新疆楊幼苗光合特性研究

艾尼瓦爾江·扎米爾，梁繼業(yè)，吉小敏

(1.新疆喀什地區(qū)林業(yè)技術(shù)推廣站，新疆 喀什 844000；2.塔里木大學(xué)，新疆 阿拉爾 843300；3.新疆林科院造林治沙研究所，新疆 烏魯木齊 830063)

新疆楊幼苗光合特性研究

艾尼瓦爾江·扎米爾1，梁繼業(yè)2，吉小敏3

(1.新疆喀什地區(qū)林業(yè)技術(shù)推廣站，新疆 喀什 844000；2.塔里木大學(xué)，新疆 阿拉爾 843300；3.新疆林科院造林治沙研究所，新疆 烏魯木齊 830063)

利用Li-6400便攜式光合儀對3年生新疆楊幼苗的光合生理指標(biāo)進(jìn)行了測定。結(jié)果表明: 在生長季的各個(gè)月份，新疆楊幼苗的凈光合速率日變化均呈“單峰型”曲線，各月份的凈光合速率日最高值出現(xiàn)的時(shí)間存在一定差異。各個(gè)月份新疆楊幼苗的蒸騰速率日變化趨勢基本一致，早晨較高，隨著時(shí)間的延長，曲線開始呈現(xiàn)下降趨勢，到20：00達(dá)到最低，蒸騰的變化與日溫度的關(guān)系較為明顯。各個(gè)月份試驗(yàn)地的光強(qiáng)日變化趨勢基本一致，新疆楊幼苗對強(qiáng)光的適應(yīng)能力較強(qiáng)。在6—9月，各個(gè)月份新疆楊的瞬時(shí)水分利用效率日變化趨勢基本一致，呈現(xiàn)較明顯的“單峰型”曲線。新疆楊幼苗生長季光合指標(biāo)月變化情況與當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境有一定關(guān)系。

新疆楊；幼苗；光合日變化

新疆楊(Populusalbavar.pyramidalisBge.)是新疆南部廣泛分布的樹種，是銀白楊(PopulusalbaL.)的變種，栽種于我國西部各省區(qū)，在新疆南部分布較多，抗大氣干旱，較耐鹽堿，生長較快，是西部地區(qū)尤其是新疆防護(hù)林建設(shè)的重要樹種之一。目前國內(nèi)主要從以下幾個(gè)方面研究新疆楊：不同土壤鹽分條件下新疆楊可溶性鹽離子含量變化、離體小枝在不同脫水狀況下的凈光合速率、蒸騰速率、水勢和飽和虧缺、蒸騰速率，并結(jié)合同步觀測到的氣象因子值，對其蒸騰耗水時(shí)間變化特征及其與氣象因子的關(guān)系進(jìn)行分析等。

1 研究區(qū)概況

研究地點(diǎn)位于新疆沙雅縣南部的新疆楊防護(hù)林區(qū)，地理坐標(biāo)為82°41′40″—82°41′52″ E，40°56′20″—40°56′30″ N，海拔高度960 m。年平均氣溫10.7 ℃，≥10 ℃積溫為3 900 ℃。年平均降水量47.3 mm，年平均蒸發(fā)量2 000.7 mm，氣候主要特點(diǎn)屬暖溫帶沙漠邊緣氣候區(qū)，日照充足，降水稀少，氣候干燥，晝夜溫差大，常年主風(fēng)向?yàn)楸憋L(fēng)或東北風(fēng)。土壤主要為棕漠土和風(fēng)沙土。

2 材料與方法

在2015年6—9月，選擇晴朗的天氣，用便攜式Li-6400光合儀(美國Li-Cor 公司產(chǎn))測定3年生新疆楊幼苗葉片的凈光合速率(Pn，μmol·m-2·s-1)、蒸騰速率(Tr，mmol·m-2·s-1)，同時(shí)測定光強(qiáng)(Par)、大氣壓強(qiáng)(P)等參數(shù)，在新疆楊東、南、西、北方向中上部分別挑選健康、成熟葉片12片，從北京時(shí)間8：00到20：00每2 h測定一次，每一葉片3次重復(fù)讀數(shù)。

水分利用效率(WUE)=Pn/Tr；采用SPSS16.0對所測指標(biāo)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理。

