高寒冻土层地区不同土壤改良措施对花叶海棠光合特性的影响

乔维范，袁雅丽

(1.青海省西宁市西山林场,青海 西宁 810000;2.青海大学农牧学院，青海 西宁 810016)

高寒冻土层地区不同土壤改良措施对花叶海棠光合特性的影响

乔维范1，袁雅丽2

(1.青海省西宁市西山林场,青海 西宁 810000;2.青海大学农牧学院，青海 西宁 810016)

为促进花叶海棠在天峻县的生长，采用不同比例的森林土、泥炭、腐熟羊粪、河砂和珍珠岩改良土壤，分析不同土壤改良措施下花叶海棠叶片的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度及胞间CO2浓度。结果表明：在6个处理中，S3(50%森林土+10%泥炭+10%腐熟羊粪+5%河砂+5%珍珠岩+20%原土)、S2(40%森林土+10%泥炭+10%腐熟羊粪+5%河砂+5%珍珠岩+30%原土)处理的叶片平均净光合速率较大，分别为14.11 μmol·m-2·s-1、13.72 μmol·m-2·s-1，增长率分别为17.58%、14.32%；S3、S6(10%森林土+50%泥炭+10%腐熟羊粪+5%河砂+5%珍珠岩+20%原土)处理的叶片平均蒸腾速率较大，分别为12.44 mol·m-2·s-1、11.64 mol·m-2·s-1，增长率分别为65.65%、54.99%；S6、S3处理的叶片平均气孔导度较大，分别为0.455 mol·m-2·s-1、0.426 mol·m-2·s-1，增长率分别为49.18%、39.68%；S3处理的叶片平均胞间CO2浓度较大，为280.1 μmol·mol-1，增长率为21.10%；不同土壤改良措施与花叶海棠叶片的净光合速率、蒸腾速率及胞间CO2浓度均呈极显著性相关(P<0.01)，与气孔导度呈显著相关(P<0.05)，经各项指标综合分析，筛选出经S3处理的试验地最适宜花叶海棠生长。

土壤改良；花叶海棠；光合特性

青海省天峻县位于海西蒙古族藏族自治州境东北部，西北部与甘肃省交界，地处青藏高原东北端的祁连山中段南部地区，山脉呈东南西北走向，以山地为主，高山、中低山、山谷和山间盆地相间分布。地理位置介于96°49′2″—99°41′48″ E，36°53′—48°39′12″ N[1，2]。全县海拔2 850～5 826.8 m，年平均气温-5.3～0.9 ℃，气候高寒，干旱多风，全年无绝对无霜期[3～5]，冻土面积较广、厚度较大，其作为青藏高原重要的气候生态系统之一，属于全球气候变化敏感和生态系统脆弱的典型区域[2]。县内大部分土地均为草原，只有县城内有少数乌柳，云杉等绿化树种。

花叶海棠(Malustransitoria)，蔷薇科(Rosaceae)苹果属(MalusMill)为灌木或小乔木，俗称为“藏茶”[6]，高可达8 m[7,8]。生长在山坡丛林中或黄土丘陵上，海拔1 500～3 900 m。分布于蒙古、甘肃、青海、陕西和四川，是青藏高原东南缘山原区农林牧交错区生态系统的重要植物之一，当地群众历来有用花叶海棠嫁接苹果、沙果的习惯[9]，自身耐寒耐旱，耐瘠薄土地，适应性强，对生态绿化和生态公益林建设有重要意义[10]。

本试验通过不同比例的森林土、泥炭、腐熟羊粪、细砂和珍珠岩对天峻县试验地进行土壤改良，测定不同土壤改良措施下花叶海棠的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度及胞间CO2浓度，分析研究不同土壤改良措施对花叶海棠光合特性指标的影响，选出最适宜花叶海棠生长的土壤改良措施，以提高花叶海棠的成活率及生长量，增加当地农牧民收入，促进天峻县城乡绿化进程。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

试验区位于距天峻县城25 km处的天棚苗圃，该苗圃地势平坦，交通便利，平均海拔3 400 m，年平均降水量300 mm，昼夜温差大，蒸发量大，风沙天气出现较为频繁，且全年无绝对无霜期。土质为砂质壤土，pH为8.4。

1.2 试验材料

基质：森林土、泥炭、腐熟羊粪、珍珠岩、河沙。

苗木：青海省玛可河苗木培育基地选取两年实生花叶海棠苗。

表1 土壤基质配比设计

1.3 试验设计

试验共分为6个处理和一个对照组，如表1。于2015年6月—2015年8月用Li-6400型便携式光合测定仪对试验区内6个处理与对照组中的花叶海棠净光合速率、蒸腾速率、气孔导度及胞间CO2浓度进行测定，对数据进行统计分析，选出最适宜花叶海棠生长的土壤改良措施。

