柏新盛

摘? 要：以離體枝條為材料，利用光合儀對4種常見綠化植物楊樹、櫻花、女貞和大葉黃楊的光合、蒸騰作用對體內(nèi)水分變化的響應進行了測定，以評價其耐旱能力。結(jié)果表明：楊樹和女貞在失水不超過20%時，光合、蒸騰速率仍能維持一個較高的水平;櫻花一旦失水，其光合、蒸騰速率則快速下降;而大葉黃楊在失水30%以內(nèi)，仍能維持一個較高的光合速率和蒸騰速率。由此可見，大葉黃楊的耐旱力最強、楊樹和女貞次之、櫻花最低。

關鍵詞：綠化植物;光合作用;蒸騰作用;耐旱性

中圖分類號 S792? ?文獻標識碼 A? ?文章編號 1007-7731（2019）09-0019-2

隨著我國城市建設的發(fā)展和對城境改善的需要，對綠化植物的需求日益增加，研究綠化植物的抗逆性逐漸引起了人們的高度重視。水分是植物賴以生存的必不可少的因素之一，也是植物生長和繁殖最為關鍵的生態(tài)因子，對植物與水分關系的研究是了解植物抗旱機制的重點。綠化樹木由于起源、形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理代謝的不同，其耐旱力具有明顯的差異。干旱會造成綠化植物體內(nèi)水分虧缺，影響其光合、蒸騰作用[1]，嚴重缺水還會導致植株死亡。隨著干旱脅迫的加劇，抗旱性強的樹種凈光合速率降低的程度比抗旱性弱的小[2]。但以環(huán)境水分變化為依據(jù)，不能真實顯示植物體內(nèi)的實際水分狀態(tài)，通過測定葉片光合性能隨植株體內(nèi)水分狀況的變化可以有效地反應植物的耐旱能力。目前，關于植物在不同體內(nèi)水分狀況下的生理變化僅有荒漠植物的少數(shù)研究[3]，而在綠化植物方面還未見報道。本研究以體內(nèi)水分變化為基礎，對4種綠化植物楊樹、櫻花、女貞、大葉黃楊的光合、蒸騰等生理變化進行測定、分析及耐旱能力比較，可為綠化苗木的選育、造林樹種的選擇提供參考。

1 材料與方法

1.1 實驗材料 選立地條件基本一致、長勢良好的4種綠化樹種楊樹（Populus japonicas）、櫻花（Prunus xyroloeusis）、女貞（Ligustrum lucidum）和大葉黃楊（Euonymus japonicus）向陽面的枝條為材料。所選枝條長度約30cm，直徑4～5mm。

1.2 材料處理及指標測定 將枝條浸入水中使其水分完全飽和，稱其鮮重得到飽和鮮重（M0），然后在光照強度為600μmol·m-2·s-1條件下用“TPS-2型便攜式光合儀”測定光合、蒸騰速率及細胞間隙CO2濃度等指標，得到飽和含水量時的凈光合速率等生理指標;隨后，將枝條置于自然條件下脫水，間隔一定時間測定一次鮮重（記為M1、M2、……、Mi、……），稱重后再在同樣光照條件下測其凈光合速率等，得到相應水分含量下的凈光合速率等生理指標;直至凈光合速率為0時止。最后將測定枝條置于烘箱內(nèi)烘干（70℃），得干重Md。計算公式為：相對含水量 （RWC，%）=[（Mi-Md）/（M0-Md）]×100。

2 結(jié)果與分析

2.1 凈光合速率對體內(nèi)水分變化的響應 對4個樹種凈光合速率與枝條水分關系的測定結(jié)果表明（圖1），隨著相對含水量（RWC）的降低，凈光合速率（Pn）總體上呈下降趨勢。櫻花在開始失水時，Pn就快速下降;在RWC低于80%時，Pn接近于0。楊樹和女貞RWC在85%以上時，Pn變化較小;RWC低于80%，Pn快速下降;在RWC低于60%時，Pn接近于0。大葉黃楊RWC在70%以上時，Pn變化較小;RWC低于70%時，Pn快速下降至接近0。通過比較可以發(fā)現(xiàn)，櫻花一旦失水，其光合速率會迅速下降;楊樹和女貞在其失水率未達到15%時，其光合速率還能維持較高值;大葉黃楊則在失水30%以內(nèi)，仍能維持相對較高的光合速率。

