刺槐无性系苗期叶水势和相对含水量与土壤含水量之间关系研究

刺槐无性系苗期叶水势和相对含水量与土壤含水量之间关系研究 刺槐无性系苗期叶水势和相对含水量与土 壤含水量之间关系研究 第13卷第4期 2006年8月 水土保持研究 ResearchofSoilandWaterConservation V01.13No.4 Aug..2006 刺槐无性系苗期叶水势和相对含水量与土壤含水量之间关系研究 茹桃勤h. (1.北京林业大学资源与环境学院,北京100083i2.河南省林业厅林业技术推广站,郑州450002) 摘要:研究了刺槐无性系苗期叶水势,相对含水量和土壤含水量之间关系.参试刺槐无性系叶水势和土壤含水 量之间呈双曲线关系,但不同无性系间参数A,B存在着差异,U,NC和8041表达式参数"A"和"B"基本相近.且 较小,而uz,u,和u.的的参数相对较大.无性系叶水势和饱和亏缺问呈线性关系,无性系间线性方程中斜率B 大小不同,其顺序为:u>8041>Us>U.>u>NC;U的斜率最大,说明遇到干旱时其最容易失水,而NC的斜 率最小,说明当遇到干旱时其失水速度最慢植物相对含水量和土壤含水量间呈线性关系参试无性系B值大小 顺序为;U>U>U>8041>Us>NC,U值最大说明遇到干旱时较易失水.而U和NC最小则失水速度较慢. 关键词:刺槐;相对含水量;土壤含水量 中图分类号:S152.7文献标识码:A文章编号:1005—3409(2006)04—0022-03 TheRelationAmongtheWaterPotential,RelativeWater ContentandSoilWaterContentofBlackLocustClonesSeedlings RUTao—qin' (1lSchoolofResourcesandEnvironment,BeijingForestryUniversity,Beijing100083,China' 2.HenanForestryTechnicalExtensionStation,Zhengzhou450008,China) Abstract:Therelationamongthewaterpotential,relativewatercontentandsoilwatercontentofblacklocustclonesseedlings wasstudied.ItiSshowdoublecurvelinerelationbetweenwaterpotentialofblacklocustandsoilwatercontent,buttheparame— terAandBofdifferentcloneisdifferent.TheAandBinequationofcloneU5,NC和 8041iSsimilar,andtheyarelessrelative. TheparameterofU2,U7andU9isbigrelatively.Itisshowlinearrelationbetweenwaterpotentialandsaturationdeficitof blacklocust,buttheslopeBofdifferentcloneisdifferent.theorderiSas:U7>8041>U2>U9>U5>NC.TheslopeofU7is biggest,itisshowthatitiseasytodehydrateunderdrycondition,andthedehydraterateofNCismostslow.Therelationof leafwatercontentandsoilwatercontentappearlinearequation,buttheslopeBofdifferentcloneisdifferent,itisshowthefol— lOWorder:U7>U2>Ug>8041>U5>NC.ItisshowthatU7iseasytOdehydrate,butthedehydrateratesofU5andNCare lessrelatively. KeyWOrds:RobiniapseudoacaciaL.;relativewatercontent;soilwatercontent 刺槐(RobiniapseudoacaciaL.)