不同種源黃連木幼苗生長特性及生理生化指標(biāo)測定

不同種源黃連木幼苗生長特性及生理生化指標(biāo)測定

黃連木是中國重要的木本油料和材料樹種，也是一個非常發(fā)達(dá)的木本生物來源。隨著能源危機(jī)和人們對林業(yè)生物質(zhì)能源的重視,在我國很多地區(qū)都掀起了大面積發(fā)展黃連木能源林的熱潮。由于黃連木屬于異花授粉樹種,在自然授粉情況下,其后代多為異交系,長期在不同環(huán)境下實(shí)生繁殖,各種性狀變異幅度很大。為了準(zhǔn)確了解不同產(chǎn)地黃連木苗的生理特性,從2004年始,作者陸續(xù)收集了云南瑞麗、河南西峽、河北涉縣、安徽滁州、河南林州5個不同種源的黃連木種子進(jìn)行育苗試驗(yàn),并對各種源苗木的生長特性和生理生化指標(biāo)進(jìn)行了測定。本試驗(yàn)主要研究比較了2004年種植的5個黃連木種源苗的光合特性、水勢變化規(guī)律、葉面積和生長量等。目前,尚未見有關(guān)不同種源黃連木苗的生理生化和生長指標(biāo)的研究報(bào)道,該項(xiàng)研究對黃連木生產(chǎn)中的種源選擇和育林管理等有十分重要的參考意義。1蘇集落后雨原區(qū)試驗(yàn)地點(diǎn)在河南省新鄭市大地苗圃,該地屬北暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū),四季分明,春季干旱,風(fēng)沙多,夏季炎熱,降雨集中,日照充足,冬季寒冷,雨雪少。年平均氣溫14.3℃,極端最高氣溫42.3℃,極端最低氣溫-17.9℃,年平均相對濕度67%,全年≥10℃的積溫為4500℃;年日照時數(shù)2181.8h,無霜期210.5d;年降水量632.4mm,多集中在夏季(6—8月),占全年降水量的52.3%,以冬季(12—2月)最少,僅占5.7%。試驗(yàn)林地勢平坦,土壤為黃潮土亞類,pH值為7.3,有機(jī)質(zhì)含量中等。2材料和方法2.1帶一路帶風(fēng)區(qū)黃連木5個種源分別采自云南瑞麗(屬于南亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候)、河南西峽(處于亞熱帶向暖濕帶過渡地帶,屬北亞熱帶季風(fēng)區(qū)大陸性氣候)、河北涉縣(屬于暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候)、安徽滁州(屬于北亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候)、河南林州(屬暖溫帶半濕潤大陸性季風(fēng)氣候)。這5個黃連木種源的苗皆為2004年育的3年生實(shí)生苗,每個種源的育苗面積為0.2hm2,苗木的立地條件、種植密度及管理措施相同。2.2種源地對葉片面積的影響在2006年6月7日、8月11日、9月13日(均為晴天)的上午8:00到下午6:00,用LI—6400便攜式光合作用儀(美國)同時測定5個種源的凈光合速率(Pn,μmol·m-2·s-1)、蒸騰速率(Tr,mmol·m-2·s-1),每隔2h測定1次。每個種源選擇3株有代表性苗作為固定樣株,在每個樣株上標(biāo)記樹冠外圍枝條中上部3片成熟葉片作為測試葉,每葉片測3次,取其平均值。2006年6月7日、9月13日,用LI—3100便攜式葉面積儀(美國)測定葉面積(cm2),隨機(jī)采摘每個種源苗的30片葉子,用濕紙巾包裹,帶回室內(nèi)測定,計(jì)算平均葉片面積。在2006年10月28日,隨機(jī)測量每個種源的30株苗的高度(cm),計(jì)算平均苗高。3結(jié)果與分析3.1黃連木種源pn測定結(jié)果(表1)表明:黃連木不同種源在同一測定日期及同一種源黃連木在不同測定日期凈光合速率(Pn)的日變化都有一定的差異。云南瑞麗、河南西峽、河北涉縣、安徽滁州、河南林州5個黃連木不同種源的Pn在3個不同的月份表現(xiàn)出較明顯的差異。6月7日的凈光合速率日平均值差異系數(shù)為0.035;在8月11日差異系數(shù)為0.041;在9月13日差異系數(shù)為0.118。這說明6月份不同種源間Pn的差異最小,8月份有一定差異,9月份不同種源間的Pn差異最大。5個黃連木種源凈光合速率的日平均值都在8月11日最大,6月7日次之,9月13日最小。在5個種源中,安徽滁州種源凈光合速率的日均值在6月7日和9月13日最大,分別為10.5、8.5μmol·m-2·s-1,在8月11日僅比云南瑞麗種源小,為13.1μmol·m-2·s-1。