遼西地區(qū)平歐雜種榛葉片耗水及耐旱分析

艾婷婷

(遼寧省沙地治理與利用研究所，遼寧 阜新 123000)

榛子仁含有豐富的脂肪、蛋白質(zhì)、碳水化合物及多種維生素和礦物質(zhì)，具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。我國榛子資源豐富，從南到北22個(gè)省均有分布，但現(xiàn)有品種多是平榛Corylusheterophylla，平榛果小、殼厚、出仁率低[1]，從國外引進(jìn)的歐洲榛C.avellana，盡管果大、品質(zhì)優(yōu)，但抗寒性差[2-3]，這些不利因素嚴(yán)重地限制了我國榛子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。大果榛子又稱平歐雜種榛C.heterophylla×C.avellana，是我國遼寧省經(jīng)濟(jì)林研究所于l980年通過平榛和歐洲榛雜交選育而來[4]。2007年引種至遼西地區(qū)，遼西降雨相對于遼東地區(qū)偏少，且降雨集中，所以對植物的耐旱性要求較強(qiáng)。

目前在平歐雜種榛植株持水力及品種抗旱性機(jī)理方面所進(jìn)行的研究較少，李嘉誠[5]等分析了不同品系榛子葉片的解剖特征，宋鋒惠，李六林，劉劍鋒[6-8]等分析了榛子的光合、水分利用率等特征，史彥江[9]等分析高溫脅迫下榛子葉片電導(dǎo)率變化，但從葉片、枝條多方面綜合考慮榛子耐旱情況的研究仍較少，本研究基于分析不同品系平歐雜種榛的光合耗水、葉片解剖特征、失水特征以及不同土壤含水率下導(dǎo)水情況等，為篩選出更加適合遼西地區(qū)的榛子提供參考。

1 研究地概況

研究地位于遼寧省西北部彰武縣章古臺鎮(zhèn)，地處科爾沁沙地南緣42°43′～42°51′N，122°53′～122°22′E，海拔226.5 m。屬于暖溫帶半干旱半濕潤氣候區(qū)，年均降水量500 mm左右，多集中于6-8 月份，年蒸發(fā)量1 600 mm左右，空氣相對濕度60.4%。年均氣溫6.1 ℃左右，極端最低氣溫-34.1 ℃，極端最高氣溫43.2 ℃，≥10 ℃年積溫3 000～3 300 ℃，無霜期平均154 d，年均風(fēng)速3.0～3.7 m·s-1。土壤貧瘠，有機(jī)質(zhì)含量較低，主要為固定風(fēng)沙土。

2 材料與方法

2.1 試驗(yàn)材料

平歐雜種榛栽植在遼寧省沙地治理與利用研究所產(chǎn)業(yè)園，樹齡10 a，株行距2 m×3 m，每年灌水、松土除草，生長季節(jié)施化肥，秋季追施雞糞，春季修剪，疏除枯枝，生長季節(jié)剪除根部萌條。選擇3個(gè)不同品種(系)達(dá)維、遼榛3號、遼榛7號，在各品系中挑選長勢良好、樹勢均一、無病蟲害的3～5株樹作為樣株。

2.2 試驗(yàn)方法

2.2.1 光合及蒸騰測定

在8月中旬，每個(gè)品系選擇3株生長狀況良好、樹勢較為一致的植株，在樣株東、南、西、北4個(gè)方向選擇中部葉片，應(yīng)用便攜式LI-6400光合儀測定葉片凈光合速率和蒸騰速率，6：00-18：00每1 h測定1次，每株測量3次，結(jié)果取平均值。

2.2.2 葉片解剖及失水速率測定

在樣株南側(cè)1.5 m高左右1年生枝條上選擇發(fā)育成熟的健康功能葉片5枚，迅速帶回實(shí)驗(yàn)室，采用葉片解剖方法測量葉片柵欄組織、海綿組織厚度；采用印跡法測量葉片氣孔密度、氣孔長度；葉片失水速率在自然條件下測量，初始時(shí)每10 min測量1次，逐漸延長至20 min測量1次。

2.2.3 導(dǎo)水率測定

每個(gè)品種裝18盆，在露天處自然干旱，設(shè)中度干旱、重度干旱和對照3個(gè)處理，每個(gè)處理6次重復(fù)。對照，始終保持含水量在田間持水量的85%以上；中度干旱，土壤含水量為田間持水量的50%左右；重度干旱，土壤含水量為田間持水量的45%左右。應(yīng)用TRIME土壤水勢儀定期測定土壤體積含水率。

不同處理每個(gè)品系截取不同個(gè)體向陽枝條6枝，長度50～100 cm，取下后迅速插入水中并在水下從基部切除10 cm左右的莖段，在0.05 MPa水勢下用10 mmol·L-1草酸溶液沖洗，測量枝條導(dǎo)水率。