原产于北美,二十世纪 初期引入我国由于其较强的适应性和多用途性,现广泛应 用于我国退耕还林,防护林体系建设和生态公益林建设等重 点生态工程建设,在我国的生态植被恢复建设中发挥了重大 作用,是我国少数引进成功的造林树种之一.在我国干旱半 干旱地区,周期和非周期性干旱常造成水分亏缺,引起刺槐 大量落叶甚至于梢死亡[1],抑制了林木生长,水分因子已成 为影响刺槐林木生长和发展的关键因子『33.我国对刺槐 实生苗的水分生理和抗旱性进行了一些研究,但对不同无性 系间水分生理上的差异和抗旱性的差异则很少涉及.上世 纪8O年代以来,我国选育和引进了大量的刺槐优良无性系, 研究不同无性系水分生理和抗早特征,对选育适合干旱半干 早地区生长的节水抗早型高生产力无性系,使刺槐无性系造 林真正做到适地适树,适无性系具有重要意义. 1材料和方法 1.1材料 研究材料共8个刺槐无性系,包括:匈牙利2号(Uz),匈 牙利5号(U),匈牙利7号(U),匈牙利9号(U),窄冠刺 槐(NC)和8041. l_2方法 干旱胁迫盆栽实验在北京林业大学实验苗圃温室中进 行.实验苗木采用扦插根繁法盆栽培育.花盆规格为3O cm×30cm,土壤为沙壤土,装盆前用高锰酸钾消毒,每盆是 复合肥300g. 3月份选择直径0.8,l_0cm,长8cm左右的根段,扦 插于花盆中,以后进行正常的浇水,拔草管理,根据实际情况 进行病虫害防治. * 收稿日期:2006一Ol一18 基金项目:国家高技术研究发展计划(863计划)课题"抗旱节水植物新品种筛选与 利用"(2002AA2Z4011) 作者简介:茹桃勤(1964一),男,博士研究生,高级工程师.研究方向为树木水生理. 第4期茹桃勤;刺槐无性系苗期叶水势和相对含水量与土壤含水量之间关系研 究?23? 8月份进行苗木干旱胁迫试验.将花盆用底部和上口 用保鲜膜密封,每隔5d测定一次无性系的黎明前叶水势和 相对含水量,同时测定土壤含水量. (1)水势(WaterPotential,WP);用压力室法测定. (2)相对含水量(RelativeWaterContent,RWC):复叶 测过水势称取其鲜重(Fw).然后将其浸泡水中12h测定其 饱和重(Tw),最后再在7O?的条件下烘24h称干重 (DW). RWC()一(FW—DW)/(TW—DW)X100 饱和亏缺()一1一RWC(0A) (3)土壤含水量:测定水势的当天,用ML2x土壤水分测 量仪测定土壤含水量. (4)数据分析:用SPSS11.5软件分析. 2结果 2.1土壤含水量对刺槐无性系叶水势的影响 植物叶水势与土壤含水量关系密切,两者之间成双曲线 关系:yA+Bx_..刺槐不同无性系叶水势和土壤含水 量之间关系见表2,此结果验证了上述结论.根据李吉跃研 究,一般刺槐叶水势和土壤含水量之间关系为:y一一0.817 +17.1749X-1(单位;一Pa)但从以下试验结果可知,无 性系间双曲线表达式参数不同,无性系,NC和8041表达 式参数"A"和"B"和一般实生苗相近;而U.,和的的 参数相对较大. 2.2叶水势和饱和亏缺之间的关系 一 般来讲,植物叶水势和饱和亏缺间呈线性关系;Y=A +BX.干早加强,植物饱和亏缺加重,植物水势降低;反之, 土壤含水量增加,植物饱和亏缺减弱,叶水势叶相对增大. 刺槐不同无性系叶水势和饱和亏缺之间也均呈线性关系,回 归结果见图1.从试验结果可以看出,不同无性系线性关系 中,常数项和斜率均不同.常数项与水分正常条件下植物的 \ 塔 l 水分匮缺密切相关,正常水分条件下水分匮缺程度低,则常 数项小,反之则常数项值较大;而斜率表示斜率则表示单位 水势变化对饱和亏缺的影.响程度,斜率越大表示水势变化 对饱和亏缺影响程度越大,反之,斜率较小说明水势对饱和 亏缺影响程度越小参试无性系中,和两无性系常数 项值较大,表明在正常水分条件下起饱和亏缺值就较大;其 他几个无形常数项值相对较小,则表明正常水分条件下其饱 和亏缺值相对较小.不同无性系线性方程中,斜率大小顺序 为:>8041>>>U5>NC.