高寒凍土層地區不同土壤改良措施對花葉海棠光合特性的影響

喬維范，袁雅麗

(1.青海省西寧市西山林場,青海 西寧 810000;2.青海大學農牧學院，青海 西寧 810016)

高寒凍土層地區不同土壤改良措施對花葉海棠光合特性的影響

喬維范1，袁雅麗2

(1.青海省西寧市西山林場,青海 西寧 810000;2.青海大學農牧學院，青海 西寧 810016)

為促進花葉海棠在天峻縣的生長，采用不同比例的森林土、泥炭、腐熟羊糞、河砂和珍珠巖改良土壤，分析不同土壤改良措施下花葉海棠葉片的凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導度及胞間CO2濃度。結果表明：在6個處理中，S3(50%森林土+10%泥炭+10%腐熟羊糞+5%河砂+5%珍珠巖+20%原土)、S2(40%森林土+10%泥炭+10%腐熟羊糞+5%河砂+5%珍珠巖+30%原土)處理的葉片平均凈光合速率較大，分別為14.11 μmol·m-2·s-1、13.72 μmol·m-2·s-1，增長率分別為17.58%、14.32%；S3、S6(10%森林土+50%泥炭+10%腐熟羊糞+5%河砂+5%珍珠巖+20%原土)處理的葉片平均蒸騰速率較大，分別為12.44 mol·m-2·s-1、11.64 mol·m-2·s-1，增長率分別為65.65%、54.99%；S6、S3處理的葉片平均氣孔導度較大，分別為0.455 mol·m-2·s-1、0.426 mol·m-2·s-1，增長率分別為49.18%、39.68%；S3處理的葉片平均胞間CO2濃度較大，為280.1 μmol·mol-1，增長率為21.10%；不同土壤改良措施與花葉海棠葉片的凈光合速率、蒸騰速率及胞間CO2濃度均呈極顯著性相關(P<0.01)，與氣孔導度呈顯著相關(P<0.05)，經各項指標綜合分析，篩選出經S3處理的試驗地最適宜花葉海棠生長。

土壤改良；花葉海棠；光合特性

青海省天峻縣位于海西蒙古族藏族自治州境東北部，西北部與甘肅省交界，地處青藏高原東北端的祁連山中段南部地區，山脈呈東南西北走向，以山地為主，高山、中低山、山谷和山間盆地相間分布。地理位置介于96°49′2″—99°41′48″ E，36°53′—48°39′12″ N[1，2]。全縣海拔2 850～5 826.8 m，年平均氣溫-5.3～0.9 ℃，氣候高寒，干旱多風，全年無絕對無霜期[3～5]，凍土面積較廣、厚度較大，其作為青藏高原重要的氣候生態系統之一，屬于全球氣候變化敏感和生態系統脆弱的典型區域[2]。縣內大部分土地均為草原，只有縣城內有少數烏柳，云杉等綠化樹種。

花葉海棠(Malustransitoria)，薔薇科(Rosaceae)蘋果屬(MalusMill)為灌木或小喬木，俗稱為“藏茶”[6]，高可達8 m[7,8]。生長在山坡叢林中或黃土丘陵上，海拔1 500～3 900 m。分布于蒙古、甘肅、青海、陜西和四川，是青藏高原東南緣山原區農林牧交錯區生態系統的重要植物之一，當地群眾歷來有用花葉海棠嫁接蘋果、沙果的習慣[9]，自身耐寒耐旱，耐瘠薄土地，適應性強，對生態綠化和生態公益林建設有重要意義[10]。

本試驗通過不同比例的森林土、泥炭、腐熟羊糞、細砂和珍珠巖對天峻縣試驗地進行土壤改良，測定不同土壤改良措施下花葉海棠的凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導度及胞間CO2濃度，分析研究不同土壤改良措施對花葉海棠光合特性指標的影響，選出最適宜花葉海棠生長的土壤改良措施，以提高花葉海棠的成活率及生長量，增加當地農牧民收入，促進天峻縣城鄉綠化進程。

1 材料與方法

1.1 試驗區概況

試驗區位于距天峻縣城25 km處的天棚苗圃，該苗圃地勢平坦，交通便利，平均海拔3 400 m，年平均降水量300 mm，晝夜溫差大，蒸發量大，風沙天氣出現較為頻繁，且全年無絕對無霜期。土質為砂質壤土，pH為8.4。

1.2 試驗材料

基質：森林土、泥炭、腐熟羊糞、珍珠巖、河沙。

苗木：青海省瑪可河苗木培育基地選取兩年實生花葉海棠苗。

表1 土壤基質配比設計

1.3 試驗設計

試驗共分為6個處理和一個對照組，如表1。于2015年6月—2015年8月用Li-6400型便攜式光合測定儀對試驗區內6個處理與對照組中的花葉海棠凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導度及胞間CO2濃度進行測定，對數據進行統計分析，選出最適宜花葉海棠生長的土壤改良措施。