3 結(jié)果與分析

3.1 新疆楊幼苗生長季凈光合速率日變化

圖1顯示，在6—9月，各個(gè)月份新疆楊幼苗的凈光合速率日變化呈單峰變化，沒有明顯的光合作用“午休”現(xiàn)象。早晨較低，12:00—14：00最大，隨著時(shí)間的增長，曲線開始呈現(xiàn)下降趨勢，到20：00達(dá)到最低。其光合作用隨光強(qiáng)的增加有所增加，各月份的凈光合速率日最高值出現(xiàn)的時(shí)間存在一定差異。

圖1 新疆楊幼苗生長季凈光合速率日變化

3.2 新疆楊幼苗生長季蒸騰速率日變化

圖2顯示，在6-9月，各個(gè)月份新疆楊幼苗的蒸騰速率日變化趨勢基本一致，早晨較高，然后開始下降，上午10：00左右開始回升至14：00—16：00左右達(dá)到最大，隨著時(shí)間的延長，曲線開始呈現(xiàn)下降趨勢，到20：00達(dá)到最低。蒸騰的變化與日溫度的關(guān)系較為明顯，午后16：00左右是一天中氣溫的最高時(shí)間段，蒸騰的最高值也出現(xiàn)在這個(gè)時(shí)段，表明新疆楊通過高的蒸騰來降低葉片溫度，以此保護(hù)光合器官的抗高溫方式較為明顯。

圖2 新疆楊幼苗生長季蒸騰速率日變化

3.3 試驗(yàn)地生長季光強(qiáng)日變化

圖3 試驗(yàn)地生長季光強(qiáng)日變化

圖3顯示，在6-9月，各個(gè)月份試驗(yàn)地的光強(qiáng)日變化趨勢基本一致，早晨較低，然后開始下降，到10:00左右開始回升，至14:00—16：00最大，隨著時(shí)間的增長，曲線開始呈現(xiàn)下降趨勢，到20：00達(dá)到最低。結(jié)合光合數(shù)據(jù)分析表明，新疆楊幼苗對強(qiáng)光的適應(yīng)能力較強(qiáng)，高光照不會(huì)影響光合器官的光合作用，但是同時(shí)也反映出，如果在水分條件好的情況下，新疆楊的生長會(huì)處于良好的狀況，但是如果水分條件較差，會(huì)是其快速失去水分，反而會(huì)受到干旱影響。

3.4 新疆楊幼苗生長季水分利用效率日變化

圖4 新疆楊幼苗生長季水分利用效率日變化

圖4顯示，在6-9月，各個(gè)月份新疆楊幼苗的瞬時(shí)水分利用效率日變化趨勢基本一致，從早晨8：00開始迅速上升，到10：00迅速達(dá)到全天的最大值，10：00以后逐漸下降，18：00以后迅速下降，到20：00時(shí)最低。新疆楊幼苗的瞬時(shí)水分利用率呈現(xiàn)較明顯的“單峰型”曲線。

3.5 新疆楊幼苗生長季光合指標(biāo)月變化

圖5顯示，在6—9月份，新疆楊的光合速率呈下降的趨勢，6月份最大，7月和8月差異不大，9月份下降較快。新疆楊的蒸騰速率變化則呈現(xiàn)出先升高再下降趨勢，7月份最大， 8月最低，6月和9月差異不大。新疆楊的水分利用效率變化趨勢為先下降再升高，7月份最低， 8月最高，6月和9月差異不大。

新疆楊幼苗生長季光合指標(biāo)月變化情況與沙雅縣的自然環(huán)境有一定關(guān)系，整體上該地區(qū)冬季和春季的低溫期較短，開春以后，溫度上升較快，進(jìn)入5—6月其氣溫已經(jīng)較高，這為新疆楊的生長提供了較好的溫度條件。6月份的較高光合速率也反映出新疆楊在這個(gè)時(shí)期是一個(gè)比較重要的速生期，因此保證較好的水肥供應(yīng)對其快速生長具有促進(jìn)作用。 7—8月雖然光合速率呈下降趨勢，但由于處于高溫時(shí)期，容易發(fā)生干旱，為了保證正常的生長需要，需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)匮a(bǔ)水。進(jìn)入9月隨著氣溫和光照的降低，新疆楊也逐漸降低了生長速率，但是由于新疆9—10月份的午后溫度仍然很高，而早晚氣溫較低造成較大的溫差，因此為了保證樹木較好的轉(zhuǎn)入休眠期，應(yīng)該再適當(dāng)?shù)匮a(bǔ)水，但是不能一次補(bǔ)水量太大，以免造成樹木營養(yǎng)生長加快，推遲休眠。

