遼西地區(qū)沙棘優(yōu)良品種的生物學(xué)特性研究

徐　兵　李會(huì)杰

【摘要】沙棘做為耐旱、耐瘠薄的樹(shù)種、生長(zhǎng)迅速及根系發(fā)達(dá)等特性，已成為朝陽(yáng)市荒山綠化和水土保持的先鋒樹(shù)種。但是現(xiàn)有的沙棘品種大多已退化，沙棘木蠹蛾危害嚴(yán)重，培育和引進(jìn)沙棘新品種已成為沙棘培育和荒山造林的當(dāng)務(wù)之急。

【關(guān)鍵詞】遼西地區(qū)；沙棘優(yōu)良品種；沙棘生物學(xué)特性研究；沙棘引進(jìn)與栽培

1.朝陽(yáng)市沙棘生長(zhǎng)概況

朝陽(yáng)是居于北溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，盡管東南部受海洋暖濕氣影響，但由于北部是蒙古高原的干燥冷空氣經(jīng)常侵入，形成了半干燥、半濕潤(rùn)的易干燥地區(qū)，主要?dú)夂蛱攸c(diǎn)為四季分明，雨熱同季，日照充足，日溫差較大，降水偏少。由于沙棘屬植物具有較強(qiáng)的生態(tài)適應(yīng)性，耐寒、耐旱、耐鹽堿耐瘠薄，萌生繁衍能力很強(qiáng)，固氮能力是大豆的兩倍，具有良好的改良土壤和水土保持功能，是荒山荒坡造林的先鋒樹(shù)種，可給其它后來(lái)樹(shù)種創(chuàng)造良好的生態(tài)環(huán)境。朝陽(yáng)市現(xiàn)有百萬(wàn)畝沙棘人工林，但大多數(shù)由于品種退化、病蟲(chóng)害嚴(yán)重等等諸多原因使其保持水土及成活率大大降低。

針對(duì)這種情況，經(jīng)過(guò)五年多的引進(jìn)、試驗(yàn)，我們從眾多沙棘品種中初步篩選出遼阜Ⅱ號(hào) 、楚伊和遼阜Ⅰ號(hào)三個(gè)沙棘品種，現(xiàn)將此三個(gè)品種相關(guān)生物學(xué)特性進(jìn)一步進(jìn)行探討及研究。

2.材料與方法

2.1 供試材料

供試材料有三個(gè)沙棘品種,分別是：遼阜Ⅰ、楚伊和遼阜Ⅱ。

2.2 測(cè)試方法

2.2.1 植物光合生理的測(cè)定

包括光合速率、蒸騰速率以及氣孔導(dǎo)度等主要采用光合測(cè)定儀測(cè)定。葉綠素含量用丙酮提取，721型分光光度計(jì)測(cè)定提取液的光密度植（OD652），根據(jù)Arnon公式計(jì)算葉綠素含量。

2.2.2 植物的水分生理測(cè)定

植物的葉片組織含水量、葉片水分飽和虧缺等指標(biāo)可根據(jù)水遇熱蒸發(fā)的原理采用烘干稱(chēng)重法來(lái)測(cè)定植物組織的水分含量，首先測(cè)定植物的鮮重含水量，然后將植物材料在105℃下烘烤15分鐘，然后再于80℃烘至束縛水全部逸出為止，最后根據(jù)公式計(jì)算：

自然水分飽和虧缺（%）=（Wt-Wf）/(Wt-Wc)×100

臨界水分飽和虧缺（%）=（Wt-Wc）/(Wt-Wd)×100

自由水與束縛水的測(cè)定依據(jù)植物組織中自由水可以作為溶劑而被溶質(zhì)奪取，而束縛水不能作為溶劑而不被溶質(zhì)奪走的特性，將植物組織浸入一定濃度的蔗糖溶液中脫水，一定時(shí)間后由蔗糖溶液從植物組織中奪取到的水分為自由水，未被奪取而殘留在植物組織中的水分為束縛水的原理，先采用烘干稱(chēng)重法，然后加入65%的蔗糖溶液，稱(chēng)重，放暗處4個(gè)小時(shí)，期間要經(jīng)常搖動(dòng)，使葉片全部浸入到蔗糖溶液中，然后用阿貝折射儀測(cè)糖的百分濃度，同時(shí)測(cè)定原糖的百分濃度，根據(jù)公式計(jì)算。