1.4 测定方法

于2015年6月—2015年8月花叶海棠的整个生长时间段内，随机选取生长于不同基质配比下的健康完整的花叶海棠植株各10株并做以标记，以选定的花叶海棠植株上部随机选择枝条部位、叶位相同的10个叶片作为测量对象，利用Li-6400型便携式光合测定仪测定不同土壤改良措施下所选花叶海棠叶片的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)及胞间CO2浓度(Ci)等指标。每隔五天测定一次，从9:00到19:00每2 h测定1次，共6次，每项指标3次重复，以10个叶片各试验项平均值作为花叶海棠在该时间段的光合生理指标参数。为减少读数误差，测定时测定时间、测定人员均保持一致。

1.5 数据处理

采用SPSS20.0拟合统计软件，采用单因素方差分析方法，计算所测得的各项光合特性指标的相关性及其显著性，并进行分析。

2 结果与分析

2.1 不同土壤改良措施对花叶海棠叶片净光合速率的影响

2.1.1 不同土壤改良措施下花叶海棠叶片净光合速率的分析 2015年6月至2015年8月对不同处理下随机所选的花叶海棠植株上部的10个叶片进行不同时段净光合速率的测定，并对每次测定的平均值进行处理，结果见表2。

表2 不同土壤改良措施下花叶海棠叶片的净光合速率 μmol·m-2·s-1

由表2可知，不同土壤改良措施下花叶海棠叶片净光合速率的平均值都高于对照组，其中S3处理下的增长率最大，为17.58%，其次为S2、S6、S5、S1、S4，增长率分别为14.33%、12.5%、10.92%、5%、3.58%。

2.1.2 不同土壤改良措施对花叶海棠叶片净光合速率影响的多重比较 不同土壤改良措施对花叶海棠叶片净光合速率影响的多重比较，结果见表3。

表3 不同土壤改良措施对花叶海棠叶片的净光合速率影响的多重比较

由表3可知，S3处理下的花叶海棠叶片净光合速率的平均值最高。在0.05水平，S3与S2、S6无显著差异，与S5、S1、S4、CK有显著差异。在0.01水平，S3与S2、S6、S5无极显著差异，与S1、S4、CK有极显著差异。说明S3、S2、S6处理都能明显地提高净光合速率。

2.2 不同土壤改良措施对花叶海棠叶片蒸腾速率的影响

2.2.1 不同土壤改良措施下花叶海棠叶片蒸腾速率的分析 2015年6月至2015年8月对不同处理下随机所选的花叶海棠植株上部10个叶片进行不同时段蒸腾速率的测定，并对每次测定的平均值进行处理，结果见表4。

表4 不同土壤改良措施下花叶海棠叶片的蒸腾速率 mol·m-2·s-1

由表4可知，不同土壤改良措施下花叶海棠叶片蒸腾速率的平均值都高于对照组，其中S3处理下的增长率最大，为65.65%。其次为S6、S2、S1、S5、S4，增长率分别为54.99%、48.60%、34.22%、33.02%、30.89%。

2.2.2 不同土壤改良措施对花叶海棠叶片蒸腾速率影响的多重比较 不同土壤改良措施对花叶海棠叶片的蒸腾速率影响多重比较，结果见表5。

由表5可知，S3处理下的花叶海棠叶片蒸腾速率的平均值最大。在0.05水平，S3与S6、S2、S1、S5、S4无显著差异，与CK有显著差异。在0.01水平，S3与S6、S2、S1、S5、S4、无极显著差异，与CK有极显著差异。说明S3处理能明显地提高蒸腾速率。

表5 不同土壤改良措施对花叶海棠叶片蒸腾速率影响的多重比较

2.3 不同土壤改良措施对花叶海棠叶片气孔导度的影响

2.3.1 不同土壤改良措施下花叶海棠叶片气孔导度的分析 2015年6月至2015年8月对不同处理下随机所选的花叶海棠植株上部的10个叶片进行不同时段气孔导度的测定，并对每次测定的平均值进行处理，结果见表6。

表6 不同土壤改良措施下花叶海棠叶片的气孔导度 mol·m-2·s-1

由表6可知，不同土壤改良措施下花叶海棠叶片气孔导度的平均值都高于对照组，其中S6处理下的增长率最大，为49.18%，其次为S6、S2、S1、S5、S4，分别比对照增加39.68%、21.97%、18.69%、16.39%、4.92%。

2.3.2 不同土壤改良措施对花叶海棠叶片气孔导度影响的多重比较 不同土壤改良措施对花叶海棠叶片气孔导度影响的多重比较，结果见表7。

表7 不同土壤改良措施对花叶海棠叶片气孔导度影响的多重比较

由表7可知，S6处理下的花叶海棠叶片气孔导度的平均值最大。在0.05水平，S6与S3、S2、S1、S5、S4无显著性差异，与CK有显著差异。在0.01水平，S3、S6、S2、S1、S5、S4、CK间均无极显著差异。说明S6处理能明显地提高气孔导度。

