王 曼

（遼寧省固沙造林研究所，遼寧阜新 123000）

西伯利亞紅松與紅松幼苗光合及生長特性比較

王 曼

（遼寧省固沙造林研究所，遼寧阜新 123000）

采用LI-6400xrt光合儀測定西伯利亞紅松和紅松的凈光合速率和光合響應曲線，并調查、比較紅松和西伯利亞紅松的樹高生長量。結果表明：西伯利亞紅松最大光合速率略大于紅松；紅松與外界環(huán)境因子相關性較大；西伯利亞紅松光補償點比紅松低；西伯利亞紅松樹高生長量較紅松略大。

西伯利亞紅松；紅松；光合；生長

西伯利亞紅松Pinus sibirica與紅松P.koraiensis都是松科松屬的常綠喬木。西伯利亞紅松在我國分布于新疆北部阿爾泰山西北部，紅松分布在我國東北長白山到小興安嶺，二者生物學特性相近，區(qū)分一直存在爭議，但分布區(qū)甚少重疊。直至20世紀80年代，經過多方研究證明，二者并非同一種樹種，之后經過遺傳學試驗，證明紅松和西伯利亞紅松具有明顯的遺傳分化，東北林業(yè)大學林木遺傳育種與生物技術教育部重點實驗室首先開始了西伯利亞紅松的引種，先后在大、小興安嶺，長白山等地開展了多次多點引種試驗[1-3]。

目前對于紅松的研究較多，而對于西伯利亞紅松的研究較少，1992年以來在我國大興安嶺一些地區(qū)進行了引種試驗。對西伯利亞紅松與紅松種子形態(tài)、種皮顯微構造的比較研究[4]，紅松和西伯利亞紅松針葉脯氨酸與葉綠素含量的對比，結果表明西伯利亞紅松的水分適應范圍大于紅松，耐旱性能上，西伯利亞紅松略強于紅松[5-6]。西伯利亞紅松比紅松耐寒性強，分布區(qū)內絕對低溫有-67℃的記錄（紅松約-50℃），實踐證明西伯利亞紅松在我國大興安嶺及其它高寒地區(qū)應用前景十分廣闊。

目前關于2種松樹在沙地生長的相關研究還比較少，本次試驗針對2種松樹的光合、生長情況進行對比分析[7-8]，以期為沙地果材兼用林的發(fā)展提供一些理論參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗材料選自遼寧省固沙造林研究所章古臺試驗基地。2012年進行嫁接，西伯利亞紅松穗條采自東北林業(yè)大學，紅松穗條采自本溪市草河口林場，砧木均為3年生樟子松，株行距1.5 m×2.0 m，在嫁接后第3年，即2015年8月進行試驗。

1.2 試驗方法

1.2.1 凈光合速率日變化測定

采用LI-6400xrt光合儀測定2種松樹的凈光合速率日變化，8：00-18：00每隔2 h測定1次，每個品種各選擇3個受光良好、生長健壯的單株，每個單株重復測量3次。

1.2.2 光合響應曲線測定

晴天9：00-11：00，用LI-6400xrt光合儀測定2種松樹的光合響應曲線。光源采用LED紅/藍光源，CO2濃度為370 μmol·mol-1左右，設定光合有效輻射梯度為 2 000、1 800、1 500、1 200、1000、800、500、300、200、150、50、30、15、0 μmol·m-2·s-1，不同光強下適應3 min后記錄數值。根據非直線雙曲線模型進行擬合，并計算出2種紅松針葉的光響應曲線特征參數。

