東北紅豆杉幼苗林齡間光合特性的差異分析

劉福新 李彥剛

(黑龍江省翠巒林業(yè)局，伊春，153013)

東北紅豆杉幼苗林齡間光合特性的差異分析

劉福新 李彥剛

(黑龍江省翠巒林業(yè)局，伊春，153013)

本文以東北紅豆杉幼苗為試驗材料，研究幼苗的光合生理特性。結(jié)果表明，隨著苗齡的升高，幼苗葉片的葉綠素含量、凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率均表現(xiàn)出增大的趨勢，而胞間CO2濃度表現(xiàn)出減小的趨勢。不同年齡幼苗的光合指標(biāo)間存在顯著性或極顯著性差異。5年生東北紅豆杉幼苗的光合參數(shù)強于3年生和4年生幼苗。

東北紅豆杉 幼苗 光合特性

東北紅豆杉(Taxus cuspidata)是我國東北分布的第三紀(jì)孑遺植物，也是國家一級重點保護的野生瀕危植物[1]。東北紅豆杉是一種比較實用的藥材，它的根、莖、葉和樹皮均有一定的藥用價值，特別是從中提取的抗癌藥物紫杉醇，備受人們的關(guān)注，其材質(zhì)堅硬，紋理美觀，可適用于雕刻和制作高級家具等[2-3]。近年來有關(guān)東北紅豆杉的繁殖技術(shù)、栽培技術(shù)和生理生態(tài)等方面的研究較多[4-6]，對幼苗生理生態(tài)方面的研究較少。本文以東北紅豆杉幼苗為試驗材料，研究不同林齡幼苗的光合生理特性，為東北紅豆杉的高效人工培育提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1試驗材料

本試驗以3年生、4年生和5年生東北紅豆杉實生苗為試驗材料，所有供試的苗木按林齡分別選取生長健壯、長勢一致的苗木。

1.2試驗方法

實生苗分為3組，每組10株。試驗用幼苗按常規(guī)技術(shù)管理，按期進行澆水、除草等工作。于6月中旬，選擇葉片完整植株測定葉片的葉綠素含量、凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、胞間二氧化碳濃度等光合生理指標(biāo)。

葉綠素含量的測定采用分光光度法，具體操作為：稱取鮮葉片0.2g，將葉片剪碎倒入研缽中，加入少量石英砂和2mL80%丙酮研磨成勻漿，再用80%丙酮將研磨勻漿定容至25mL，遮光靜置10min，然后用分光光度計測定提取液在波長663nm和645nm的吸光度。按照公式計算葉綠素a、葉綠素b和總?cè)~綠素含量[7]。

于晴天上午9點～10點，采用Li-6400型便攜式光合作用測定儀測定不同林齡東北紅豆杉葉片的凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、胞間二氧化碳濃度等光合指標(biāo)。

1.3數(shù)據(jù)處理

所得數(shù)據(jù)利用EXCEL軟件進行統(tǒng)計、分析。利用SPSS19.0軟件對數(shù)據(jù)進行方差分析和多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1不同林齡東北紅豆杉幼苗葉綠素含量的比較

不同林齡東北紅豆杉幼苗的葉綠素含量存在著一定的差別。從總?cè)~綠素含量來看，以5年生的葉片葉綠素含量最大，平均2.03mg/g，其次為4年生，比前者少11.33%；而3年生的最小，比5年生的少39.41%。葉綠素a和葉綠素b的含量均以5年生的最大，其次為4年生和3年生。由此可見，隨著幼苗年齡的增長，葉片的葉綠素含量隨之增大，但不同林齡幼苗葉片的葉綠素組成也有所不同。3年生的葉綠素a含量占總量的74%，葉綠素b含量占總量的26%；隨著年齡的增長，葉綠素a含量所占比例增大，提高到75%～76%。不同林齡幼苗葉綠素a/b的比值基本穩(wěn)定，平均在2.84～3.09，變化幅度較小，結(jié)果見圖1。

圖1不同年齡東北紅豆杉葉綠素含量的比較

對東北紅豆杉幼苗的葉綠素含量進行方差分析(見表1)。結(jié)果表明，幼苗間的葉綠素a含量、葉綠素b含量和總?cè)~綠素含量存在極顯著差異，而葉綠素a/b的比值差異不顯著。

