田间栽培条件下4个冬瓜杨品系光合作用生理指标研究

摘要    本文研究了田间栽培条件下，西宁市湟水林场自繁4个冬瓜杨品系的叶片光合速率、蒸腾速率、胞间CO2浓度、气孔导度等4项光合作用生理指标。结果表明，4个冬瓜杨品系的4项光合作用生理指标表现为粗34品系最佳，其后依次为光24品系、光31品系，粗28品系相对较差。

关键词    冬瓜杨品系;光合速率;胞间CO2浓度;蒸腾速率;气孔导度

中图分类号    S792.11        文献标识码    A

文章编号   1007-5739（2020）19-0141-03

杨属（Populus L.）树种在中国分布广泛，品种繁多，是我国工业、民用材的重要原料，也是水土保持、防风防沙的重要树种，在林业工程建设中起着重要作用。其中，冬瓜杨（Populus purdomii Rehd.）树干通直、树姿雄伟、木材纹理通顺、结构致密、柔韧性很强，是比较优异的建筑用材和家具用材[1]。在青海省乡土杨树种群中，冬瓜杨木材性状列居首位，并且其生长迅速、抗病虫害及抗污染能力强。本文对田间栽培条件下4个冬瓜杨品系光合作用生理指标进行了研究，以期为进一步选育提供参考。

1    材料与方法

1.1    试验地概况

试验地设在青海省湟水林场三其苗圃，地理坐标东经101°77′、北纬36°62′，属大陆性高原半干旱气候，年平均日照1 939.7 h，年平均气温7.6 ℃，最高气温为34.6 ℃，最低气温-18.9 ℃，属高原高山寒温性气候。夏季平均气温17～19 ℃，年平均降水量为380 mm，蒸发量为1 363.6 mm。

1.2    试验材料

西宁市湟水林场自繁的4种冬瓜杨品系，分别为粗28、光24、光31、粗34。

1.3    试验方法

利用LCPRO+便携式光合仪测定气体分析系统，采用开路式光合测量（流量为0.3 L/min，CO2气源为室外大气CO2），于2019年9月晴朗无云日分别测定叶片光合速率（A）、蒸腾速率（E），胞间CO2浓度（Ci）、气孔导度（Gs）。选择当年扦插枝条向阳面、上部叶片作为测定叶片，每小时测定1次（9：00开始，17：00结束），每次测定3个重复[2-3]。

1.4    数据处理

试验数据均为3次重复的平均值，数据采用Excel 2003等进行分析。

2    结果与分析

2.1    冬瓜杨粗28品系光合作用生理指标的测定分析

在自然条件下，植物光合作用日变化曲线大体上有2种类型：一种是单峰型，中午光合速率最高;另一种是双峰型，上、下午各有1个高峰[1]。由图1可知，冬瓜杨粗28品系光合速率呈“双峰”曲线，且具有明显的光合午休现象;最高峰出现在11：00和15：00，于12：00—14：00有午休现象，光合速率整体变化范围较大。蒸腾速率于13：00出现极大值，从9：00—13：00呈不断上升状态，14：00开始不断下降，与光合速率成不显著负相关。气孔导度与光合速率成极显著正相关;胞间CO2浓度在10：00达到峰值后下降，到14：00达到峰值后又下降，16：00后浓度又显著增加，与周边环境的CO2浓度有明显关联。

2.2    冬瓜杨光24品系光合作用生理指标的测定分析

由图2可知，冬瓜杨光24品系的光合速率呈“双峰”曲线;最高峰出现在10：00和14：00;午休现象并不明显，光合速率整体变化范围浮动较大。蒸腾速率于14：00出现极大值，从9：00—13：00呈不断上升状态，14：00开始不断下降;蒸腾速率变化值较小，数值稳定。气孔导度与光合速率成极显著正相关;胞间CO2浓度受周边环境中的CO2浓度的影响，于17：00变化较大。

2.3    冬瓜杨光31品系光合作用生理指标的测定分析

由图3可知，冬瓜杨光31品系的光合速率呈“双峰”曲线，并且具有明显的光合午休现象;最高峰出现在11：00和15：00，于12：00—14：00有午休现象，光合速率整体变化范围较大。蒸腾速率于14：00出现极大值，9：00—13：00呈不断上升状态，14：00后开始明显不断下降;与光合速率成不显著的负相关。气孔导度与光合速率成极显著正相关且数值浮动小;胞间 CO2浓度在10：00达到峰值后下降，14：00达到峰值后又下降，16：00后浓度又显著增加，与周边环境的 CO2浓度有明显关联。

2.4    冬瓜杨粗34品系光合作用生理指标的测定分析

由图4可知，冬瓜杨粗34品系的光合速率呈“双峰”曲线，且具有明显的光合午休现象[4-5];最高峰出现在10：00和14：00，于12：00—13：00有午休现象;蒸腾速率于14：00出现极大值，与光合速率成不显著负相关。气孔导度与光合速率成极显著正相关且数值浮动小;胞间CO2浓度在11：00达到峰值后下降，15：00达到峰值后又下降，16：00后浓度又显著增加，与周边环境中的CO2浓度有明显关联。

3    结论与讨论

3.1    结论

试验结果表明，不同品系冬瓜杨的光合速率都较强，可都达到12 μmol/（m2·s），呈“双峰”曲线，除冬瓜杨光24品系之外都具有明显的午休现象[6];于10：00—14：00达到最大值;冬瓜杨粗34品系的光合速率、蒸腾速率、胞间CO2浓度和气孔导度都为最佳，其后依次是冬瓜杨光24品系、光31品系，粗28品系相对较差。

3.2    讨论

光合作用是植物生长发育的基础，该研究结论为冬瓜杨品系的筛选和培育提供了重要依据，可进一步加大对冬瓜杨粗34品系的繁育工作。

4    参考文献

[1] 單凌飞，丁颖慧，王双蕾，等.胡杨不同发育阶段叶片光合作用及其光响应特征[J].生态科学，2019，38（6）：22-29.

[2] 韩航，单凌飞，王双蕾，等.胡杨异形叶光合作用特性研究[J].中央民族大学学报（自然科学版），2019，28（2）：5-11.

[3] 伊健慧.大叶黄杨光合参数的测定与研究[J].科技风，2018（23）：201-202.

[4] 王海珍，韩路，徐雅丽，等.胡杨异形叶光合作用对光强与CO2浓度的响应[J].植物生态学报，2014，38（10）：1099-1109.

[5] 陈亚鹏，陈亚宁，李卫红，等.干旱环境下高温对胡杨光合作用的影响[J].中国沙漠，2009，29（3）：474-479.

[6] 许大全.光合作用“午睡”现象的生态、生理与生化[J].植物生理学通讯，1990（6）：5-10.

作者简介   林兆霞（1970—），女，青海湟中人，助理工程师，从事西宁森林资源培育与保护、林业经济管理等工作。

收稿日期   2020-05-16