遼西地區(qū)沙棘優(yōu)良品種的生物學特性研究

徐　兵　李會杰

【摘要】沙棘做為耐旱、耐瘠薄的樹種、生長迅速及根系發(fā)達等特性，已成為朝陽市荒山綠化和水土保持的先鋒樹種。但是現(xiàn)有的沙棘品種大多已退化，沙棘木蠹蛾危害嚴重，培育和引進沙棘新品種已成為沙棘培育和荒山造林的當務之急。

【關鍵詞】遼西地區(qū)；沙棘優(yōu)良品種；沙棘生物學特性研究；沙棘引進與栽培

1.朝陽市沙棘生長概況

朝陽是居于北溫帶大陸性季風氣候區(qū)，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(qū)，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。由于沙棘屬植物具有較強的生態(tài)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(chuàng)造良好的生態(tài)環(huán)境。朝陽市現(xiàn)有百萬畝沙棘人工林，但大多數(shù)由于品種退化、病蟲害嚴重等等諸多原因使其保持水土及成活率大大降低。

針對這種情況，經過五年多的引進、試驗，我們從眾多沙棘品種中初步篩選出遼阜Ⅱ號 、楚伊和遼阜Ⅰ號三個沙棘品種，現(xiàn)將此三個品種相關生物學特性進一步進行探討及研究。

2.材料與方法

2.1 供試材料

供試材料有三個沙棘品種,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植（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

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(fā)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15分鐘，然后再于80℃烘至束縛水全部逸出為止，最后根據公式計算：

自然水分飽和虧缺（%）=（Wt-Wf）/(Wt-Wc)×100

臨界水分飽和虧缺（%）=（Wt-Wc）/(Wt-Wd)×100

自由水與束縛水的測定依據植物組織中自由水可以作為溶劑而被溶質奪取，而束縛水不能作為溶劑而不被溶質奪走的特性，將植物組織浸入一定濃度的蔗糖溶液中脫水，一定時間后由蔗糖溶液從植物組織中奪取到的水分為自由水，未被奪取而殘留在植物組織中的水分為束縛水的原理，先采用烘干稱重法，然后加入65%的蔗糖溶液，稱重，放暗處4個小時，期間要經常搖動，使葉片全部浸入到蔗糖溶液中，然后用阿貝折射儀測糖的百分濃度，同時測定原糖的百分濃度，根據公式計算。

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（潘瑞熾，董愚得編，植物生理學，1992）。從表1可以看出，在同樣的生態(tài)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?yōu)榛瘜W能，儲藏在形成的有機化合物中。

由表2可看出遼阜Ⅰ光合速都相對較高，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

在植物細胞內，水分通常以束縛水和自由水兩種狀態(tài)存在，自由水參與植物體內的各種代謝反應，而且其數(shù)量多少直接影響著植物的代謝強度，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。

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(qū)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。

從表3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。說明三個品種中遼阜Ⅱ表現(xiàn)的抗旱性更強。

3.2.2 根系吸收水分和枝葉疏導水分功能

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。由以下表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(huán)境中遼阜Ⅱ號具備更好的抗旱性。

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(tài)，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。從表4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(shù)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。

3.3 小結

通過比較發(fā)現(xiàn)，在同樣的生態(tài)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，但其次是遼阜Ⅱ號，最小的是楚伊?？傮w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。

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(huán)境，具備更好的抗旱性。

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(xiàn)的抗旱性更強。

通過比較看出，遼阜Ⅱ號根、莖、葉的平均水勢低于其他兩個品種，其他依次是楚伊、遼阜Ⅰ號。表明在該環(huán)境中遼阜Ⅱ號根系吸收功能強，更易從土壤中吸收水分；遼阜Ⅱ號莖葉的疏導能力也較其他兩個品種強，因此，它具備更好的抗旱性。楚伊次之，最后是遼阜Ⅰ號。