阜新市楊樹造林常用品種的抗旱性研究

楊愛風(fēng)

(遼寧省阜新市林業(yè)局,遼寧 阜新 123000)

阜新地處遼西北干旱半干旱地區(qū)，干旱是植物生長最大的制約因素。楊樹是阜新地區(qū)普遍栽植的用材和生態(tài)樹種，隨著近年干旱程度的加強(qiáng)，選育抗旱性強(qiáng)的楊樹品種成為林業(yè)科學(xué)研究的重中之重。

氣孔是植物葉片與外界環(huán)境進(jìn)行氣體交換和蒸騰作用的重要通道[1]，氣孔的形態(tài)和數(shù)量等特征參數(shù)直接影響植物蒸騰、光合等生理活動。許多旱生植物在干旱條件下，為了節(jié)約體內(nèi)水分，可以通過使氣孔加大密度或縮小孔徑對干旱做出迅速反應(yīng)。旱生植物氣孔密度大可有效防止水分蒸騰。阜新地區(qū)生產(chǎn)造林常用楊樹品種主要有小鉆楊、群眾楊、黑林1號、哲林4號、中綏12號、中荷64號6種。本文旨在通過對參試楊樹各品種氣孔特征、蒸騰速率和水分利用效率進(jìn)行比較，分析出阜新地區(qū)抗旱性強(qiáng)的楊樹品種。

1 研究地區(qū)自然概況

阜新市位于遼寧省西北部，氣候?qū)賮啙駶櫚敫珊荡箨懶约撅L(fēng)氣候。年均氣溫7.8 ℃，年有效積溫(≥10 ℃)3 299～3 377 ℃，日照2 673～2 762 h·a-1；平均降水量450～540 mm，蒸發(fā)量1 560～1 783 mm，無霜期154 d。土壤以淋溶褐土、森林棕壤土和風(fēng)沙土、草甸土為主。植被屬蒙古、華北、長白三個植物區(qū)系匯區(qū)，以華北植物區(qū)系植物為主。植被類型以溫帶旱生植物群落為主，主要有蒙古櫟林、遼東櫟林、雜木林、油松林、春榆林、山杏矮林、榛子灌叢、酸棗荊條灌叢、胡枝子灌叢、土莊繡線菊灌叢以及菊科、大針茅、百合科、隱子草、百里香等群落。人工林以油松、樟子松、刺槐、柳樹、楊樹、紫穗槐及大扁杏、榆樹、沙棘等用材林、經(jīng)濟(jì)林樹種為主。

2 試驗(yàn)方法

選取阜新地區(qū)造林常用的群眾楊、小鉆楊、中荷64號、中綏12號、黑林1號、哲林4號進(jìn)行試驗(yàn)，每個楊樹品種設(shè)3塊標(biāo)準(zhǔn)地，3次重復(fù)。

2.1 氣孔觀察

分別采集參試楊樹品種樹葉，采用FAA固定液，制作切片。將切片置于10×10倍光學(xué)顯微鏡下觀測，每份材料隨機(jī)選取10個觀測點(diǎn)，計(jì)數(shù)網(wǎng)格尺內(nèi)的氣孔數(shù)，將其平均值換算成單位面積的氣孔數(shù)，即為葉片的氣孔密度。將切片置于10×40倍光學(xué)顯微鏡下用測微尺觀測氣孔器的長度和寬度，重復(fù)10次。

2.2 蒸騰速率和水分利用效率測定

用Li-6400型便攜式植物光合作用儀測定。選擇晴朗天氣，在6：00—18：00時(shí)段，每隔2 h進(jìn)行一次測量，每個品種選2年生扦插苗，5個同方位向陽葉片,每個葉片重復(fù)測定3次。

3 結(jié)果與分析

3.1 葉片氣孔結(jié)構(gòu)

觀察結(jié)果表明，單位面積氣孔個數(shù)，群眾楊>小鉆楊>中荷64號>中綏12號>哲林4號>黑林1號。小鉆楊、中荷64號、中綏12號、哲林4號、黑林1號單位面積氣孔個數(shù)分別是群眾楊的79.3%、75.5%、71.6%、63.5%、58.2%。

表1 不同楊樹品種葉片氣孔特征

氣孔長度，群眾楊<小鉆楊<中荷64號<中綏12號<哲林4號<黑林1號，小鉆楊、中荷64號、中綏12號、哲林4號、黑林1號氣孔長度分別比群眾楊長15.9%、19.4%、21.4%、30.2%、40.5%。氣孔寬度，群眾楊<小鉆楊<中荷64號<中綏12號<哲林4號<黑林1號，小鉆楊、中荷64號、中綏12號、哲林4號、黑林1號氣孔長度分別比群眾楊寬29.5%、33.8%、38.1%、54%、64%。可見，從氣孔密度和孔徑來看，群眾楊抗旱性最強(qiáng)，黑林1號最差。抗旱順序從強(qiáng)到弱依次為群眾楊、小鉆楊、中荷64號、中綏12號、哲林4號、黑林1號。方差分析得出，在給定顯著性水平α為0.05的前提下，氣孔密度和孔徑概率P值<0.05，故各品種氣孔3個特征值都差異顯著。

3.2 蒸騰速率和水分利用效率

植物水分利用效率通常以蒸騰系數(shù)來表示。蒸騰系數(shù)大，表明固定單位質(zhì)量的CO2所需水分越多，植物的水分利用效率越低。水分利用效率的提高，增強(qiáng)了植物對干旱的耐受能力，有利于提高植物對干旱脅迫的抵御能力。

圖1 不同品種蒸騰速率比較

圖2 不同品種水分利用效率比較

從圖2可以看出，蒸騰速率群眾楊<小鉆楊<中荷64號<中綏12號<哲林4號<黑林1號。水分利用效率和蒸騰速率表現(xiàn)出截然相反的規(guī)律。可見群眾楊對水分脅迫的抵御能力最強(qiáng)，從強(qiáng)到弱依次為群眾楊、小鉆楊、中荷64號、中綏12號、哲林4號、黑林1號。

4 結(jié)論

4.1 在葉片氣孔特征方面，氣孔孔徑越小、密度越大，植物抗旱性越強(qiáng)。6個楊樹品種的抗旱性從強(qiáng)到弱依次為群眾楊、小鉆楊、中荷64號、中綏12號、哲林4號、黑林1號。

4.2 在蒸騰速率和水分利用效率方面，群眾楊對水分脅迫的能力最強(qiáng)，6個楊樹品種的抗旱性從強(qiáng)到弱依次為群眾楊、小鉆楊、中荷64號、中綏12號、哲林4號、黑林1號。