根、莖、葉的水勢(shì)采用露點(diǎn)水勢(shì)儀測(cè)定。

3.結(jié)果與分析

3.1 光合生理

由于葉綠素具有接受和轉(zhuǎn)換能量的作用，所以，植物中凡是綠色的、具有葉綠素的部位都進(jìn)行光合作用，在一定范圍內(nèi)，葉綠素含量越多，光合越強(qiáng)（潘瑞熾，董愚得編，植物生理學(xué)，1992）。從表1可以看出，在同樣的生態(tài)條件下，楚伊含量最高，其次是遼阜Ⅱ，最后是遼阜Ⅰ。因此楚伊、遼阜Ⅱ號(hào)的葉片能更多地接受和轉(zhuǎn)換能量，同化更多的無(wú)機(jī)碳化合物，同時(shí)，有更多的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能，儲(chǔ)藏在形成的有機(jī)化合物中。

由表2可看出遼阜Ⅰ光合速都相對(duì)較高，進(jìn)行光合作用可以積累大量有機(jī)物質(zhì)，但是遼阜Ⅰ的蒸騰速率也相對(duì)偏高、氣孔導(dǎo)度較大，致使很多水分散失，不利于干物質(zhì)的儲(chǔ)備。而楚伊和遼阜Ⅱ的光合速率、氣孔導(dǎo)度相差甚微，遼阜Ⅱ號(hào)蒸騰速率相對(duì)楚伊稍微偏高。遼阜Ⅱ較小的蒸騰速率、較低的失水速度、高的水分含量以及更多的干物質(zhì)儲(chǔ)備有利于其在干旱的條件下維持水分平衡。

3.2 水分生理

3.2.1 樹(shù)木葉片組織的水分狀況與水分生理的特點(diǎn)分析

在植物細(xì)胞內(nèi)，水分通常以束縛水和自由水兩種狀態(tài)存在，自由水參與植物體內(nèi)的各種代謝反應(yīng)，而且其數(shù)量多少直接影響著植物的代謝強(qiáng)度，即自由水占總含量的比率越高，則代謝越旺盛。束縛水是被吸附于細(xì)胞壁和細(xì)胞內(nèi)的水分子，束縛水的存在與植物的抗性有關(guān)，一般說(shuō)來(lái)，它不參與植物的代謝作用。束縛水/自由水的比例越大，表明細(xì)胞原生質(zhì)粘滯性及原生質(zhì)膠體的親水性能越強(qiáng)，有利于吸持更多的水分于體內(nèi)，不易散失，因而能忍耐更強(qiáng)的干旱。

葉片水分飽和虧缺是指葉片的實(shí)際含水量與飽和含水量的百分比。自然飽和虧缺表明植物組織測(cè)定時(shí)的水分虧缺狀況，它有兩方面的意義，一方面表示葉片水分虧缺程度，另一方面表示根系的供水狀況，一般認(rèn)為抗旱性強(qiáng)的樹(shù)種，葉片自然飽和水分虧缺較高，但由于葉片飽和水分虧缺同時(shí)是受根系供水的影響，因此與樹(shù)木抗旱性之間，不具有確定的關(guān)系。所以近年來(lái)更多地使用葉片臨界水分虧缺作為樹(shù)種抗旱性的指標(biāo)，它是在葉片保水力的基礎(chǔ)上進(jìn)一步反映葉片失水達(dá)到致傷或致害的臨界值，更能反映在半干旱地區(qū)葉片缺水致害的界限。樹(shù)木葉片在同等條件下，臨界飽和虧缺值越大，至臨界飽和虧缺值的時(shí)間越長(zhǎng)，越抗旱。