1.2.3數據分析

采用Excel、SPSS 19.0分析處理數據。

2 結果與分析

22.1 種松樹光合特性

從圖1可以看出，2種松樹的凈光合速率均在10：00達到最大值，西伯利亞紅松的凈光合速率

圖1 西伯利亞紅松與紅松的凈光合速率日變化

2.22 種松樹光合因子與環(huán)境因子的相關性分析

紅松的凈光合速率、蒸騰速率與環(huán)境因子的相關性較大，西伯利亞紅松的蒸騰速率與溫度顯著相關，與其他因子相關性不明顯（表1）。由圖1、2可以看出，紅松的凈光合速率與蒸騰速率趨勢基本一致，都是上午高，之后持續(xù)降低，與全天的環(huán)境變化相關。西伯利亞紅松的凈光合速率與蒸騰速率趨勢則相反，凈光合速率上午高，蒸騰速率午后高，受溫度影響較大，受光強等因素影響較小。

2.3 兩種松樹的光合-光強響應曲線

光補償點（LCP）是植物利用弱光能力的重要指標，LCP越低，表明植物對弱光的利用能力越強。光12.8 μmol·m-2·s-1大于紅松 11.5 μmol·m-2·s-1，但下午下降較快，紅松日均凈光合速率為9.7 μmol·m-2·s-1大于西伯利亞紅松的8.5 μmol·m-2·s-1。

從圖2看出，上午紅松蒸騰速率4.4 mmol·m-2·s-1略高，但下午西伯利亞紅松蒸騰速率為5.4 mmol·m-2·s-1較高，日均蒸發(fā)量紅松3.8 mmol·m-2·s-1大于西伯利亞紅松3.1 mmol·m-2·s-1。飽和點（LSP）反映了植物利用強光的能力，LSP越高，說明植物的耐光性越強，同時也表明在受到強光刺激時，植物不易發(fā)生光抑制現象[10]，二者同時也反映了植物的需光特性和需光量。

圖2 西伯利亞紅松與紅松的蒸騰速率日變化

表1 光合速率、蒸騰速率與環(huán)境因子的相關性

圖3 2種松樹的光合-光強響應曲線

由圖3可見，西伯利亞紅松和紅松的光合-光強響應曲線趨勢基本一致，西伯利亞紅松的凈光合速率大于紅松。從表2可見，西伯利亞紅松利用光強范圍較大。表觀量子效率（AQY）表明植物吸收與轉換光能的色素蛋白復合體多寡，植物的表觀量子效率越大，其利用弱光的能力越強。由此可見西伯利亞紅松對弱光的利用能力要強 于紅松。

表2 光響應曲線參數

2.42 種松樹的樹高生長量對比

從表3可以看出，2012年嫁接成活的2種松樹苗木，在第2年平均高生長量均較小，從第3年開始有明顯的高生長，在第4年達到生長峰值，之后平均高生長量并未增加。自第4年起，2種松樹的平均高生長有明顯差別，西伯利亞紅松的平均高生長都大于紅松平均高生長量。

表3 嫁接5年平均高生長對比 cm

3 結論與討論

2種松樹的凈光合速率日變化都為單峰型，西伯利亞紅松午后光合能力下降較快，具體植株的光合固碳能力還需要與整株的葉片數量等聯(lián)系起來才能判斷。

從樹高看，嫁接紅松從第3年起生長量大幅度增加，4年增幅接近30 cm，紅松實生苗3年生長量在11 cm左右，7年生長量在20～30 cm[11-12]?？梢娂藿蛹t松對于紅松的速生起到了推進作用，縮短了紅松的生長周期。經過比較發(fā)現西伯利亞紅松更有生長優(yōu)勢。

西伯利亞紅松較紅松在光能利用上更加有優(yōu)勢。不僅日間光合固碳能力強于紅松，光能利用范圍也較大。通過近些年來的引種適應性試驗也證明，西伯利亞紅松在沙區(qū)的適應性和抗逆性都較紅松強[5]。且西伯利亞紅松在初期生長比紅松快，由此可見，西伯利亞紅松較紅松有更強的可用性。

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2017-05-18

王曼（1976-），女，工程師，主要從事林木育種、沙地引種工作。E-mail：595086044@qq.com。

張素清）