1.4 測定方法

于2015年6月—2015年8月花葉海棠的整個生長時間段內，隨機選取生長于不同基質配比下的健康完整的花葉海棠植株各10株并做以標記，以選定的花葉海棠植株上部隨機選擇枝條部位、葉位相同的10個葉片作為測量對象，利用Li-6400型便攜式光合測定儀測定不同土壤改良措施下所選花葉海棠葉片的凈光合速率(Pn)、蒸騰速率(Tr)、氣孔導度(Gs)及胞間CO2濃度(Ci)等指標。每隔五天測定一次，從9:00到19:00每2 h測定1次，共6次，每項指標3次重復，以10個葉片各試驗項平均值作為花葉海棠在該時間段的光合生理指標參數。為減少讀數誤差，測定時測定時間、測定人員均保持一致。

1.5 數據處理

采用SPSS20.0擬合統計軟件，采用單因素方差分析方法，計算所測得的各項光合特性指標的相關性及其顯著性，并進行分析。

2 結果與分析

2.1 不同土壤改良措施對花葉海棠葉片凈光合速率的影響

2.1.1 不同土壤改良措施下花葉海棠葉片凈光合速率的分析 2015年6月至2015年8月對不同處理下隨機所選的花葉海棠植株上部的10個葉片進行不同時段凈光合速率的測定，并對每次測定的平均值進行處理，結果見表2。

表2 不同土壤改良措施下花葉海棠葉片的凈光合速率 μmol·m-2·s-1

由表2可知，不同土壤改良措施下花葉海棠葉片凈光合速率的平均值都高于對照組，其中S3處理下的增長率最大，為17.58%，其次為S2、S6、S5、S1、S4，增長率分別為14.33%、12.5%、10.92%、5%、3.58%。

2.1.2 不同土壤改良措施對花葉海棠葉片凈光合速率影響的多重比較 不同土壤改良措施對花葉海棠葉片凈光合速率影響的多重比較，結果見表3。

表3 不同土壤改良措施對花葉海棠葉片的凈光合速率影響的多重比較

由表3可知，S3處理下的花葉海棠葉片凈光合速率的平均值最高。在0.05水平，S3與S2、S6無顯著差異，與S5、S1、S4、CK有顯著差異。在0.01水平，S3與S2、S6、S5無極顯著差異，與S1、S4、CK有極顯著差異。說明S3、S2、S6處理都能明顯地提高凈光合速率。

2.2 不同土壤改良措施對花葉海棠葉片蒸騰速率的影響

2.2.1 不同土壤改良措施下花葉海棠葉片蒸騰速率的分析 2015年6月至2015年8月對不同處理下隨機所選的花葉海棠植株上部10個葉片進行不同時段蒸騰速率的測定，并對每次測定的平均值進行處理，結果見表4。

表4 不同土壤改良措施下花葉海棠葉片的蒸騰速率 mol·m-2·s-1

由表4可知，不同土壤改良措施下花葉海棠葉片蒸騰速率的平均值都高于對照組，其中S3處理下的增長率最大，為65.65%。其次為S6、S2、S1、S5、S4，增長率分別為54.99%、48.60%、34.22%、33.02%、30.89%。

2.2.2 不同土壤改良措施對花葉海棠葉片蒸騰速率影響的多重比較 不同土壤改良措施對花葉海棠葉片的蒸騰速率影響多重比較，結果見表5。

由表5可知，S3處理下的花葉海棠葉片蒸騰速率的平均值最大。在0.05水平，S3與S6、S2、S1、S5、S4無顯著差異，與CK有顯著差異。在0.01水平，S3與S6、S2、S1、S5、S4、無極顯著差異，與CK有極顯著差異。說明S3處理能明顯地提高蒸騰速率。

表5 不同土壤改良措施對花葉海棠葉片蒸騰速率影響的多重比較

2.3 不同土壤改良措施對花葉海棠葉片氣孔導度的影響

2.3.1 不同土壤改良措施下花葉海棠葉片氣孔導度的分析 2015年6月至2015年8月對不同處理下隨機所選的花葉海棠植株上部的10個葉片進行不同時段氣孔導度的測定，并對每次測定的平均值進行處理，結果見表6。

表6 不同土壤改良措施下花葉海棠葉片的氣孔導度 mol·m-2·s-1

由表6可知，不同土壤改良措施下花葉海棠葉片氣孔導度的平均值都高于對照組，其中S6處理下的增長率最大，為49.18%，其次為S6、S2、S1、S5、S4，分別比對照增加39.68%、21.97%、18.69%、16.39%、4.92%。

2.3.2 不同土壤改良措施對花葉海棠葉片氣孔導度影響的多重比較 不同土壤改良措施對花葉海棠葉片氣孔導度影響的多重比較，結果見表7。

表7 不同土壤改良措施對花葉海棠葉片氣孔導度影響的多重比較

由表7可知，S6處理下的花葉海棠葉片氣孔導度的平均值最大。在0.05水平，S6與S3、S2、S1、S5、S4無顯著性差異，與CK有顯著差異。在0.01水平，S3、S6、S2、S1、S5、S4、CK間均無極顯著差異。說明S6處理能明顯地提高氣孔導度。