2.2 蒸騰速率對體內(nèi)水分變化的響應 蒸騰失水速率的大小直接關系著植物體內(nèi)的水分平衡狀況，因此蒸騰速率與植物調(diào)節(jié)水分消耗的能力、適應干旱環(huán)境的方式以及植物在干旱環(huán)境中的生存能力密切相關。比較4種植物在不同水分狀況下的蒸騰速率（圖2）發(fā)現(xiàn)，隨著失水的增加，櫻花、女貞和楊樹的蒸騰速率逐漸降低的。櫻花在RWC降至70%后，蒸騰速率接近0;女貞和楊樹在RWC降至60%后，蒸騰速率接近0;大葉黃楊初始蒸騰速率較低，在失水20%以內(nèi)蒸騰速率變化不大，在RWC降至80%以后開始下降，在RWC降至60%后接近0。

2.3 胞間CO2濃度對體內(nèi)水分狀況的響應 由圖3可知：隨著失水率的增加，櫻花的胞間CO2濃度先快速下降，在RWC低于85%時又迅速升高。楊樹、女貞和大葉黃楊在失水開始階段胞間CO2濃度變化不大，隨后小幅下降，然后再快速升高。其中楊樹和女貞在RWC為80%左右時，胞間CO2濃度開始升高;大葉黃楊在RWC接近65%左右時，胞間CO2濃度才開始升高。根據(jù)Farquhar等[4]和高輝遠等[5]的觀點，當胞間CO2濃度降低時，光合速率的降低是由于氣孔導度降低所引起的;若光合速率的降低伴隨著胞間CO2濃度的升高，則光合速率的降低主要是由葉肉細胞光合系統(tǒng)受損傷引起的。據(jù)此推測，櫻花在RWC低于85%時，光合系統(tǒng)出現(xiàn)損傷，楊樹和女貞在RWC低于80%左右時，光合系統(tǒng)出現(xiàn)損傷，而大葉黃楊在RWC低于65%左右時，光合系統(tǒng)才出現(xiàn)損傷。

3 討論與結(jié)論

自然條件下，植物在水分供應充足時有較高的光合和蒸騰速率[3]。干旱會影響植物的生理過程，一些生理指標的變化能很好地反映植物對干旱的抗性[6]。通過對4個常見綠化樹種的光合速率、蒸騰速率等指標的測定與分析，可以發(fā)現(xiàn)，大葉黃楊在失水30%內(nèi)能維持一個較高的光合速率和蒸騰速率，其光合系統(tǒng)受影響也比較小;楊樹和女貞隨其體內(nèi)水分的缺失，光合速率和蒸騰速率下降明顯，在失水超過20%時光合速率和蒸騰速率顯著下降，光合系統(tǒng)也受到明顯損傷;櫻花的光合和蒸騰受失水影響最大，伴隨體內(nèi)水分減少光合速率和蒸騰速率持續(xù)下降，失水超過10%就會導致其光合系統(tǒng)受損傷。綜合分析可見，楊樹、櫻花、女貞及大葉黃楊對干旱的耐受力明顯不同，即大葉黃楊最耐旱，楊樹和女貞次之，櫻花最不耐旱。這與它們的形態(tài)特征具有很大的相關性，大葉黃楊葉片較厚、且為革質(zhì)，楊樹和女貞葉片也具有明顯的蠟質(zhì)保護，而櫻花葉片大而薄、保護層也不夠發(fā)達。

參考文獻

[1]何春霞，李吉躍，郭明，等.4種喬木葉片光合特性和水分利用效率隨樹高的變化[J].生態(tài)學報，2008，28（7）：3008-3016.

[2]劉建偉，劉雅榮，王世績.不同楊樹無性系光合作用與其抗旱能力的初步研究[J].林業(yè)科學，1994，30（1）：83-87.

[3]柏新富，朱建軍，趙愛芬，等.幾種荒漠植物對干旱過程的生理適應性比較[J].應用與環(huán)境生物學報，2008，14（6）：763-768.

[4]Farquhar G D， Sharker T D.Stomatal conductance and photosynthesis[J].Annual review of plant physiology，1982，33：317-345.

[5]高輝遠，鄒琦，程炳嵩.大豆光合日變化過程中氣孔限制和非氣孔限制的研究[J].西北植物學報，1993，13（2）：96-102.

[6]吳林森，范小美，唐訓元.4種灌木地被植物耐旱指標探討[J].亞熱帶植物科學，2008，37（1）：45-47.

（責編：張宏民）