株各个器官的伤害，树木通过关闭部分气孔，以减少叶片的蒸腾失水来适应水分不足的环境，这就促使蒸腾速率显著降低，从而使得水分利用效率在这一时段出现最大值。各枣树品种水分利用效率的最大值由大到小依次为金丝王枣>金丝王蜜枣>金丝蜜枣>三星枣>山西枣树>冬枣>大平顶枣>大铃铛枣。

2.4 不同枣树品种水分利用效率的影响因素

为了研究水分利用效率与影响因子之间的关系，用SPSS统计软件进行逐步回归分析，因为水分利用效率(Y)受净光合速率和蒸腾速率的直接影响，所以只分析胞间CO2浓度(X1)、气孔导度(X2)、叶温(X3)、气温(X4)、光合有效辐射(X5)、空气相对湿度(X6)、大气CO2浓度(X7)对水分利用效率的影响。用变量F显著性概率作为评判标准检验，评判进入值的标准值为0.05，评判剔除值的标准值为0.10。不同枣树品种水分利用效率与影响因子逐步回归分析见表1。

表1　不同枣树品种水分利用效率与影响因子逐步回归分析

从表1中可以看出，8种枣树品种水分利用效率与胞间CO2浓度(X1)呈显著负相关，与气孔导度(X2)呈显著正相关，其中金丝王枣呈0.968的极显著正相关，其余

3 结论

8种枣树品种叶片净光合速率、蒸腾速率和水分利用效率日变化均呈“双峰型”曲线。各品种光合速率最大值依次为金丝王枣>金丝王蜜枣>金丝蜜枣>冬枣>三星枣>大平顶枣>山西枣树>大铃铛枣；蒸腾速率最大值依次为金丝蜜枣>金丝王枣>金丝王蜜枣>大铃铛枣>冬枣=山西枣树>三星枣>大平顶枣；水分利用效率最大值依次为金丝王枣>金丝王蜜枣>金丝蜜枣>三星枣>山西枣树>冬枣>大平顶枣>大铃铛枣。从中可以看出金丝王枣、金丝王蜜枣和金丝蜜枣这3个品种在水分利用方面的效率最高，更加适合朝阳干旱地区的气候特点。对影响水分利用效率的7种环境因子研究发现，胞间CO2浓度和气孔导度与水分利用效率呈极显著相关，是枣树水分利用效率最直接的影响因子。

参考文献

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The research of gas exchange character and water

utilization efficiency influence factor of different jujube tree species

HOU Yanjie

(Forestry Bureau of Tai’an County, Anshan 114100, China)

Abstract:Eight jujube tree species of Chaoyang area Liaoning province were chosen as experiment subject. The net photosynthetic rate, transpiration rate, water use efficiency and its influence factor, gas exchange character were researched. The result showed that the diurnal variation of net photosynthetic rate, transpiration rate, water use efficiency of different jujube tree species presented bimodal curve. The maximum value of photosynthetic rate wasZizyphusjujubeJinsiwangzao>ZizyphusjujubeJinsiwangmizao>ZizyphusjujubeJinsimizao>ZizyphusjujubeDong>ZizyphusjujubeSanxing>ZizyphusjujubeDapingding>ZizyphusjujubeShanxi>ZizyphusjujubeDalingdang. The maximum value of transpiration rate wasZizyphusjujubeJinsimizao>ZizyphusjujubeJinsiwangzao>ZizyphusjujubeJinsiwangmizao>ZizyphusjujubeDalingdang>ZizyphusjujubeDong= Zizyphus jujubeShanxi>ZizyphusjujubeSanxing>ZizyphusjujubeDapingding. The maximum value of water use efficiency wasZizyphusjujubeJinsiwangzao>ZizyphusjujubeJinsiwangmizao>ZizyphusjujubeJinsimizao>ZizyphusjujubeSanxing>ZizyphusjujubeShanxi>ZizyphusjujubeDong>ZizyphusjujubeDapingding>ZizyphusjujubeDalingdang. TheZizyphusjujubeJinsiwangzao,ZizyphusjujubeJinsiwangmizao andZizyphusjujubeJinsimizao whose water use efficiency was highest were suitable for the climate character of drought area Chaoyang. The intercellular CO2concentration and stomatal conductance were the direct influence factor of water use efficiency of jujube tree.

Keywords:jujube tree; species; gas exchange character; water use efficiency; influence factor

作者简介：侯燕捷(1966-)，女，辽宁台安人，高工，主要从事森林经营方面的工作.

收稿日期：2014-12-23

文章编号：1005-7129(2015)02-0015-03

中图分类号：S665.1

文献标识码：A

DOI:10.16115/j.cnki.issn.1005-7129.2015.02.005