2.3 數(shù)據(jù)處理

利用Excel 2007 處理數(shù)據(jù)及制作圖表，利用SPSS 19.0軟件進(jìn)行方差分析及線性擬合。

3 結(jié)果與分析

3.1 光合特性

3個(gè)品系光合速率和蒸騰速率見圖1。達(dá)維的光合速率在上午10：00出現(xiàn)一個(gè)高峰，遼榛7號在11:00左右出現(xiàn)一次高峰，而遼榛3號在一天中的大部分時(shí)間都較強(qiáng)，總體光合速率遼榛3號略大，遼榛7號居中，達(dá)維略??；遼榛7號的蒸騰速率上午與遼榛3號基本相同且較大，但在下午時(shí)分與達(dá)維基本相同且較小，3個(gè)品系均在中午出現(xiàn)蒸騰高峰，總體蒸騰速率由強(qiáng)到弱依次為遼榛3號、遼榛7號、達(dá)維。

圖1 3個(gè)品系凈光合速率和蒸騰速率

3.2 葉片解剖特征

發(fā)達(dá)的柵欄組織可以減少萎蔫時(shí)的損傷，柵欄組織越厚，抗旱保水能力越強(qiáng)。從表1可以看出，3個(gè)品系的葉片厚度差異顯著，但CTR、SR差異不顯著。遼榛3號的葉片厚度、柵欄組織、海綿組織厚度、SR值均大于達(dá)維和遼榛7號，但CTR值小于另兩個(gè)品系。

表1 3個(gè)品系的葉片解剖特征

氣孔密度和大小均受環(huán)境條件影響，是不穩(wěn)定的性狀，同一植物氣孔密度對光強(qiáng)有反應(yīng)，氣孔密度與氣孔長度呈高度相關(guān)，即氣孔密度大時(shí)氣孔長度短，氣孔密度小時(shí)氣孔長度長。從圖2可以看出，遼榛3號的氣孔密度最大、氣孔長度最長，達(dá)維氣孔密度大，氣孔長度短，遼榛7號氣孔密度小，氣孔長度較大。

圖2 3個(gè)品系的葉片氣孔密度和氣孔長度

3.3 葉片含水率

平歐雜種榛3個(gè)品系葉片失水量-時(shí)間擬合曲線見圖3。根據(jù)曲線擬合的方程如下：

遼榛3號：y=5E-05x2-0.006x+0.516

遼榛7號：y=5E-05x2-0.005x+0.392

達(dá)維：y=5E-05x2-0.005x+0.373

葉片質(zhì)量遼榛3號較大，達(dá)維、遼榛7號較小，從圖3可見，平歐雜種榛3個(gè)品系盡管葉片質(zhì)量不同，但曲線在曲率上無差別，說明3個(gè)品系的平歐雜種榛葉片失水速度是一樣的。

圖3 3個(gè)品系的葉片失水曲線

3.4 枝條導(dǎo)水

干旱脅迫使枝條導(dǎo)水率出現(xiàn)不同程度下降，枝條導(dǎo)水率的下降會導(dǎo)致氣孔導(dǎo)度和葉片水勢的下降，植株水勢降低。由圖4可以看出，達(dá)維、遼榛3號、遼榛7號在中度干旱和重度干旱脅迫后，枝條導(dǎo)水率分別減少到對照處理的42.78%、37.05%、41.97%和24.11%、24.71%、28.98%，其中遼榛3號枝條導(dǎo)水率減小幅度最大，遼榛7號減小幅度最小。

圖4 干旱脅迫對3個(gè)品系枝條導(dǎo)水率的影響

4 結(jié)論與討論

4.1 水分是影響植物生長最主要的限制因子，植物水分大部分通過葉片蒸騰而散失，葉片形態(tài)結(jié)構(gòu)特征對抗旱性也有重要的意義[10]。研究表明，遼榛3號的葉片厚度、柵欄組織和海綿組織厚度、SR值均大于達(dá)維和遼榛7號，而CTR值較小。

4.2 植物葉片光合作用日變化是植物生產(chǎn)過程中物質(zhì)積累與生理代謝的基本單元，也是分析環(huán)境因素影響植物生長和代謝的重要手段[11-12]。遼榛3號的光合更加旺盛，葉片蒸騰作用更強(qiáng)，單位面積的氣孔多，氣孔長度大，對水分消耗更大。

4.3 樹木在水分脅迫時(shí)會發(fā)生空穴和栓塞，影響水分傳輸效率[13]，枝條導(dǎo)水率的變化與植物耐旱性之間的關(guān)系仍有待探討，從結(jié)果看遼榛3號枝條導(dǎo)水率降低幅度更大，遼榛7號枝條導(dǎo)水率降低幅度較小。

綜上所述，從生理角度來看遼榛7號在遼西地區(qū)更加適應(yīng)。