圖5 各月份新疆楊幼苗光合生理指標(biāo)的月變化

4 結(jié)論與討論

4.1 在生長季的各個(gè)月份，新疆楊幼苗的凈光合速率日變化為“單峰型”曲線，其光合作用隨光強(qiáng)的增加有所增加，各月份的凈光合速率日最高值出現(xiàn)的時(shí)間存在一定差異。

4.2 在6—9月，各個(gè)月份新疆楊幼苗的蒸騰速率日變化趨勢基本一致，早晨較高，隨著時(shí)間的推移，曲線開始呈現(xiàn)下降趨勢，到20：00達(dá)到最低。蒸騰的變化與日溫度的關(guān)系較為明顯，16：00左右是一天中氣溫的最高時(shí)間段，蒸騰的最高值也出現(xiàn)在這個(gè)時(shí)段，表明新疆楊通過高的蒸騰來降低葉片溫度，以此保護(hù)光合器官的抗高溫方式較為明顯。

4.3 在6—9月，各個(gè)月份試驗(yàn)地的光強(qiáng)日變化趨勢基本一致，結(jié)合光合數(shù)據(jù)分析表明新疆楊幼苗對強(qiáng)光的適應(yīng)能力較強(qiáng)，高光照不會(huì)影響光合器官的光合作用，但是同時(shí)也反映出，如果在水分條件好的情況下，新疆楊的生長會(huì)處于良好的狀況，但是如果水分條件較差，會(huì)是其快速失去水分，反而會(huì)受到干旱影響。

4.4 在6—9月，各個(gè)月份新疆楊的水分利用效率日變化趨勢基本一致，呈現(xiàn)較明顯的“單峰型”曲線。

4.5 新疆楊幼苗 6月份較高光合速率反映出新疆楊在這個(gè)時(shí)期是比較重要的速生期，較好的水肥供應(yīng)對其快速生長具有促進(jìn)作用； 7—8月由于處于高溫期，容易發(fā)生干旱，為了保證正常的生長，需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)难a(bǔ)水；9—10月份為了保證樹木較好地轉(zhuǎn)入休眠期，應(yīng)該適量補(bǔ)水。

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[4] 高明月,吉小敏,靳開顏,等.不同水分條件下胡楊和新疆楊苗期葉綠素變化[J].防護(hù)林科技,2011(2):6-8

[5] 諸葛強(qiáng),王婕琛,黃敏仁,等.新疆楊植株再生體系的建立[J].南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版,2003,27(6):1-4

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Photosynthetic Characteristics of YoungPopulusalbavar.pyramidalisBge.

Ainiwaerjiang·Zhamier1, Liang Jiye2, Ji Xiaomin3

(1. Forestry Technology-Extension Station, Kashi Region, Xinjiang Uygur Autonomous Region,Kashi 844000,China; 2. Tarim University, Alar 843300,China; 3.Research Institute of Afforestation and Sand Control, Xinjiang Forestry Academy,Urumqi 830063, China)

The photosynthetic physiological indexes of 3-year-oldPopulusalbavar.pyramidalisBge. were determined by Licor-6400 portable photosynthesis apparatus. Result shows that: The diurnal variation curves of net photosynthetic rate of seedlings are the “single peak” curves in the growing season, and there is a certain difference in the daily maximum net photosynthetic rate. The diurnal variation trend of transpiration rate ofPopulusalbavar.pyramidalisBge. seedlings in different months is basically the same in the morning, and the curve began to show a decreasing trend with time, reaching the lowest point at 20:00. The relationship between transpiration & daily temperature is obvious. The diurnal variation trend of light intensity in experimental days is consistent, and the analysis of photosynthetic data shows thatPopulusalbavar.pyramidalisBge. seedlings have better adaptability to stong light . In the period from June to September, the diurnal variation trend of instantaneous water use efficiency ofPopulusalbavar.pyramidalisBge. is consistent with each other, showing a distinct “single peak” curve. The monthly variation of photosynthetic index ofPopulusalbavar.pyramidalisBge. seedling season is related to the local natural environment.

Populusalbavar.pyramidalisBge.; seedlings;photosynthetic diurnal variation

1005-5215(2017)08-0004-03

2017-06-15

新疆精河荒漠生態(tài)系統(tǒng)定位觀測研究站運(yùn)行補(bǔ)助項(xiàng)目；973計(jì)劃前期研究課題(2009CB426303)；兵團(tuán)共享平臺(tái)建設(shè)項(xiàng)目(2012DD004)

艾尼瓦爾江·扎米爾(1977-),男(塔吉克族)，新疆喀什人,助理工程師.

吉小敏，高級工程師.

S792.11

A

10.13601/j.issn.1005-5215.2017.07.002