2.4 不同土壤改良措施對花葉海棠葉片胞間CO2濃度的影響

2.4.1 不同土壤改良措施下花葉海棠葉片胞間CO2濃度的分析 2015年6月至2015年8月對不同處理下隨機所選的花葉海棠植株上部的10個葉片進行不同時段胞間CO2濃度的測定，并對每次測定的平均值進行處理，結果見表8。

表8 不同土壤改良措施下花葉海棠葉片的胞間CO2濃度 μmol·m-2·s-1

由表8可知，不同土壤改良措施下花葉海棠葉片胞間CO2濃度的平均值都高于對照組，其中S3處理下的增長率最大，為21.10%，其次為S6、S2、S1、S5、S4，分別比對照增加12.32%、12.11%、10.68%、7.65%、6.74%。

2.4.2 不同土壤改良措施對花葉海棠葉片胞間CO2濃度影響的多重比較 不同土壤改良措施對花葉海棠葉片胞間CO2濃度影響的多重比較，結果見表9。

表9 不同土壤改良措施對花葉海棠葉片胞間CO2濃度影響的多重比較

由表9可知，S3處理下的花葉海棠葉片胞間CO2濃度的平均值最大。在0.05水平，S3與S6、S2、S1、S5無顯著性差異，與S4、CK有顯著差異。在0.01水平，S3與S6、S2、S1、S5、S4無極顯著性差異，與CK有極顯著差異。說明S3處理能明顯地提高胞間CO2濃度。

3 結論

3.1 S3、S2處理下的花葉海棠葉片平均凈光合速率較大，其增長率分別為17.58%、14.32%；不同土壤改良措施與花葉海棠葉片的凈光合速率呈極顯著相關(P<0.01)；與對照組相比S3、S2、S6處理能明顯地提高凈光合速率。

3.2 S3、S6處理下的葉片平均蒸騰速率較大，其增長率分別為65.65%、54.99%；不同土壤改良措施與花葉海棠葉片的蒸騰速率呈極顯著相關(P<0.01)；與對照組相比S3處理能明顯地提高蒸騰速率。

3.3 S6、S3處理的葉片平均氣孔導度較大，其增長率分別為49.18%、39.68%；不同土壤改良措施與花葉海棠葉片的氣孔導度呈顯著相關(P<0.05)，與對照組相比S6處理能明顯地提高氣孔導度。

3.4 S3處理的葉片平均胞間CO2濃度較大，其增長率為21.10%；不同土壤改良措施與花葉海棠葉片的胞間CO2濃度呈極顯著相關(P<0.01)；與對照組相比S3處理能明顯地提高胞間CO2濃度。

3.5 經各項指標值的比較，說明花葉海棠根系處的土壤經過不同程度的改良處理后可以加快花葉海棠的凈光合速率、蒸騰速率，加大氣孔導度及胞間CO2濃度，篩選出S3處理(土壤添加50%比例的森林土和固定比例的泥炭、腐熟羊糞、河砂、珍珠巖的改良處理)最適宜花葉海棠生長。

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Effects of Different Soil Improvement Measures on Photosynthetic Characteristics ofMalusTransitoriain Alpine Permafrost

Qiao Weifan1,Yuan Yali1

(1. Xishan Forest Farm, Qinghai Prov.,Xining 810000, China;2.College of Agriculture & Animal Husbandry, Qinghai University, Xining 810016, China)

In order to accelerate the growth ofMalustransitoriain Tianjun county, adopting different proportions (50% forest soil+10% peat+10% composting sheep manure+5% river sand +5% perlite + 20% soil), photosynthetic, transpiration rate, conductance, and intercellular CO2concentration were analyzed under different soil improvement. Results show :under six conditions, average net photosynthetic rate in leaves ofMalustransitoriatreated byS3,S2is big, being 14.11 μmol·m-2·s-1,13.72 μmol·m-2·s-1respectively. growth rates of 17.58% & 14.32%.S3、S6average transpiration rate are 12.44 mol·m-2·s-1&11.64 mol·m-2·s-1, growth rates are 65.65%and 54.99%. Average stomatal conductance of leaves treated by S6& S3are 0.455 mol·m-2·s-1& 0.426 mol·m-2·s-1, growth rates are 49.18% & 39.68%. Average intercellular CO2concentration treated by S3is 280.1μmol·mol-1, growth rates is 21.10%, different soil improvement measures are positively correlated with photosynthetic, transpiration rate and intercellular CO2concentration of leaves ofMalustransitoria(P<0.01),and inversely correlated with conductance(P<0.05), tests show: selected S3is optimum forMalustransitoriato grow.

soil improvement;Malustransitoria;photosynthetic

1005-5215(2017)05-0066-04

2017-03-23

喬維范(1981-)，男(土家族)，青海民和人，助理工程師，現從事綠化造林方面研究.

袁雅麗(1991-)，女(土家族)，青海貴德人，碩士，現從事森林培育研究，Email：80213522@qq.com

S714.6

A

10.13601/j.issn.1005-5215.2017.05.023