表1顯示:6月7日,河南西峽、安徽滁州、河南林州種源凈光合速率的最高值出現(xiàn)在上午8:00;而云南瑞麗、河北涉縣種源凈光合速率的最高值出現(xiàn)在上午10:00。云南瑞麗、河南西峽、河北涉縣、安徽滁州、河南林州5個種源凈光合速率的最低值均出現(xiàn)在18:00,分別為3.5、3.3、4.8、4.6、4.5μmol·m-2·s-1。8月11日5個種源凈光合速率的最高值均出現(xiàn)在上午8:00,而后逐漸下降,其中云南瑞麗、河北涉縣、河南西峽、河南林州種源的凈光合速率至12:00分別下降到14.8、12.9、11.8、11.7μmol·m-2·s-1,而后又上升;而安徽滁州種源的凈光合速率在14:00下降到13.2μmol·m-2·s-1,5個種源的凈光合速率均在14:00后又開始下降,到18:00均降到最低值(表1)。9月13日除了安徽滁州種源外,其余4個種源的凈光合速率的最高值均出現(xiàn)在12:00,然后逐漸下降,5個種源的最低值均出現(xiàn)在18:00(表1)。3.2黃連木種源的蒸騰速率測定結(jié)果(表2)表明:5個不同黃連木種源的蒸騰速率在相同測定時間內(nèi)的日變化趨勢基本相似,但同一種源在不同測定時間蒸騰速率的日變化規(guī)律有較大差異(表2)。6月7日、9月13日5個不同種源在上午8:00的蒸騰速率較高,分別為3.5～4.9、1.5～2.5mmol·m-2·s-1;而后逐漸下降,10:00后繼續(xù)上升,到12:00達(dá)到最大值后又持續(xù)下降,18:00為最低值,分別為1.2～1.8、0.3～0.5mmol·m-2·s-1。在8月11日,云南瑞麗、河南西峽、河北涉縣、安徽滁州4個種源的蒸騰速率均在14:00達(dá)到最大值,分別為6.3、7.1、6.9、6.0mmol·m-2·s-1,而河南林州是在10:00達(dá)到最大值(7.3mmol·m-2·s-1);這5個黃連木種源的最小值均出現(xiàn)在18:00,云南瑞麗、河南西峽、河北涉縣、安徽滁州、河南林州分別為1.3、1.2、1.2、1.2、1.1mmol·m-2·s-1。黃連木種源的蒸騰速率的日變化受氣溫和光照的共同影響,在不同測定時間表現(xiàn)出不同的變化規(guī)律,而且都有明顯的“午休”現(xiàn)象。黃連木蒸騰速率對溫度和光照的變化反應(yīng)非常敏感,這說明黃連木為保護(hù)葉片對溫度過高而受到灼傷的自然反應(yīng)也較為敏感。在不同測定時間條件下,黃連木5個種源的日平均蒸騰速率的差異較明顯,由大到小的順序?yàn)?月11日、6月7日、9月13日,分別為4.4、3.5、1.6mmol·m-2·s-1,與凈光合速率的變化規(guī)律一致。在相同測定時間條件下,安徽滁州種源的日平均蒸騰速率最大。在6月7日、9月13日和8月11日,安徽滁州種源日平均蒸騰速率分別為3.8、4.6、1.8mmol·m-2·s-1。3.3種源生長特性的季節(jié)差異表3表明:6月7日,安徽滁州種源的平均葉面積顯著大于其它4個種源,河北涉縣和云南瑞麗種源的平均葉面積也顯著大于河南林州和河南西峽種源;在9月13日,不同種源平均葉面積與6月7日相比有較大的變化,只有安徽滁州種源的平均葉面積顯著大于其它4個種源,分別比河南西峽、河北涉縣、云南瑞麗和河南林州種源高出26.0%、31.1%、31.7%和34.6%。種源葉片面積大小的季節(jié)差異說明其生長發(fā)育特性上的差異。10月28日進(jìn)行的苗高調(diào)查結(jié)果表明,安徽滁州種源的苗高生長量與河南西峽、云南瑞麗、河北涉縣和河南林州種源的差異極顯著,分別高40.0%、40.7%、41.8%和45.3%。4不同種源黃連木蒸騰速率的日變化(1)黃連木不同種源凈光合速率在上午8:00較大,8:00—10:00是凈光合速率較高的時間段,10:00后凈光合速率雖有升有降,但一般情況下是降的多升的少。黃連木凈光合速率較高值出現(xiàn)的時間與許多植物的不一致,但與迎霜茶樹、澳洲堅(jiān)果一致,其具體的生理和環(huán)境等影響因素有待進(jìn)一步研究。不同種源黃連木蒸騰速率的日變化與光合速率的日變化規(guī)律一致。(2)不同黃連木種源的凈光合速率和蒸騰速率隨測定時間的不同而不同,在8月11日最大,凈光合速率和蒸騰速率的日平均值分別為12.1～13.2μmol·m-2·s-1、3.6～4.6mmol·m-2·s-1,其次是6月7日,9月13日最低,凈光合速率和蒸騰速率的日平均值分別為6.1～8.5μmol·m-2·s-1、1.4～1.8mmol·m-2·s-1。(3)安徽滁州種源的凈光合速率、蒸騰速率的日平均值均比云