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杨树优良无性系1年生扦插苗的光合生理特性

更新时间:2009-03-28

杨树(Populus spp.)是杨柳科(Salicaceae)杨属(Populus)树种的统称。是我国重要的速生丰产林和短周期工业用材林首选树种,也是世界人工林发展的重要三大速生树种之一[1-2]

本研究是于2009年从江苏省杨树种质创新与品种改良重点实验室引入的1-15、12-23、1号、2号、3号、4-49、4号、5号、T8等64个无性系中进行苗期选择,通过扦插繁殖,建立采穗圃,并且根据存活率、苗高、地径等指标从中初步筛选出16个无性系,再从中选择相对优良的5个无性系为试验对象,从杨树光合生理特性这一方面出发,结合杨树各无性系的实际生长量来分析讨论并得出结果,筛选出适宜鄱阳湖平原地区生长、速生丰产、抗性强的优良无性系,为江西省及相似地区杨树造林无性系选择和苗木培育提供依据。

1 试验地概况

试验地设在江西农业大学园林与艺术学院森林培育教学实习基地。基地位于南昌市北郊,28°46′N,115°55′E,海拔 50 m,亚热带大陆性气候,四季分明,年平均气温19.00℃,1月平均气温5℃,7月平均气温29.60℃,极端最低气温-3.70℃,极端最高气温38.90℃(2009年),年均日照时数为1 903.90 h,年均降雨量1 596.40 mm,初霜期12月2日,终霜期在2月25日,无霜期平均为281 d。土壤为沙壤土,疏松,质地良好。

11.2.4 去势(间苗):从灵芝现蕾开始,要不间断地、多次进行间苗(去势),可采用切割法、烫烙法等。同一菌木只留一个生长在近中部、健壮、无畸形的菌蕾,去势时不要触摸菌蕾。

2 试验设计

2.1 试验材料

试验材料是于2009年从江苏省杨树种质创新与品种改良重点实验室引入的1-15、12-23、1号、2号、3号、4-49、4号、5号、T8等64个无性系中进行苗期选择,通过扦插繁殖,建立采穗圃,并且根据存活率、苗高、地径等指标从中初步筛选出16个无性系,再从中选择相对优良的5个无性系,它们分别是:2号、3 号、s3236、s3804、t20。

选择5个无性系的1年生枝条进行扦插育苗,株行距为40 cm×50 cm,穗条长为20 cm,于2011年3月26日进行扦插,7月进行光合测定,生长量状况是在1年生苗处于休眠期的时候分别对各个无性系进行地径和苗高测定。

2.2 试验方法

孝文化是中国传统道德的核心,是大学生人格修养中必须恪守的伦理规范。孝道的核心价值在现代社会仍然发挥着不可估量的作用。它在维护家庭和社会稳定方面的作用不容忽视。《孝经》中提出“身体发肤,受之父母”,引导大学生在人格修养中,首先要爱惜自己的身体,尊重生命。其次,孝的内涵从“善事父母”的家庭责任和义务出发,开始由家庭伦理泛化到处理人与人之间关系的社会伦理道德规范,形成多重的文化内涵,甚至上升为国家意识形态,渗透于社会生活的方方面面,比如当今社会推崇的敬老、爱老、养老风气仍然在大学生人格修养中得到继承和发扬。

2.3 测定方法

2011年7月选取生长正常、大小相近的5个无性系植株,标记3~5片新梢中部呈现典型叶色且无病虫害的功能叶,用于光合作用光响应曲线的测定。使用Li-6400型便携式光合测定系统的开放气路测定光响应曲线,设定温度为22℃,相对湿度为大气湿度的80%左右,CO2浓度为360μmol·mol-1。测定之后将数据从Li-6400仪器中导出,再用Excel、SPSS等软件进行处理[3-4]。测定都在环境光强和温度变化不大的天气进行,以尽量减少生理参数随时间的变化。

3 结果与分析

3.1 杨树各无性系的1年生扦插苗的实际生长状况

3.1.1 杨树各无性系的1年生扦插苗苗高生长量状况。从表1中可以看到,在这5个无性系中,平均苗高值最大的是3号,为260.21 cm,t20和s3236其次,2号和s3804相对较小,最小的是s3804,为117.13 cm。

3.2.3 杨树各无性系胞间CO2浓度日变化分析。图3显示了2号和3号的日变化曲线相近似。整体上日变化波动不大,2号和3号的胞间CO2浓度最大值在8∶00和 18∶00达到的,它们的值分别为 316.2 μL·L-1和325μL·L-1。最小值都是在中午12∶00达到的。与2号和3号相比较t20和s3804两个无性系除了在16∶00到18∶00这个时间段CO2浓度呈急剧下降的趋势以及在18∶00达到最小值分别为56.28μL·L-1和137.8 μL·L-1之外,前面的从 8∶00 到 16∶00 这个时间段胞间CO2浓度变化幅度不大而且日变化曲线和2号3号相近似。s3236的日变化曲线和前面4个无性系有很大的区别,它首先在8∶00到10∶00大幅度上升且在 10∶00 达到最大值为 591 μL·L-1, 从 10∶00 到12∶00 又有大幅度的下降,随后从 12∶00 到 18∶00 也略呈下降趋势且在18∶00的时候达到最小值为251.4 μL·L-1

