不同鄉(xiāng)土樹(shù)種葉片自由水與束縛水含量研究

劉小玲，陳紅躍

(華南農(nóng)業(yè)大學(xué) 林學(xué)與風(fēng)景園林學(xué)院，廣東 廣州 510642)

1 引言

植物的一切正常活動(dòng)只有在含有一定細(xì)胞水分的情況下才可以進(jìn)行[1]。不同植物體內(nèi)的含水量有著明顯的不同，同一植物同一器官不同時(shí)期含水量也不同。含水量直接影響植物的生理作用，并且隨著水分存在狀態(tài)，即自由水和束縛水含量的變化而產(chǎn)生不同的影響[2]。鄉(xiāng)土樹(shù)種是指本地區(qū)天然分布樹(shù)種或者已引種多年且在當(dāng)?shù)匾恢北憩F(xiàn)良好的外來(lái)樹(shù)種。鄉(xiāng)土樹(shù)種優(yōu)點(diǎn)較多，包括抗逆性強(qiáng)，造林迅速，穩(wěn)定性好，種植和管護(hù)簡(jiǎn)單，樹(shù)種資源豐富，苗木運(yùn)輸和包裝成本低等[3]。葉片自由水含量及束縛水含量及其比值都是植物抗旱性能的重要指標(biāo)[4]，研究東莞大嶺山森林公園不同鄉(xiāng)土樹(shù)種葉片的水分存在狀態(tài)，篩選出耐旱性較強(qiáng)的鄉(xiāng)土樹(shù)種，為今后的造林活動(dòng)提供參考。

2 材料與方法

2.1 調(diào)查區(qū)概況

調(diào)查區(qū)為東莞大嶺山森林公園，位于東莞市虎門(mén)鎮(zhèn)境內(nèi)，丘陵型地帶，南亞熱帶季風(fēng)氣候，年平均氣溫21.7 ℃，東北部偏高，西北部偏低，海拔多在150～450 m之間，自然環(huán)境優(yōu)越[5]。大嶺山森林公園是東莞市屬?lài)?guó)營(yíng)森林公園，離廣州、中山、深圳、番禺等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的城市較近，經(jīng)濟(jì)發(fā)展優(yōu)勢(shì)顯著，交通便捷，為大嶺山森林公園提供了得天獨(dú)厚的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展環(huán)境。

2.2 樹(shù)種選擇

圍繞大嶺山森林公園內(nèi)的不同區(qū)域，選擇生長(zhǎng)態(tài)勢(shì)良好的鄉(xiāng)土樹(shù)種，測(cè)量其樹(shù)高、胸徑、冠幅、枝下高等指標(biāo)，綜合其生長(zhǎng)態(tài)勢(shì)和病蟲(chóng)害情況，進(jìn)行生長(zhǎng)狀況與適應(yīng)性分析[6]，再結(jié)合已有研究[7]，最終確定了儀花、海紅豆等39種樹(shù)木作為研究對(duì)象。實(shí)地采摘這39種樹(shù)木的新鮮葉片各50 g，裝袋帶回實(shí)驗(yàn)室等待進(jìn)一步處理。具體樹(shù)種見(jiàn)附錄。

2.3 測(cè)定方法

在采摘后，稱(chēng)量采集每個(gè)樹(shù)種葉片鮮重A1。

本次實(shí)驗(yàn)使用稱(chēng)重法測(cè)定自由水和束縛水的含量。相較于傳統(tǒng)的阿貝折射儀法，利用稱(chēng)重法測(cè)定自由水與束縛水的比例有以下優(yōu)點(diǎn)：① 誤差小，避免了阿貝折射儀法的誤差來(lái)源——測(cè)量糖液的濃度；② 測(cè)量數(shù)據(jù)少，只需稱(chēng)量?jī)山M數(shù)據(jù)：浸泡前、后葉片的質(zhì)量。阿貝折射儀法則需稱(chēng)取4組數(shù)值：葉片質(zhì)量，糖液質(zhì)量及處理前、后糖液的濃度；③操作簡(jiǎn)單，計(jì)算簡(jiǎn)便，結(jié)果準(zhǔn)確[8]。

