辽西地区平欧杂种榛叶片耗水及耐旱分析

艾婷婷

(辽宁省沙地治理与利用研究所，辽宁 阜新 123000)

榛子仁含有丰富的脂肪、蛋白质、碳水化合物及多种维生素和矿物质，具有较高的经济价值。我国榛子资源丰富，从南到北22个省均有分布，但现有品种多是平榛Corylusheterophylla，平榛果小、壳厚、出仁率低[1]，从国外引进的欧洲榛C.avellana，尽管果大、品质优，但抗寒性差[2-3]，这些不利因素严重地限制了我国榛子产业的发展。大果榛子又称平欧杂种榛C.heterophylla×C.avellana，是我国辽宁省经济林研究所于l980年通过平榛和欧洲榛杂交选育而来[4]。2007年引种至辽西地区，辽西降雨相对于辽东地区偏少，且降雨集中，所以对植物的耐旱性要求较强。

目前在平欧杂种榛植株持水力及品种抗旱性机理方面所进行的研究较少，李嘉诚[5]等分析了不同品系榛子叶片的解剖特征，宋锋惠，李六林，刘剑锋[6-8]等分析了榛子的光合、水分利用率等特征，史彦江[9]等分析高温胁迫下榛子叶片电导率变化，但从叶片、枝条多方面综合考虑榛子耐旱情况的研究仍较少，本研究基于分析不同品系平欧杂种榛的光合耗水、叶片解剖特征、失水特征以及不同土壤含水率下导水情况等，为筛选出更加适合辽西地区的榛子提供参考。

1 研究地概况

研究地位于辽宁省西北部彰武县章古台镇，地处科尔沁沙地南缘42°43′～42°51′N，122°53′～122°22′E，海拔226.5 m。属于暖温带半干旱半湿润气候区，年均降水量500 mm左右，多集中于6-8 月份，年蒸发量1 600 mm左右，空气相对湿度60.4%。年均气温6.1 ℃左右，极端最低气温-34.1 ℃，极端最高气温43.2 ℃，≥10 ℃年积温3 000～3 300 ℃，无霜期平均154 d，年均风速3.0～3.7 m·s-1。土壤贫瘠，有机质含量较低，主要为固定风沙土。

2 材料与方法

2.1 试验材料

平欧杂种榛栽植在辽宁省沙地治理与利用研究所产业园，树龄10 a，株行距2 m×3 m，每年灌水、松土除草，生长季节施化肥，秋季追施鸡粪，春季修剪，疏除枯枝，生长季节剪除根部萌条。选择3个不同品种(系)达维、辽榛3号、辽榛7号，在各品系中挑选长势良好、树势均一、无病虫害的3～5株树作为样株。

2.2 试验方法

2.2.1 光合及蒸腾测定

在8月中旬，每个品系选择3株生长状况良好、树势较为一致的植株，在样株东、南、西、北4个方向选择中部叶片，应用便携式LI-6400光合仪测定叶片净光合速率和蒸腾速率，6：00-18：00每1 h测定1次，每株测量3次，结果取平均值。

2.2.2 叶片解剖及失水速率测定

在样株南侧1.5 m高左右1年生枝条上选择发育成熟的健康功能叶片5枚，迅速带回实验室，采用叶片解剖方法测量叶片栅栏组织、海绵组织厚度；采用印迹法测量叶片气孔密度、气孔长度；叶片失水速率在自然条件下测量，初始时每10 min测量1次，逐渐延长至20 min测量1次。

2.2.3 导水率测定

每个品种装18盆，在露天处自然干旱，设中度干旱、重度干旱和对照3个处理，每个处理6次重复。对照，始终保持含水量在田间持水量的85%以上；中度干旱，土壤含水量为田间持水量的50%左右；重度干旱，土壤含水量为田间持水量的45%左右。应用TRIME土壤水势仪定期测定土壤体积含水率。