2.4 不同土壤改良措施对花叶海棠叶片胞间CO2浓度的影响

2.4.1 不同土壤改良措施下花叶海棠叶片胞间CO2浓度的分析 2015年6月至2015年8月对不同处理下随机所选的花叶海棠植株上部的10个叶片进行不同时段胞间CO2浓度的测定，并对每次测定的平均值进行处理，结果见表8。

表8 不同土壤改良措施下花叶海棠叶片的胞间CO2浓度 μmol·m-2·s-1

由表8可知，不同土壤改良措施下花叶海棠叶片胞间CO2浓度的平均值都高于对照组，其中S3处理下的增长率最大，为21.10%，其次为S6、S2、S1、S5、S4，分别比对照增加12.32%、12.11%、10.68%、7.65%、6.74%。

2.4.2 不同土壤改良措施对花叶海棠叶片胞间CO2浓度影响的多重比较 不同土壤改良措施对花叶海棠叶片胞间CO2浓度影响的多重比较，结果见表9。

表9 不同土壤改良措施对花叶海棠叶片胞间CO2浓度影响的多重比较

由表9可知，S3处理下的花叶海棠叶片胞间CO2浓度的平均值最大。在0.05水平，S3与S6、S2、S1、S5无显著性差异，与S4、CK有显著差异。在0.01水平，S3与S6、S2、S1、S5、S4无极显著性差异，与CK有极显著差异。说明S3处理能明显地提高胞间CO2浓度。

3 结论

3.1 S3、S2处理下的花叶海棠叶片平均净光合速率较大，其增长率分别为17.58%、14.32%；不同土壤改良措施与花叶海棠叶片的净光合速率呈极显著相关(P<0.01)；与对照组相比S3、S2、S6处理能明显地提高净光合速率。

3.2 S3、S6处理下的叶片平均蒸腾速率较大，其增长率分别为65.65%、54.99%；不同土壤改良措施与花叶海棠叶片的蒸腾速率呈极显著相关(P<0.01)；与对照组相比S3处理能明显地提高蒸腾速率。

3.3 S6、S3处理的叶片平均气孔导度较大，其增长率分别为49.18%、39.68%；不同土壤改良措施与花叶海棠叶片的气孔导度呈显著相关(P<0.05)，与对照组相比S6处理能明显地提高气孔导度。

3.4 S3处理的叶片平均胞间CO2浓度较大，其增长率为21.10%；不同土壤改良措施与花叶海棠叶片的胞间CO2浓度呈极显著相关(P<0.01)；与对照组相比S3处理能明显地提高胞间CO2浓度。

3.5 经各项指标值的比较，说明花叶海棠根系处的土壤经过不同程度的改良处理后可以加快花叶海棠的净光合速率、蒸腾速率，加大气孔导度及胞间CO2浓度，筛选出S3处理(土壤添加50%比例的森林土和固定比例的泥炭、腐熟羊粪、河砂、珍珠岩的改良处理)最适宜花叶海棠生长。

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Effects of Different Soil Improvement Measures on Photosynthetic Characteristics ofMalusTransitoriain Alpine Permafrost

Qiao Weifan1,Yuan Yali1

(1. Xishan Forest Farm, Qinghai Prov.,Xining 810000, China;2.College of Agriculture & Animal Husbandry, Qinghai University, Xining 810016, China)

In order to accelerate the growth ofMalustransitoriain Tianjun county, adopting different proportions (50% forest soil+10% peat+10% composting sheep manure+5% river sand +5% perlite + 20% soil), photosynthetic, transpiration rate, conductance, and intercellular CO2concentration were analyzed under different soil improvement. Results show :under six conditions, average net photosynthetic rate in leaves ofMalustransitoriatreated byS3,S2is big, being 14.11 μmol·m-2·s-1,13.72 μmol·m-2·s-1respectively. growth rates of 17.58% & 14.32%.S3、S6average transpiration rate are 12.44 mol·m-2·s-1&11.64 mol·m-2·s-1, growth rates are 65.65%and 54.99%. Average stomatal conductance of leaves treated by S6& S3are 0.455 mol·m-2·s-1& 0.426 mol·m-2·s-1, growth rates are 49.18% & 39.68%. Average intercellular CO2concentration treated by S3is 280.1μmol·mol-1, growth rates is 21.10%, different soil improvement measures are positively correlated with photosynthetic, transpiration rate and intercellular CO2concentration of leaves ofMalustransitoria(P<0.01),and inversely correlated with conductance(P<0.05), tests show: selected S3is optimum forMalustransitoriato grow.

soil improvement;Malustransitoria;photosynthetic

1005-5215(2017)05-0066-04

2017-03-23

乔维范(1981-)，男(土家族)，青海民和人，助理工程师，现从事绿化造林方面研究.

袁雅丽(1991-)，女(土家族)，青海贵德人，硕士，现从事森林培育研究，Email：80213522@qq.com

S714.6

A

10.13601/j.issn.1005-5215.2017.05.023