东北红豆杉幼苗林龄间光合特性的差异分析

刘福新 李彦刚

(黑龙江省翠峦林业局，伊春，153013)

东北红豆杉幼苗林龄间光合特性的差异分析

刘福新 李彦刚

(黑龙江省翠峦林业局，伊春，153013)

本文以东北红豆杉幼苗为试验材料，研究幼苗的光合生理特性。结果表明，随着苗龄的升高，幼苗叶片的叶绿素含量、净光合速率、气孔导度、蒸腾速率均表现出增大的趋势，而胞间CO2浓度表现出减小的趋势。不同年龄幼苗的光合指标间存在显著性或极显著性差异。5年生东北红豆杉幼苗的光合参数强于3年生和4年生幼苗。

东北红豆杉 幼苗 光合特性

东北红豆杉(Taxus cuspidata)是我国东北分布的第三纪孑遗植物，也是国家一级重点保护的野生濒危植物[1]。东北红豆杉是一种比较实用的药材，它的根、茎、叶和树皮均有一定的药用价值，特别是从中提取的抗癌药物紫杉醇，备受人们的关注，其材质坚硬，纹理美观，可适用于雕刻和制作高级家具等[2-3]。近年来有关东北红豆杉的繁殖技术、栽培技术和生理生态等方面的研究较多[4-6]，对幼苗生理生态方面的研究较少。本文以东北红豆杉幼苗为试验材料，研究不同林龄幼苗的光合生理特性，为东北红豆杉的高效人工培育提供理论基础。

1 材料与方法

1.1试验材料

本试验以3年生、4年生和5年生东北红豆杉实生苗为试验材料，所有供试的苗木按林龄分别选取生长健壮、长势一致的苗木。

1.2试验方法

实生苗分为3组，每组10株。试验用幼苗按常规技术管理，按期进行浇水、除草等工作。于6月中旬，选择叶片完整植株测定叶片的叶绿素含量、净光合速率、气孔导度、胞间二氧化碳浓度等光合生理指标。

叶绿素含量的测定采用分光光度法，具体操作为：称取鲜叶片0.2g，将叶片剪碎倒入研钵中，加入少量石英砂和2mL80%丙酮研磨成匀浆，再用80%丙酮将研磨匀浆定容至25mL，遮光静置10min，然后用分光光度计测定提取液在波长663nm和645nm的吸光度。按照公式计算叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量[7]。

于晴天上午9点～10点，采用Li-6400型便携式光合作用测定仪测定不同林龄东北红豆杉叶片的净光合速率、气孔导度、胞间二氧化碳浓度等光合指标。

1.3数据处理

所得数据利用EXCEL软件进行统计、分析。利用SPSS19.0软件对数据进行方差分析和多重比较。

2 结果与分析

2.1不同林龄东北红豆杉幼苗叶绿素含量的比较

不同林龄东北红豆杉幼苗的叶绿素含量存在着一定的差别。从总叶绿素含量来看，以5年生的叶片叶绿素含量最大，平均2.03mg/g，其次为4年生，比前者少11.33%；而3年生的最小，比5年生的少39.41%。叶绿素a和叶绿素b的含量均以5年生的最大，其次为4年生和3年生。由此可见，随着幼苗年龄的增长，叶片的叶绿素含量随之增大，但不同林龄幼苗叶片的叶绿素组成也有所不同。3年生的叶绿素a含量占总量的74%，叶绿素b含量占总量的26%；随着年龄的增长，叶绿素a含量所占比例增大，提高到75%～76%。不同林龄幼苗叶绿素a/b的比值基本稳定，平均在2.84～3.09，变化幅度较小，结果见图1。