從表3中可以看出臨界飽和虧缺值最大的是遼阜Ⅱ，其次是遼阜Ⅰ，最后是楚伊。說(shuō)明三個(gè)品種中遼阜Ⅱ表現(xiàn)的抗旱性更強(qiáng)。

3.2.2 根系吸收水分和枝葉疏導(dǎo)水分功能

莖葉的水勢(shì)能反映枝葉疏導(dǎo)水分的功能，莖葉的水勢(shì)低，有利于水分的疏導(dǎo)，更能忍耐干旱的條件。由以下表6、表7、圖2、圖3可以看出，遼阜Ⅱ號(hào)莖、葉的水勢(shì)均低于其他品種，其他依次是楚伊、遼阜Ⅰ號(hào)。表明在該環(huán)境中遼阜Ⅱ號(hào)具備更好的抗旱性。

水勢(shì)是植物最基本水分生理指標(biāo)之一，表示樹(shù)木體內(nèi)水分能量的狀態(tài)，根水勢(shì)能反映根系的吸收功能。一般認(rèn)為抗旱性強(qiáng)的樹(shù)種，根水勢(shì)低，有利于吸收水分。從表4和圖1中可以看出上午溫度低時(shí)，根水勢(shì)比較高，吸收能力較差，隨氣溫 增高，生長(zhǎng)加快，根水勢(shì)數(shù)值下降，吸收能力逐步增加。遼阜Ⅱ根的水勢(shì)要普遍低于其他兩個(gè)品種，其根的吸收能力較高，能從比較干燥的土壤中吸取水分。

3.3 小結(jié)

通過(guò)比較發(fā)現(xiàn)，在同樣的生態(tài)條件下，遼阜Ⅱ號(hào)和楚伊的葉綠素含量相對(duì)較高，葉片能更多地接受和轉(zhuǎn)換能量，同化更多的無(wú)機(jī)碳化合物。遼阜Ⅰ的光合速率和氣孔導(dǎo)度最高，其他依次是楚伊、遼阜Ⅱ號(hào)。遼阜Ⅰ的蒸騰速率也是最高，但其次是遼阜Ⅱ號(hào)，最小的是楚伊?？傮w看來(lái)，遼阜Ⅱ號(hào)有較小的蒸騰速率、較小的氣孔導(dǎo)度、較低的失水速度、高的水分含量以及更多的干物質(zhì)儲(chǔ)備，這有利于其在干旱的條件下維持水分平衡。

經(jīng)比較，遼阜Ⅱ在5月的總含水量高于其他兩個(gè)品種，束縛水/自由水的比例相差無(wú)幾。遼阜Ⅱ號(hào)更易適應(yīng)該環(huán)境，具備更好的抗旱性。

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果看出遼阜Ⅱ號(hào)臨界飽和虧缺值最大，至臨界飽和虧缺值的時(shí)間長(zhǎng)，其他依次是遼阜Ⅰ和楚伊?？梢?jiàn)，樹(shù)木葉片在同等條件下，遼阜Ⅱ號(hào)表現(xiàn)的抗旱性更強(qiáng)。

通過(guò)比較看出，遼阜Ⅱ號(hào)根、莖、葉的平均水勢(shì)低于其他兩個(gè)品種，其他依次是楚伊、遼阜Ⅰ號(hào)。表明在該環(huán)境中遼阜Ⅱ號(hào)根系吸收功能強(qiáng)，更易從土壤中吸收水分；遼阜Ⅱ號(hào)莖葉的疏導(dǎo)能力也較其他兩個(gè)品種強(qiáng)，因此，它具備更好的抗旱性。楚伊次之，最后是遼阜Ⅰ號(hào)。