不同处理每个品系截取不同个体向阳枝条6枝，长度50～100 cm，取下后迅速插入水中并在水下从基部切除10 cm左右的茎段，在0.05 MPa水势下用10 mmol·L-1草酸溶液冲洗，测量枝条导水率。

2.3 数据处理

利用Excel 2007 处理数据及制作图表，利用SPSS 19.0软件进行方差分析及线性拟合。

3 结果与分析

3.1 光合特性

3个品系光合速率和蒸腾速率见图1。达维的光合速率在上午10：00出现一个高峰，辽榛7号在11:00左右出现一次高峰，而辽榛3号在一天中的大部分时间都较强，总体光合速率辽榛3号略大，辽榛7号居中，达维略小；辽榛7号的蒸腾速率上午与辽榛3号基本相同且较大，但在下午时分与达维基本相同且较小，3个品系均在中午出现蒸腾高峰，总体蒸腾速率由强到弱依次为辽榛3号、辽榛7号、达维。

图1 3个品系净光合速率和蒸腾速率

3.2 叶片解剖特征

发达的栅栏组织可以减少萎蔫时的损伤，栅栏组织越厚，抗旱保水能力越强。从表1可以看出，3个品系的叶片厚度差异显著，但CTR、SR差异不显著。辽榛3号的叶片厚度、栅栏组织、海绵组织厚度、SR值均大于达维和辽榛7号，但CTR值小于另两个品系。

表1 3个品系的叶片解剖特征

气孔密度和大小均受环境条件影响，是不稳定的性状，同一植物气孔密度对光强有反应，气孔密度与气孔长度呈高度相关，即气孔密度大时气孔长度短，气孔密度小时气孔长度长。从图2可以看出，辽榛3号的气孔密度最大、气孔长度最长，达维气孔密度大，气孔长度短，辽榛7号气孔密度小，气孔长度较大。

图2 3个品系的叶片气孔密度和气孔长度

3.3 叶片含水率

平欧杂种榛3个品系叶片失水量-时间拟合曲线见图3。根据曲线拟合的方程如下：

辽榛3号：y=5E-05x2-0.006x+0.516

辽榛7号：y=5E-05x2-0.005x+0.392

达维：y=5E-05x2-0.005x+0.373

叶片质量辽榛3号较大，达维、辽榛7号较小，从图3可见，平欧杂种榛3个品系尽管叶片质量不同，但曲线在曲率上无差别，说明3个品系的平欧杂种榛叶片失水速度是一样的。

图3 3个品系的叶片失水曲线

3.4 枝条导水

干旱胁迫使枝条导水率出现不同程度下降，枝条导水率的下降会导致气孔导度和叶片水势的下降，植株水势降低。由图4可以看出，达维、辽榛3号、辽榛7号在中度干旱和重度干旱胁迫后，枝条导水率分别减少到对照处理的42.78%、37.05%、41.97%和24.11%、24.71%、28.98%，其中辽榛3号枝条导水率减小幅度最大，辽榛7号减小幅度最小。

图4 干旱胁迫对3个品系枝条导水率的影响

4 结论与讨论

4.1 水分是影响植物生长最主要的限制因子，植物水分大部分通过叶片蒸腾而散失，叶片形态结构特征对抗旱性也有重要的意义[10]。研究表明，辽榛3号的叶片厚度、栅栏组织和海绵组织厚度、SR值均大于达维和辽榛7号，而CTR值较小。

4.2 植物叶片光合作用日变化是植物生产过程中物质积累与生理代谢的基本单元，也是分析环境因素影响植物生长和代谢的重要手段[11-12]。辽榛3号的光合更加旺盛，叶片蒸腾作用更强，单位面积的气孔多，气孔长度大，对水分消耗更大。

4.3 树木在水分胁迫时会发生空穴和栓塞，影响水分传输效率[13]，枝条导水率的变化与植物耐旱性之间的关系仍有待探讨，从结果看辽榛3号枝条导水率降低幅度更大，辽榛7号枝条导水率降低幅度较小。

综上所述，从生理角度来看辽榛7号在辽西地区更加适应。