利用稱(chēng)重法測(cè)量的具體操作步驟：①準(zhǔn)備好3×39共計(jì)117個(gè)小型燒杯待用；②對(duì)39種不同植物分別取完整葉片，去其主脈后，剪成幾片面積相當(dāng)?shù)娜~片(盡量保持葉片完整性，不破壞葉片的結(jié)構(gòu))，稱(chēng)量大約2 g左右的樹(shù)葉，記錄重量后裝入燒瓶中B1；③配置60%的蔗糖水溶液共計(jì)2000 mL，向每個(gè)小燒杯中加入12 g 60%蔗糖溶液；④將各燒杯遮光處理6 h，輕輕搖動(dòng)，使葉片能夠完全浸入到水中；⑤取出葉片，用濕紗布和濾紙吸去表面糖液后立即稱(chēng)重B2。計(jì)算公式為：

植物組織中自由水含量B(% ) = (浸泡前葉片質(zhì)量B1-浸泡后葉片質(zhì)量B2)/ 浸泡前葉片質(zhì)量B1×100%；

植物組織中束縛水含量A(% ) = (總含水量A1-自由水含量B )×100%。

2.4 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2003和R軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同鄉(xiāng)土樹(shù)種自由水與束縛水含量分析

所測(cè)得的39種不同鄉(xiāng)土樹(shù)種的自由水含量與束縛水含量及其比例見(jiàn)表1，結(jié)果已經(jīng)過(guò)鄧肯檢驗(yàn)。從表1中可以看出不同鄉(xiāng)土樹(shù)種自由水含量差別很大，其浮動(dòng)范圍為3.01%～47.79%。自由水含量在10%以下的有11個(gè)樹(shù)種，分別為尖葉杜英、小葉杜英、紅椎、米錐、石櫟、人面子、木菠蘿、花油茶、多花山竹子、格木、鐵刀木，其中紅錐的自由水含量最低，僅為3.01%，有12個(gè)樹(shù)種的含水量在10%～20%之間。自由水含量高于40%的有5種，分別是米老排、中華錐、白蘭、黃蘭、中華楠。不同樹(shù)種束縛水含量浮動(dòng)范圍也較大(26.33% ～ 75.33%)。束縛水含量在60%以上的有11種，分別是降香黃檀、尖葉杜英、小葉杜英、海紅豆、米錐、人面子、木菠蘿、多花山竹子、格木、鐵刀木、潺槁、貓尾木。這些束縛水含量較高的樹(shù)種，很可能有一定的耐旱與抗逆性，較為適合做先鋒樹(shù)種。束縛水含量低于40%的有8個(gè)樹(shù)種，其余20個(gè)樹(shù)種的束縛水含量均在40%至60%之間，占據(jù)全部樹(shù)種的1/2以上。

3.2 不同鄉(xiāng)土樹(shù)種自由水/束縛水比例分析

不同樹(shù)種自由水/束縛水比例從高達(dá)235.33%的中華錐，到低至5.76%的米錐，差別較大。其中，5個(gè)樹(shù)種的比例超過(guò)了100%，它們分別是米老排、中華錐、黃蘭、木荷以及無(wú)憂樹(shù)。此外，白蘭的自由水/束縛水比例為97.48%，接近于100%。自由水/束縛水的比例在40%～80%之間的有9種樹(shù)種；自由水/束縛水比例的位于10%～20%的有7個(gè)樹(shù)種，分別為：陰香、紅苞木、石櫟、人面子、木菠蘿、紅花油茶及貓尾木。這些樹(shù)種自由水/束縛水比例低，說(shuō)明這些樹(shù)種已具有一定的抗逆性與耐旱性，生長(zhǎng)活動(dòng)不是很旺盛，適于條件稍差的地區(qū)進(jìn)行試種。有6個(gè)樹(shù)種的自由水/束縛水比例低于10%，分別為：尖葉杜英(9.56%)、小葉杜英(9.50%)、紅錐(5.76%)、米錐(8.44%)、格木(6.05%)、鐵刀木(6.54%)，它們有著很大的耐旱可能。同時(shí)，相比于所選其他33個(gè)樹(shù)種，這6個(gè)樹(shù)種在較為干旱的區(qū)域進(jìn)行移栽時(shí)，能更好地存活與生長(zhǎng)。

