不同種源元寶楓葉綠素?zé)晒馓匦缘谋容^

遲琳琳，曹宇，張日升，肖巍

(遼寧省沙地治理與利用研究所，遼寧章古臺(tái)科爾沁沙地生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家定位觀測(cè)研究站，遼寧 阜新 123000)

元寶楓(Acertruncatum)屬于槭樹(shù)科、槭樹(shù)屬，落葉喬木，是我國(guó)的特有樹(shù)種，主要分布于東北、華北、山東等地。元寶楓為深根性喜光樹(shù)種，喜濕潤(rùn)肥沃、排水良好的土壤，能吸附煙塵和有害氣體，萌蘗力強(qiáng)，不僅抗旱、耐寒、耐瘠薄，還是改善土壤、改善生態(tài)環(huán)境、治理荒漠化、沙漠化的優(yōu)良樹(shù)種。

葉綠素?zé)晒饪梢钥焖佟⒅苯?、無(wú)損地探測(cè)出植物光合信息的手段，直觀地描述植物對(duì)不同光照環(huán)境的響應(yīng)，表征植物的生態(tài)環(huán)境適應(yīng)機(jī)制[1，2]。大量的種源試驗(yàn)證明，種源差異對(duì)樹(shù)種生長(zhǎng)快慢具有顯著影響。近些年來(lái)，人們對(duì)元寶楓的育苗、生長(zhǎng)、栽培等研究已經(jīng)取得了一定的成果，但對(duì)不同種源間元寶楓的生理特性尚未有系統(tǒng)的研究。本文通過(guò)對(duì)元寶楓的葉綠素?zé)晒鈪?shù)的分析，探討葉綠素?zé)晒馀c不同種源元寶楓生長(zhǎng)之間的聯(lián)系，以期為科爾沁沙地造林、綠化樹(shù)種的選擇提供快速、可行的鑒定方法。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

田間試驗(yàn)地位于遼寧省彰武縣四合城林場(chǎng)苗圃院內(nèi)，屬暖溫帶半干旱季風(fēng)氣候，海拔216 m，年均氣溫6.1 ℃，年降水量480 mm左右，土壤為風(fēng)沙土，養(yǎng)分含量低，結(jié)構(gòu)疏松。

1.2 試驗(yàn)材料

表1 元寶楓不同種源的地理位置及苗高和地徑

以遼寧阜新市四合城鎮(zhèn)、遼寧阜新市章古臺(tái)鎮(zhèn)、遼寧鐵嶺市、山東聊城市和山西運(yùn)城市5個(gè)不同種源2019年繁育的苗木為研究材料。

1.3 試驗(yàn)方法

2019年5月初進(jìn)行播種，8月末調(diào)查幼苗生長(zhǎng)指標(biāo)后，隨機(jī)抽取每個(gè)種源生長(zhǎng)健壯、長(zhǎng)勢(shì)一致、光照均一的幼苗各20株進(jìn)行葉綠素?zé)晒鈪?shù)的測(cè)定，每株選取植株中部、向陽(yáng)、完全展開(kāi)的葉片，設(shè)3次重復(fù)，測(cè)量時(shí)間選在晴朗日9:00—11:00。葉綠素?zé)晒鈪?shù)應(yīng)用OS5P調(diào)制葉綠素?zé)晒鈨x測(cè)定，用SPSS 18.0進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同種源元寶楓葉綠素?zé)晒鈪?shù)的差異

Fv/Fm和Fv/Fo分別代表植物葉片PSⅡ的原初光能轉(zhuǎn)換效率和PSⅡ的潛在光化學(xué)活性，是使用頻率較高的熒光參數(shù)，兩者數(shù)值越高，說(shuō)明PSⅡ反應(yīng)中心的能量捕獲效率越高[3]。由表2可知，四合城和運(yùn)城元寶楓的Fv/Fm、Fv/Fo數(shù)值較高，與其他3個(gè)種源間存在顯著差異，說(shuō)明四合城和運(yùn)城種源的元寶楓具有較高的原初光能轉(zhuǎn)換效率和潛在光化學(xué)活性，將捕獲的光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的效率較高。

大量研究表明，較高的qP值和較低的qN值有利于植物將所捕獲的光能更有效地用于光合作用[4,5]。四合城種源的元寶楓具有較高的qP值和較低的qN值，將捕捉的光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的效率較高，說(shuō)明其在同等條件下，具有更旺盛的光合作用。

光合量子產(chǎn)額(Yield)是植物光合作用電子傳遞的量子產(chǎn)額，是植物葉片光合電子傳遞速率快慢的相對(duì)指標(biāo)，反映了整個(gè)光合作用的光合效率[6]。5個(gè)種源的Yield值存在顯著差異，Yield值由高到低依次為：章古臺(tái)>四合城>聊城>運(yùn)城>鐵嶺。章古臺(tái)和四合城種源的Yield值較高，且與其他3個(gè)種源存在顯著差異，說(shuō)明這2個(gè)種源的苗木光能轉(zhuǎn)化效率最高，在光合碳同化中能積累更多的能量，更有利于有機(jī)物質(zhì)的積累。

葉綠素?zé)晒鈪?shù)反映了PSⅡ反應(yīng)中心的綜合活動(dòng)能力。四合城種源元寶楓的活動(dòng)能力相對(duì)較強(qiáng)，說(shuō)明其具有較好的光合生理性能，有利于植物吸收光能，提高光合效率，增加干物質(zhì)的積累。

2.2不同種源元寶楓葉綠素?zé)晒鈪?shù)與生長(zhǎng)量的相關(guān)分析

表3 葉綠素?zé)晒鈪?shù)與生長(zhǎng)量的相關(guān)性

*、**分別表示差異在0.05、0.01水平上顯著

表3顯示，葉綠素?zé)晒鈪?shù)與生長(zhǎng)指標(biāo)的相關(guān)性分析顯示，葉綠素?zé)晒鈪?shù)與元寶楓的苗高、地莖和單株生長(zhǎng)量存在著一定相關(guān)性。Fv/Fm、Fv/Fo、qP和Yield與苗高、地莖和單株生長(zhǎng)量呈正相關(guān)，多數(shù)達(dá)到顯著或極顯著相關(guān)水平。qN與各生長(zhǎng)指標(biāo)呈負(fù)相關(guān)，相關(guān)水平不顯著。上述結(jié)果說(shuō)明，PSII的光化學(xué)功能與元寶楓生長(zhǎng)狀況密切相關(guān)，葉綠素?zé)晒鈪?shù)可以間接反映苗木的生長(zhǎng)狀況，苗木光合活性能越強(qiáng)，干物質(zhì)積累量越多，苗木生長(zhǎng)也越快。

3 結(jié)論

3.1 遼寧四合城種源元寶楓的原初光能轉(zhuǎn)化效率(Fv/Fm)、PSⅡ的潛在活性(Fv/Fo)、光化學(xué)熒光淬滅系數(shù)(qP)和光合量子產(chǎn)額(Yield)相對(duì)較高，而非光化學(xué)熒光淬滅系數(shù)(qP)較低，具有良好的光合生理性能。

3.2 葉綠素?zé)晒鈪?shù)與元寶楓的苗高、地莖和單株生長(zhǎng)量具有一定相關(guān)性，葉綠素?zé)晒鈪?shù)可作為衡量元寶楓生長(zhǎng)的指標(biāo)。

3.3 從光合生理角度考慮，遼寧四合城種源的元寶楓具有良好的光合生理功能，更適合在遼西北半干旱地區(qū)引種栽植。