图1不同年龄东北红豆杉叶绿素含量的比较

对东北红豆杉幼苗的叶绿素含量进行方差分析(见表1)。结果表明，幼苗间的叶绿素a含量、叶绿素b含量和总叶绿素含量存在极显著差异，而叶绿素a/b的比值差异不显著。

表1 东北红豆杉幼苗叶绿素含量的方差分析

2.2不同林龄东北红豆杉幼苗光合指标的比较

东北红豆杉不同林龄幼苗的光合特性有着明显地差异，如表2所示。从净光合速率来看，随着苗龄的升高，幼苗叶片的净光合速率表现出增大的趋势，5年生幼苗的净光合速率分别比4年生和3年生高15.87%和40.38%。胞间CO2浓度以3年生的最大，平均389.2μmol·m-2·s-1，其次为4年生，比前者少12.20%，再次为5年生，比3年生的少22.33%，说明在一定程度上，随着幼苗年龄的增长，胞间CO2浓度有着减小的趋势，这可能是因为年龄越大的幼苗其生理代谢能力较强。从气孔导度来看，3～5年生幼苗叶片的气孔导度范围为0.017～0.029mol·m-2·s-1，其中以5年生的最大，3年生的最小。不同年龄幼苗的蒸腾速率的变化趋势与气孔导度的相似，均随着苗龄的升高而增大。

表2 不同林龄东北红豆杉幼苗光合指标的比较

注：同列不同小写字母表示差异显著(P值<0.05)，不同大写字母表示差异极显著(P值<0.01)

由表2的方差分析和多重比较结果可以看出，不同年龄东北红豆杉幼苗的净光合速率、胞间CO2浓度、气孔导度和蒸腾速率等光合指标间存在显著性或极显著性差异，特别是净光合速率的差异最明显。

3 结论与讨论

光合作用中主要的色素是叶绿素，叶绿素在光合作用过程中起着重要的作用。不同年龄植物的叶绿素含量存在一定的差别。本文研究结果表明：随着苗龄的升高，东北红豆杉幼苗叶片的总叶绿素含量、叶绿素a、叶绿素b含量均随之增大，但不同年龄间叶绿素组成有所不同，叶绿素a/b的比值变化幅度较小。幼苗间的叶绿素含量存在极显著差异。

净光合速率用来衡量植物光合作用能力的重要标志，气孔导度、胞间CO2浓度和蒸腾速率也是光合作用至关重要的生理因子。本文研究结果表明，随着苗龄的升高，幼苗叶片的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率均表现出增大的趋势，而胞间CO2浓度表现出减小的趋势。不同年龄幼苗的净光合速率、胞间CO2浓度、气孔导度和蒸腾速率等光合指标间存在显著性或极显著性差异。总体来看，5年生东北红豆杉幼苗的光合参数强于3年生和4年生幼苗，因此，在东北红豆杉幼苗的培育中，为促进幼苗的生长发育，可在较小苗龄期采取有效措施提高幼苗的光合作用。

[1]周志强，刘彤，袁继连. 黑龙江穆棱天然东北红豆杉种群资源特征研究[J]. 植物生态学报，2004，28(4)：476-482.

[2]刘彤，李云灵，周志强，等. 天然东北红豆杉种内种间竞争研究[J]. 生态学报，2007，27(3)：924-929.

[3]刘彤. 天然东北红豆杉种群生态学研究[D]. 2007：1-3.

[4]周志强，胡丹. 天然东北红豆杉种群生殖力与开花结实特性[J]. 林业科学，2009，45(5)：80-86.

[5]马盈，丰庆义，杨凯. 东北红豆杉繁殖技术研究进展评述[J]. 林业勘查设计，2013，(1)：62.

[6]张启昌，赵影，其其格，等. 东北红豆杉枝叶对不同CO2浓度的光合生理响应[J]. 北华大学学报(自然科学版)，2006，7(1)：66-70.

[7]李合生. 植物生理生化实验指导[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

刘福新(1973.06-),男,助理工程师,队长,毕业于中央广播电视大学，大专，现工作单位为翠峦林调队。

2017-03-28

责任编辑：葛 君

校对：蒋雨航