半干旱區沙棘良種選育及抗旱技術研究

原會營

（遼寧省朝陽市林業局，遼寧朝陽 122000）

1 研究背景及研究地區概況

沙棘 （HippophaerhamnoidesL.）又名醋柳、酸刺、黑刺、沙棗，為胡頹子科 （Elaeagnaceae）酸刺屬的灌木或小喬木［1］。由于沙棘屬植物具有較強的生態適應性，耐寒、耐旱、耐鹽堿、耐瘠薄，萌生繁衍能力很強，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種，可給其它后來樹種創造良好的生態環境。

朝陽是居于北溫帶大陸性季風氣候區，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常侵入，形成了半干燥、半濕潤的易干燥地區，主要氣候特點為四季分明，雨熱同季，日照充足，日溫差較大，降水偏少，屬半干旱季風氣候區。

2 材料與方法

2.1 供試材料

供試材料有3個沙棘品種，分別是：遼阜Ⅰ、楚伊和遼阜Ⅱ。

2.2 測試方法

2.2.1 植物光合生理的測定

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

2.2.2 植物的水分生理測定

（1）植物的葉片組織含水量、葉片水分飽和虧缺等指標可根據水遇熱蒸發的原理采用烘干稱重法來測定植物組織的水分含量，首先測定植物的鮮重含水量，然后將植物材料在105℃下烘烤15min，然后再于80℃烘至束縛水全部逸出為止，最后根據公式計算：

Wt：飽和鮮重；Wf：自然鮮重；Wd：干重；Wc：臨界含水重量

自由水與束縛水的測定依據植物組織中自由水未被細胞原生質膠體顆粒吸附而可以自由移動、蒸發和結冰，也可以作為溶劑，束縛水則被細胞原生質膠體顆粒吸附而不易移動，因而不易被奪取，也不能作為溶劑的特性，將植物組織浸入高濃度 （低水勢）的糖溶液中一定時間后，自由水可全部擴散到糖液中，組織中便留下束縛水。自由水擴散到糖液后 （相當于增加了溶液中溶劑）便增加了糖液的重量，同時降低了糖液的濃度。測定此降低了的糖液的濃度，再根據原先已知的高濃度糖液的濃度及重量，可求出濃度降低了的糖液的重量。用濃度降低了的糖液的重量減去原來高濃度糖液的重量，即為植物組織中的自由水的重量 （即擴散到高濃度糖液中的水的重量）。最后，用同樣的植物組織的總含水量減去此自由水的含量即是植物組織中束縛水的含量［2］。

（2）根、莖、葉的水勢采用露點水勢儀測定。

3 結果與分析

3.1 光合生理

由于葉綠素具有接受和轉換能量的作用，所以，植物中凡是綠色的、具有葉綠素的部位都進行光合作用，在一定范圍內，葉綠素含量越多，光合越強。

表1 各沙棘品種的葉綠素含量

從表1可以看出，在同樣的生態條件下，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號的葉片能更多地接受和轉換能量，同化更多的無機碳化合物，同時，有更多的太陽能轉變為化學能，儲藏在形成的有機化合物中。

表2 各沙棘品種的生理功能比較

由表2可看出遼阜Ⅰ光合速率相對較高，進行光合作用可以積累大量有機物質，但是遼阜Ⅰ的蒸騰速率也相對偏高、氣孔導度較大，致使很多水分散失，不利于干物質的儲備。而楚伊和遼阜Ⅱ的光合速率、氣孔導度相差甚微，遼阜Ⅱ號蒸騰速率相對楚伊稍微偏高。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儲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 樹木葉片組織的水分狀況與水分生理的特點分析

水是植物體的重要組成部分，其含量常常是控制生命活動的決定因素。在植物細胞內，水分通常以束縛水和自由水兩種狀態存在，自由水參與植物體內的各種代謝反應，而且其數量多少直接影響著植物的代謝強度 （如呼吸速率、光合速率、蒸騰速率和生長速率等），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胞壁和細胞內的水分子，束縛水的存在與植物的抗性有關，一般說來，它不參與植物的代謝作用。束縛水／自由水的比例越大，表明細胞原生質粘滯性及原生質膠體的親水性能越強，有利于吸持更多的水分于體內，不易散失，因而能忍耐更強的干旱［2］。從表3中可以看出3個品種沙棘含水量相差無幾。

