不同种源元宝枫叶绿素荧光特性的比较

2020-03-26迟琳琳曹宇张日升肖巍

防护林科技 2020年1期

迟琳琳，曹宇，张日升，肖巍

(辽宁省沙地治理与利用研究所，辽宁章古台科尔沁沙地生态系统国家定位观测研究站，辽宁阜新 123000)

元宝枫(Acertruncatum)属于槭树科、槭树属，落叶乔木，是我国的特有树种，主要分布于东北、华北、山东等地。元宝枫为深根性喜光树种，喜湿润肥沃、排水良好的土壤，能吸附烟尘和有害气体，萌蘖力强，不仅抗旱、耐寒、耐瘠薄，还是改善土壤、改善生态环境、治理荒漠化、沙漠化的优良树种。

叶绿素荧光可以快速、直接、无损地探测出植物光合信息的手段，直观地描述植物对不同光照环境的响应，表征植物的生态环境适应机制[1，2]。大量的种源试验证明，种源差异对树种生长快慢具有显著影响。近些年来，人们对元宝枫的育苗、生长、栽培等研究已经取得了一定的成果，但对不同种源间元宝枫的生理特性尚未有系统的研究。本文通过对元宝枫的叶绿素荧光参数的分析，探讨叶绿素荧光与不同种源元宝枫生长之间的联系，以期为科尔沁沙地造林、绿化树种的选择提供快速、可行的鉴定方法。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

田间试验地位于辽宁省彰武县四合城林场苗圃院内，属暖温带半干旱季风气候，海拔216 m，年均气温6.1 ℃，年降水量480 mm左右，土壤为风沙土，养分含量低，结构疏松。

1.2 试验材料

表1 元宝枫不同种源的地理位置及苗高和地径

以辽宁阜新市四合城镇、辽宁阜新市章古台镇、辽宁铁岭市、山东聊城市和山西运城市5个不同种源2019年繁育的苗木为研究材料。

1.3 试验方法

2019年5月初进行播种，8月末调查幼苗生长指标后，随机抽取每个种源生长健壮、长势一致、光照均一的幼苗各20株进行叶绿素荧光参数的测定，每株选取植株中部、向阳、完全展开的叶片，设3次重复，测量时间选在晴朗日9:00—11:00。叶绿素荧光参数应用OS5P调制叶绿素荧光仪测定，用SPSS 18.0进行数据分析。

2 结果与分析

2.1 不同种源元宝枫叶绿素荧光参数的差异

Fv/Fm和Fv/Fo分别代表植物叶片PSⅡ的原初光能转换效率和PSⅡ的潜在光化学活性，是使用频率较高的荧光参数，两者数值越高，说明PSⅡ反应中心的能量捕获效率越高[3]。由表2可知，四合城和运城元宝枫的Fv/Fm、Fv/Fo数值较高，与其他3个种源间存在显著差异，说明四合城和运城种源的元宝枫具有较高的原初光能转换效率和潜在光化学活性，将捕获的光能转化为化学能的效率较高。

大量研究表明，较高的qP值和较低的qN值有利于植物将所捕获的光能更有效地用于光合作用[4,5]。四合城种源的元宝枫具有较高的qP值和较低的qN值，将捕捉的光能转化为化学能的效率较高，说明其在同等条件下，具有更旺盛的光合作用。

光合量子产额(Yield)是植物光合作用电子传递的量子产额，是植物叶片光合电子传递速率快慢的相对指标，反映了整个光合作用的光合效率[6]。5个种源的Yield值存在显著差异，Yield值由高到低依次为：章古台>四合城>聊城>运城>铁岭。章古台和四合城种源的Yield值较高，且与其他3个种源存在显著差异，说明这2个种源的苗木光能转化效率最高，在光合碳同化中能积累更多的能量，更有利于有机物质的积累。

叶绿素荧光参数反映了PSⅡ反应中心的综合活动能力。四合城种源元宝枫的活动能力相对较强，说明其具有较好的光合生理性能，有利于植物吸收光能，提高光合效率，增加干物质的积累。

2.2不同种源元宝枫叶绿素荧光参数与生长量的相关分析

表3 叶绿素荧光参数与生长量的相关性

*、**分别表示差异在0.05、0.01水平上显著

表3显示，叶绿素荧光参数与生长指标的相关性分析显示，叶绿素荧光参数与元宝枫的苗高、地茎和单株生长量存在着一定相关性。Fv/Fm、Fv/Fo、qP和Yield与苗高、地茎和单株生长量呈正相关，多数达到显著或极显著相关水平。qN与各生长指标呈负相关，相关水平不显著。上述结果说明，PSII的光化学功能与元宝枫生长状况密切相关，叶绿素荧光参数可以间接反映苗木的生长状况，苗木光合活性能越强，干物质积累量越多，苗木生长也越快。