幾種綠化樹種光合性能對(duì)體內(nèi)水分狀況的響應(yīng)

柏新盛

摘? 要：以離體枝條為材料，利用光合儀對(duì)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(duì)體內(nèi)水分變化的響應(yīng)進(jìn)行了測定，以評(píng)價(jià)其耐旱能力。結(jié)果表明：楊樹和女貞在失水不超過20%時(shí)，光合、蒸騰速率仍能維持一個(gè)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(gè)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(qiáng)、楊樹和女貞次之、櫻花最低。

關(guān)鍵詞：綠化植物;光合作用;蒸騰作用;耐旱性

中圖分類號(hào) S792? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A? ?文章編號(hào) 1007-7731（2019）09-0019-2

隨著我國城市建設(shè)的發(fā)展和對(duì)城境改善的需要，對(duì)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(guān)鍵的生態(tài)因子，對(duì)植物與水分關(guān)系的研究是了解植物抗旱機(jī)制的重點(diǎn)。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(huì)造成綠化植物體內(nèi)水分虧缺，影響其光合、蒸騰作用[1]，嚴(yán)重缺水還會(huì)導(dǎo)致植株死亡。隨著干旱脅迫的加劇，抗旱性強(qiáng)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(shí)顯示植物體內(nèi)的實(shí)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(yīng)植物的耐旱能力。目前，關(guān)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(bào)道。本研究以體內(nèi)水分變化為基礎(chǔ)，對(duì)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(jìn)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(shí)驗(yàn)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(biāo)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(qiáng)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(xì)胞間隙CO2濃度等指標(biāo)，得到飽和含水量時(shí)的凈光合速率等生理指標(biāo);隨后，將枝條置于自然條件下脫水，間隔一定時(shí)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(yīng)水分含量下的凈光合速率等生理指標(biāo);直至凈光合速率為0時(shí)止。最后將測定枝條置于烘箱內(nèi)烘干（70℃），得干重Md。計(jì)算公式為：相對(duì)含水量 （RWC，%）=[（Mi-Md）/（M0-Md）]×100。

2 結(jié)果與分析

2.1 凈光合速率對(duì)體內(nèi)水分變化的響應(yīng) 對(duì)4個(gè)樹種凈光合速率與枝條水分關(guān)系的測定結(jié)果表明（圖1），隨著相對(duì)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(shí)，Pn就快速下降;在RWC低于80%時(shí)，Pn接近于0。楊樹和女貞RWC在85%以上時(shí)，Pn變化較小;RWC低于80%，Pn快速下降;在RWC低于60%時(shí)，Pn接近于0。大葉黃楊RWC在70%以上時(shí)，Pn變化較小;RWC低于70%時(shí)，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(huì)迅速下降;楊樹和女貞在其失水率未達(dá)到15%時(shí)，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(duì)較高的光合速率。

2.2 蒸騰速率對(duì)體內(nèi)水分變化的響應(yīng) 蒸騰失水速率的大小直接關(guān)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(yīng)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(guān)。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(duì)體內(nèi)水分狀況的響應(yīng) 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(shí)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(shí)，胞間CO2濃度開始升高;大葉黃楊在RWC接近65%左右時(shí)，胞間CO2濃度才開始升高。根據(jù)Farquhar等[4]和高輝遠(yuǎn)等[5]的觀點(diǎn)，當(dāng)胞間CO2濃度降低時(shí)，光合速率的降低是由于氣孔導(dǎo)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(xì)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(shí)，光合系統(tǒng)出現(xiàn)損傷，楊樹和女貞在RWC低于80%左右時(shí)，光合系統(tǒng)出現(xiàn)損傷，而大葉黃楊在RWC低于65%左右時(shí)，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(yīng)充足時(shí)有較高的光合和蒸騰速率[3]。干旱會(huì)影響植物的生理過程，一些生理指標(biāo)的變化能很好地反映植物對(duì)干旱的抗性[6]。通過對(duì)4個(gè)常見綠化樹種的光合速率、蒸騰速率等指標(biāo)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(gè)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(shí)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(huì)導(dǎo)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(duì)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(guān)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(hù)，而櫻花葉片大而薄、保護(hù)層也不夠發(fā)達(dá)。

參考文獻(xiàn)

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（責(zé)編：張宏民）