西伯利亚红松与红松幼苗光合及生长特性比较

王 曼

（辽宁省固沙造林研究所，辽宁阜新 123000）

西伯利亚红松与红松幼苗光合及生长特性比较

王 曼

（辽宁省固沙造林研究所，辽宁阜新 123000）

采用LI-6400xrt光合仪测定西伯利亚红松和红松的净光合速率和光合响应曲线，并调查、比较红松和西伯利亚红松的树高生长量。结果表明：西伯利亚红松最大光合速率略大于红松；红松与外界环境因子相关性较大；西伯利亚红松光补偿点比红松低；西伯利亚红松树高生长量较红松略大。

西伯利亚红松；红松；光合；生长

西伯利亚红松Pinus sibirica与红松P.koraiensis都是松科松属的常绿乔木。西伯利亚红松在我国分布于新疆北部阿尔泰山西北部，红松分布在我国东北长白山到小兴安岭，二者生物学特性相近，区分一直存在争议，但分布区甚少重叠。直至20世纪80年代，经过多方研究证明，二者并非同一种树种，之后经过遗传学试验，证明红松和西伯利亚红松具有明显的遗传分化，东北林业大学林木遗传育种与生物技术教育部重点实验室首先开始了西伯利亚红松的引种，先后在大、小兴安岭，长白山等地开展了多次多点引种试验[1-3]。

目前对于红松的研究较多，而对于西伯利亚红松的研究较少，1992年以来在我国大兴安岭一些地区进行了引种试验。对西伯利亚红松与红松种子形态、种皮显微构造的比较研究[4]，红松和西伯利亚红松针叶脯氨酸与叶绿素含量的对比，结果表明西伯利亚红松的水分适应范围大于红松，耐旱性能上，西伯利亚红松略强于红松[5-6]。西伯利亚红松比红松耐寒性强，分布区内绝对低温有-67℃的记录（红松约-50℃），实践证明西伯利亚红松在我国大兴安岭及其它高寒地区应用前景十分广阔。

目前关于2种松树在沙地生长的相关研究还比较少，本次试验针对2种松树的光合、生长情况进行对比分析[7-8]，以期为沙地果材兼用林的发展提供一些理论参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验材料选自辽宁省固沙造林研究所章古台试验基地。2012年进行嫁接，西伯利亚红松穗条采自东北林业大学，红松穗条采自本溪市草河口林场，砧木均为3年生樟子松，株行距1.5 m×2.0 m，在嫁接后第3年，即2015年8月进行试验。

1.2 试验方法

1.2.1 净光合速率日变化测定

采用LI-6400xrt光合仪测定2种松树的净光合速率日变化，8：00-18：00每隔2 h测定1次，每个品种各选择3个受光良好、生长健壮的单株，每个单株重复测量3次。

1.2.2 光合响应曲线测定

晴天9：00-11：00，用LI-6400xrt光合仪测定2种松树的光合响应曲线。光源采用LED红/蓝光源，CO2浓度为370 μmol·mol-1左右，设定光合有效辐射梯度为 2 000、1 800、1 500、1 200、1000、800、500、300、200、150、50、30、15、0 μmol·m-2·s-1，不同光强下适应3 min后记录数值。根据非直线双曲线模型进行拟合，并计算出2种红松针叶的光响应曲线特征参数。

1.2.3数据分析

采用Excel、SPSS 19.0分析处理数据。

2 结果与分析

22.1 种松树光合特性

从图1可以看出，2种松树的净光合速率均在10：00达到最大值，西伯利亚红松的净光合速率

图1 西伯利亚红松与红松的净光合速率日变化

2.22 种松树光合因子与环境因子的相关性分析

红松的净光合速率、蒸腾速率与环境因子的相关性较大，西伯利亚红松的蒸腾速率与温度显著相关，与其他因子相关性不明显（表1）。由图1、2可以看出，红松的净光合速率与蒸腾速率趋势基本一致，都是上午高，之后持续降低，与全天的环境变化相关。西伯利亚红松的净光合速率与蒸腾速率趋势则相反，净光合速率上午高，蒸腾速率午后高，受温度影响较大，受光强等因素影响较小。

2.3 两种松树的光合-光强响应曲线

光补偿点（LCP）是植物利用弱光能力的重要指标，LCP越低，表明植物对弱光的利用能力越强。光12.8 μmol·m-2·s-1大于红松 11.5 μmol·m-2·s-1，但下午下降较快，红松日均净光合速率为9.7 μmol·m-2·s-1大于西伯利亚红松的8.5 μmol·m-2·s-1。

从图2看出，上午红松蒸腾速率4.4 mmol·m-2·s-1略高，但下午西伯利亚红松蒸腾速率为5.4 mmol·m-2·s-1较高，日均蒸发量红松3.8 mmol·m-2·s-1大于西伯利亚红松3.1 mmol·m-2·s-1。饱和点（LSP）反映了植物利用强光的能力，LSP越高，说明植物的耐光性越强，同时也表明在受到强光刺激时，植物不易发生光抑制现象[10]，二者同时也反映了植物的需光特性和需光量。

图2 西伯利亚红松与红松的蒸腾速率日变化

表1 光合速率、蒸腾速率与环境因子的相关性

图3 2种松树的光合-光强响应曲线

由图3可见，西伯利亚红松和红松的光合-光强响应曲线趋势基本一致，西伯利亚红松的净光合速率大于红松。从表2可见，西伯利亚红松利用光强范围较大。表观量子效率（AQY）表明植物吸收与转换光能的色素蛋白复合体多寡，植物的表观量子效率越大，其利用弱光的能力越强。由此可见西伯利亚红松对弱光的利用能力要强 于红松。

表2 光响应曲线参数

2.42 种松树的树高生长量对比

从表3可以看出，2012年嫁接成活的2种松树苗木，在第2年平均高生长量均较小，从第3年开始有明显的高生长，在第4年达到生长峰值，之后平均高生长量并未增加。自第4年起，2种松树的平均高生长有明显差别，西伯利亚红松的平均高生长都大于红松平均高生长量。

表3 嫁接5年平均高生长对比 cm

3 结论与讨论

2种松树的净光合速率日变化都为单峰型，西伯利亚红松午后光合能力下降较快，具体植株的光合固碳能力还需要与整株的叶片数量等联系起来才能判断。

从树高看，嫁接红松从第3年起生长量大幅度增加，4年增幅接近30 cm，红松实生苗3年生长量在11 cm左右，7年生长量在20～30 cm[11-12]。可见嫁接红松对于红松的速生起到了推进作用，缩短了红松的生长周期。经过比较发现西伯利亚红松更有生长优势。

西伯利亚红松较红松在光能利用上更加有优势。不仅日间光合固碳能力强于红松，光能利用范围也较大。通过近些年来的引种适应性试验也证明，西伯利亚红松在沙区的适应性和抗逆性都较红松强[5]。且西伯利亚红松在初期生长比红松快，由此可见，西伯利亚红松较红松有更强的可用性。

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1001-1714（2017）06-0033-03

2017-05-18

王曼（1976-），女，工程师，主要从事林木育种、沙地引种工作。E-mail：595086044@qq.com。

张素清）