的斜率最大,说明单 位水势变化对饱和亏缺影响最大,遇到干旱时其最容易失 水;而NC的斜率最小,说明当遇到干早时,失水速度最慢. 衰1剌槐不同无性系叶水势和土壤含水量之间关系 水势单位:Pa 2.3叶相对含水量和土壤含水量之间关系 植物相对含水量和土壤含水量间呈线性关系;y—A+ BX.线性方程中的斜率B表示土壤含水量的变化对相对 含水量的影响程度,B值越大表示土壤含水量变化对叶相对 含水量的影响越大,遇到干早时越容易失水;反之,B值越小 表示土壤含水量变化对叶相对含水量的影响越小,遭遇干早 是干叶子较慢.参试无性系B值大小顺序为:U)U.)U.) 8041)U)NC.U值最大说明遇到干早时较易失水,而U. 和NC则失水速度较慢. 叶水势(-pa) 图1刺槐无性系叶水势和饱和亏缺间关系 ? 24?水土保持研究第13卷 土壤含水量/% 3结论与讨论 土壤含水量/% 土壤含水量/%土壤含水量/% 土壤含水量/%土壤含水量/% 图2叶相对含水量和土壤含水量之间关系 (1)植物叶水势与土壤含水量关系密切,两者之间成双 曲线关系:y=A+BX,.不同无性系问参数A,B存在着 差异,,NC和8041表达式参数"A"和"B"基本相近,且较 小,而Uz,和U.的的参数相对较大 (2)植物叶水势和饱和亏缺问称线性关系;y:A+BX 线性方程参数常数项A斜率表示不同意义.常数项A与正 常条件水分条件下植物的饱和匮值缺密切相关,水分匮缺程 度低,则常数项小,反之则常数项值较大}而斜率表示斜率则 表示单位水势变化对饱和亏缺的影,斜率越大表示水势变化 对饱和亏缺影响程度越大,反之,斜率较小说明水势对饱和 参考文献i 亏缺影响程度越小.参试无性系中,U,和U两无性系常数 项值较大,表明在正常水分条件下起饱和亏缺值就较大;其 他几个无形常数项值相对较小,则表明正常水分条件下其饱 和亏缺值相对较小.参试无性系斜率大小顺序为:U> 8041>U2>U.>U5>NC.U7的斜率最大,说明单位水势 变化对饱和亏缺影响最大,遇到干旱时其最容易失水;而 NC的斜率最小,说明当遇到干旱时,其失水速度最慢. (3)植物相对含水量和土壤含水量间呈线性关系:y—A +BX.参试无性系B值大小顺序为:U>>U,>8041> Us>NC.值最大说明遇到干旱时较易失水,而U和 NC则失水速度较慢,结果与上基本相同 [1]王九龄,陈义,李荫秀.北京西山树木耐旱能力的初步观察[J].北京林业,1981,(2):1O一21. [2]马履一,等.北京西山试验林场洋槐人工林干梢死亡原因初探[J].北京林业,1984,(2):1一l1. [3]田有亮.几种阔叶树种水势和膨压的关系及其在抗旱性研究中的应用[J].内蒙古林学院报,1992,(2):49—53. [4]王盂本,等.树种蒸腾作用,光合作用和蒸腾效率的比较[J].植物生态,1999,23(5):401—410. [5]徐化成,易宗文.华北低山区土壤水分季节变化与林分生长关系[J].林业科学,1979,(2):97—104. [6]沈国舫,李吉跃,武康生.京西山区主要造林树种抗旱特性研究(I)[A].造林论文集[C].北京:中国林业出版社,1990.3—12. [7l张建国,等.京西人工林水分参数的研究(I)[J].北京林业大学,1994,16(1):l一12. [8]'_李吉跃,张建国,姜金璞.京西人工林水分参数的研究(?)[J].北京林业大学,1994,16(2);1—9. [9]张建国,等.京西人工林水分参数的研究(?)[J].北京林业大学,1994,16(4):46—54. [1o]李吉跃.植物耐旱性及其机理[J].北京林业大学,1991,13(3);92—100. [11]李吉跃.太行山区主要造林树种耐旱性的研究(I)[J].北京林业大学,1991,13(Supp.1):1—9. [12]李吉跃,张建国.北方主要造林树种耐旱机理及其分类模型的研究(I)[J].北京林业大学,1993,15(3):1—10. [13]李吉跃.植物耐旱性及其机理[J].北京林业大学,1991,13(3);92—10O. [14]王沙生,高荣孚.植物生理学(第二版)[M].北京:中国林业出版社,1991.