表3 各品種沙棘葉片水分生理指標

葉片水分飽和虧缺是指葉片的實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定時的水分虧缺狀況，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，一般認為抗旱性強的樹種，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是受根系供水的影響，因此與樹木抗旱性之間，不具有確定的關系。所以近年來更多地使用葉片臨界水分虧缺作為樹種抗旱性的指標，它是在葉片保水力的基礎上進一步反映葉片失水達到致傷或致害的臨界值，更能反映在半干旱地區葉片缺水致害的界限。樹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間越長，越抗旱，臨界飽和虧缺與自然飽和虧缺的比值，能反映在該條件下，各樹種的生存能力。

從表4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。說明3個品種中遼阜Ⅱ表現的抗旱性更強。

表4 各品種沙棘葉片水分虧缺

3.2.2 根系吸收水分和枝葉疏導水分功能

水勢是植物最基本水分生理指標之一，表示樹木體內水分能量的狀態，根水勢能反映根系的吸收功能。一般認為抗旱性強的樹種，根水勢低，有利于吸收水分。

表5 各品種沙棘根在一天中不同時間的水勢 單位：×105Pa

圖1 各品種沙棘根在一天中不同時間的水勢

從表5和圖1中可以看出上午溫度低時，根水勢比較高，吸收能力較差，隨氣溫增高，生長加快，根水勢數值下降，吸收能力逐步增加。遼阜Ⅱ根的水勢要普遍低于其他兩個品種，其根的吸收能力較高，能從比較干燥的土壤中吸取水分。

表6 各品種沙棘莖在一天中不同時間的水勢 單位：×105Pa

表7 各品種沙棘葉在一天中不同時間的水勢 單位：×105Pa

圖2 各品種沙棘莖在一天中不同時間的水勢

圖3 各品種沙棘葉在一天中不同時間的水勢

莖葉的水勢能反映枝葉疏導水分的功能，莖葉的水勢低，有利于水分的疏導，更能忍耐干旱的條件。由表6、表7、圖2、圖3可以看出，遼阜Ⅱ號莖、葉的水勢均低于其他品種，其他依次是楚伊、遼阜Ⅰ號。表明在該環境中遼阜Ⅱ號具備更好的抗旱性。

4 結論

（1）在同樣的生態條件下，遼阜Ⅱ號和楚伊的葉綠素含量相對較高，葉片能更多地接受和轉換能量，同化更多的無機碳化合物。遼阜Ⅰ的光合速率和氣孔導度最高，其他依次是楚伊、遼阜Ⅱ號。遼阜Ⅰ的蒸騰速率也是最高，其次是遼阜Ⅱ號，最小的是楚伊。總體看來，遼阜Ⅱ號有較小的蒸騰速率、較小的氣孔導度、較低的失水速度、高的水分含量以及更多的干物質儲備，這有利于其在干旱的條件下維持水分平衡。

（2）經比較，遼阜Ⅱ在5月的總含水量高于其他兩個品種，束縛水／自由水的比例相差無幾。遼阜Ⅱ號更易適應該環境，具備更好的抗旱性。

（3）從實驗結果看出遼阜Ⅱ號臨界飽和虧缺值最大，至臨界飽和虧缺值的時間長，其他依次是遼阜Ⅰ和楚伊。可見，樹木葉片在同等條件下，遼阜Ⅱ號表現的抗旱性更強。

綜合看，遼阜Ⅱ號具有較好的生長勢和較強的抗旱性，而且它是大果沙棘，有很好的經濟價值，在造林方面應該著重考慮。

［1］董凡德 .沙棘播種育苗方法 ［J］.山西農業：致富科技版，2001，3：8－8.

［2］劉向莉，高麗紅，劉明池 .植物組織中自由水和束縛水含量測定方法的改進 ［J］.中國蔬菜，2005，4：9－11.

［3］武康生 .植物水分關系和抗旱性 ［J］.北京林業大學學報，1988，10 （2）：80－90.