表1 不同鄉(xiāng)土樹(shù)種自由水/束縛水比例

3.3 不同鄉(xiāng)土樹(shù)種自由水與束縛水含量聚類(lèi)分析

依據(jù)39個(gè)樹(shù)種自由水與束縛水含量進(jìn)行聚類(lèi)分析，所得結(jié)果見(jiàn)圖1。由圖可知，39種鄉(xiāng)土樹(shù)種按其自由水與束縛水含量被分為4個(gè)類(lèi)。第1類(lèi)樹(shù)種自由水/束縛水比例最低，耐旱性程度最高，第4類(lèi)樹(shù)種自由水/束縛水比例最高，耐旱性最弱。

第一類(lèi)有格木、鐵刀木、多花山竹子、貓尾木、小葉杜英、木菠蘿、潺槁、人面子、尖葉杜英、米錐；

第二類(lèi)有儀花、深山含笑、海紅豆、觀光木、降香黃檀、火力楠、紅苞木、石栗、陰香、紅椎、紅花油茶；

第三類(lèi)有猴耳環(huán)、樟樹(shù)、蝴蝶果、香葉樹(shù)、華杜英，烏欖、灰木蓮、酸棗、闊瓣含笑、烏墨、木荷、無(wú)憂樹(shù)；

第四類(lèi)有米老排、黃蘭、白蘭、毛黃肉楠、中華錐、中華楠。

圖1不同鄉(xiāng)土樹(shù)種聚類(lèi)分析

4 結(jié)論與討論

不同樹(shù)種之間自由水與束縛水含量及其比例浮動(dòng)范圍較大，自由水含量浮動(dòng)范圍為3.01%～47.79%，束縛水含量浮動(dòng)范圍為26.33%～75.33%，自由水與束縛水含量比例的浮動(dòng)范圍為5.76%～235.33%。有6個(gè)樹(shù)種的自由水/束縛水比例低于10%，分別為尖葉杜英，小葉杜英，紅錐，米錐，格木，鐵刀木，耐旱潛力較大。聚類(lèi)分析結(jié)果表明，格木、鐵刀木、多花山竹子、貓尾木、小葉杜英、木菠蘿、潺槁、人面子、尖葉杜英、米錐的耐旱性較強(qiáng)，均可以作為造林先鋒樹(shù)種。

本實(shí)驗(yàn)僅從植物葉片水分存在狀態(tài)參數(shù)初步判斷不同植物的耐旱性，對(duì)于大部分植物的耐寒程度，尚待進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)。測(cè)量束縛水/自由水比例的方法較為新穎，較之傳統(tǒng)方法結(jié)果可能有些許差異，有待與傳統(tǒng)方法所得結(jié)果進(jìn)一步進(jìn)行比較研究。

此外，本實(shí)驗(yàn)所選樹(shù)種及編號(hào)為：1.蝴蝶果 2.降香黃檀 3.陰香 4.華杜英 5.尖葉杜英 6.香葉樹(shù) 7.小葉杜英 8.烏欖 9.猴耳環(huán) 10.海紅豆 11.紅苞木 12.米老排 13.紅錐 14.米錐 15.中華錐 16.石櫟 17.觀光木 18.白蘭 19.黃蘭 20.火力楠 21.闊瓣含笑 22.深山含笑 23.灰木蓮 24.人面子 25.中華楠 26.木菠蘿 27.木荷 28.紅花油茶 29.多花山竹子 30.酸棗 31.格木 32.鐵刀木 33.烏墨 34.毛黃肉楠 35.潺槁 36.無(wú)憂樹(shù) 37.儀花 38.樟樹(shù) 39.貓尾木