表1 東北紅豆杉幼苗葉綠素含量的方差分析

2.2不同林齡東北紅豆杉幼苗光合指標(biāo)的比較

東北紅豆杉不同林齡幼苗的光合特性有著明顯地差異，如表2所示。從凈光合速率來看，隨著苗齡的升高，幼苗葉片的凈光合速率表現(xiàn)出增大的趨勢，5年生幼苗的凈光合速率分別比4年生和3年生高15.87%和40.38%。胞間CO2濃度以3年生的最大，平均389.2μmol·m-2·s-1，其次為4年生，比前者少12.20%，再次為5年生，比3年生的少22.33%，說明在一定程度上，隨著幼苗年齡的增長，胞間CO2濃度有著減小的趨勢，這可能是因為年齡越大的幼苗其生理代謝能力較強。從氣孔導(dǎo)度來看，3～5年生幼苗葉片的氣孔導(dǎo)度范圍為0.017～0.029mol·m-2·s-1，其中以5年生的最大，3年生的最小。不同年齡幼苗的蒸騰速率的變化趨勢與氣孔導(dǎo)度的相似，均隨著苗齡的升高而增大。

表2 不同林齡東北紅豆杉幼苗光合指標(biāo)的比較

注：同列不同小寫字母表示差異顯著(P值<0.05)，不同大寫字母表示差異極顯著(P值<0.01)

由表2的方差分析和多重比較結(jié)果可以看出，不同年齡東北紅豆杉幼苗的凈光合速率、胞間CO2濃度、氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率等光合指標(biāo)間存在顯著性或極顯著性差異，特別是凈光合速率的差異最明顯。

3 結(jié)論與討論

光合作用中主要的色素是葉綠素，葉綠素在光合作用過程中起著重要的作用。不同年齡植物的葉綠素含量存在一定的差別。本文研究結(jié)果表明：隨著苗齡的升高，東北紅豆杉幼苗葉片的總?cè)~綠素含量、葉綠素a、葉綠素b含量均隨之增大，但不同年齡間葉綠素組成有所不同，葉綠素a/b的比值變化幅度較小。幼苗間的葉綠素含量存在極顯著差異。

凈光合速率用來衡量植物光合作用能力的重要標(biāo)志，氣孔導(dǎo)度、胞間CO2濃度和蒸騰速率也是光合作用至關(guān)重要的生理因子。本文研究結(jié)果表明，隨著苗齡的升高，幼苗葉片的凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率均表現(xiàn)出增大的趨勢，而胞間CO2濃度表現(xiàn)出減小的趨勢。不同年齡幼苗的凈光合速率、胞間CO2濃度、氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率等光合指標(biāo)間存在顯著性或極顯著性差異?？傮w來看，5年生東北紅豆杉幼苗的光合參數(shù)強于3年生和4年生幼苗，因此，在東北紅豆杉幼苗的培育中，為促進幼苗的生長發(fā)育，可在較小苗齡期采取有效措施提高幼苗的光合作用。

[1]周志強，劉彤，袁繼連. 黑龍江穆棱天然東北紅豆杉種群資源特征研究[J]. 植物生態(tài)學(xué)報，2004，28(4)：476-482.

[2]劉彤，李云靈，周志強，等. 天然東北紅豆杉種內(nèi)種間競爭研究[J]. 生態(tài)學(xué)報，2007，27(3)：924-929.

[3]劉彤. 天然東北紅豆杉種群生態(tài)學(xué)研究[D]. 2007：1-3.

[4]周志強，胡丹. 天然東北紅豆杉種群生殖力與開花結(jié)實特性[J]. 林業(yè)科學(xué)，2009，45(5)：80-86.

[5]馬盈，豐慶義，楊凱. 東北紅豆杉繁殖技術(shù)研究進展評述[J]. 林業(yè)勘查設(shè)計，2013，(1)：62.

[6]張啟昌，趙影，其其格，等. 東北紅豆杉枝葉對不同CO2濃度的光合生理響應(yīng)[J]. 北華大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2006，7(1)：66-70.

[7]李合生. 植物生理生化實驗指導(dǎo)[M]. 北京：高等教育出版社，2002：11-12.

ComparisonofPhotosyntheticCharacteristicsinSeedlingatDifferentAgesofTaxuscuspidata

LiuFu-xinLiYan-gang

(First-author's address:Cuiluan Forestry Bureau of Heilongjiang Province, Yichun 153013,Heilongjiang,China)

This paper studied the photosynthetic characteristics in seedlings used seedlings at different ages of Taxus cuspidata as experimental materials. The results showed that with the age increasing, the chlorophyll content, net photosynthetic rate, stomatal conductance and transpiration rate showed a increasing trend, while the intercellular CO2 concentration showed a decreasing trend. There were significant or extremely significant differences in photosynthetic indexes between different ages. The photosynthetic parameters of 5 year old seedlings were stronger than the seedling of 3 year old and 4 years old.

Taxus cuspidate; seedling; photosynthetic characteristics

劉福新(1973.06-),男,助理工程師,隊長,畢業(yè)于中央廣播電視大學(xué)，大專，現(xiàn)工作單位為翠巒林調(diào)隊。

2017-03-28

責(zé)任編輯：葛 君

校對：蔣雨航