3.2.2 杨树各无性系的水分利用率日变化分析。图2显示了2号、3号的日变化曲线相似,整体上日变化波动不大。2号和3号的水分利用率最大值分别是在18∶00和8∶00达到的,且它们的值分别是2.517μm·mol-1和 2.747 μm·mol-1,都是在正午 12∶00 达到最小值的。与2号、3号两个无性系相比较,t20和s3804这两个无性系除了在16∶00-18∶00这个时间段水分利用率呈急剧上升的趋势以及在18∶00达到最大值分别为 77 μm·mol-1和4.727 μm·mol-1之外,前面的从8∶00到16∶00这个时间段的水分利用率变化幅度不大而且日变化曲线和2号3号相近似。s3236的变化曲线和前面4个无性系就有些区别了,它首先是从 8∶00-10∶00 有大幅度的上升最大值出现在 10∶00为 3.867 μm·mol-1,从 10∶00-12∶00 又有大幅度的下降,在12∶00出现最小值为 1.027μm·mol-1,随后从12∶00-18∶00水分利用率略呈平缓的上升趋势。

 

表1 各无性系的生长状况Tab.1 The growth of each clones

  

无性系名称 3号 t20 s3236 2号 s3804平均地径/cm 1.96 1.75 1.74 1.10 0.96平均苗高/cm 260.21 221.04 173.25 157.49 117.13

  

图1 杨树各无性系的光合速率日变化曲线Fig.1 Diurnal variation curve of photosynthetic rate of each clones of Populus spp.

3.2 杨树各无性系的各指标日变化分析

文化作为民族的精神纽带,其发展离不开文化的自我反思[10]。我们需要在文化自信和文化反思的双重维度上培养青年学生的学术能力。笔者认为,打好本科生基本功,就是在培养这些日后能在全球竞争中为中国争取话语权的新生力量。故而笔者提倡在学生中开展“研究性学习”时必须要有学术积淀作为依托,而且教师在这个过程中必须扮演重要的指导角色。一言以蔽之,教师是一种“参与性指导”的角色,一方面则警惕自己的“一言堂”教学和“填鸭式”教学,另一方面则培养学生为学习主体,在主体间性的高品质氛围之中实现教师与学生的对话、互动。文本研读就是希望将学生培养成一个在学术研究方面既有学术品质也有审美品味的人。

光合作用是绿色植物吸收光能将CO2和H2O合成有机物并释放O2的过程。光合速率是植物生理性状的一个重要指标,也是估测植株光合生产能力的的主要依据之一。与其他4个无性系相比,s3236的光合速率变化幅度比较大,也相对要高一些,最大值在 10∶00 达到 62.62 mol·m-2·s-1

综合比较来看,3号、t20、s3236这3个无性系比较占优势。2号和s3804不太占优势。故它们的生长状况从大到小大致可以做如下排序:3号,t20,s3236,2 号,s3804。

 

表2 光合速率方差分析Tab.2 Variance analysis of photosynthetic rate

  

变异来源 平方和 自由度 均方 F值 p值品系 435.94 4 108.99 1.43 0.2617时间 634.08 5 126.82 1.66 0.1904误差 1528.12 20 76.41总变异 2598.15 29

水是植物生长发育不可缺少的重要因子。水分利用率是指利用单位重量的水分植物所能同化的CO2,是净光合速率与蒸腾速率的比值,它可以很好的衡量水分消耗状况。从图2中可以看出,其实各无性系的水分利用率日变化曲线大致与光合速率的相同,s3236变化幅度也偏大,也是在10∶00达到它的最大值。有一点明显不同的地方就是从16∶00—18∶00各无性系的水分利用率都呈上升趋势,且t20呈急剧上升趋势,达到最大值为7μm·mol-1

  

图2 杨树各无性系水分利用率日变化曲线Fig.2 Diurnal variation curve of water utilising efficiency of each clones of P.spp.

3.1.2 杨树各无性系的1年生扦插苗地径生长量状况。在表1中可以看出,在这5个无性系当中,平均地径最大的也是3号,为1.96 cm,其次是t20号和s3236,s3804的平均地径值最小,为0.96 cm。

3.2.1 杨树各无性系光合速率日变化分析。图1显示了 2 号、3 号、s3236、s3804、t20 光合速率的日变化情况。从 8∶00-10∶00,2 号光合速率下降幅度较大,10∶30-12∶00 下降幅度有所减小,随后从 12∶00-16∶00又有上升趋势,从16∶00-18∶00又呈下降趋势。整体来看,2号的光合速率最大值出现在早上8∶00最小值出现在 18∶00,与 2 号相比,3 号、s3804、t20 这 3 个无性系光合速率日变化比较平缓,上下波动幅度不算太大,3号的光合速率最大值出现在16∶00,s3804的光合速率最大值出现在14∶00,t20的光合速率最大值出现在早上8∶00,这3个杨树无性系的最小值都出现在18∶00。与前面4个无性系相比,s3236日变化波动幅度比较大,从 8∶00-10∶00,s3236 光合速率大幅度上升且在 10∶00 达到最大值,为 62.62 mol·m-2·s-1,从10∶00-12∶00 有大幅度下降,随后从 12∶00 到 16∶00有略微的上升趋势,从16∶00-18∶00光合速率又开始下降直到18∶00降到最小值。

 

表3 水分利用率方差分析Tab.3 Variance analysis of water utilising efficiency

  

变异来源 平方和 自由度 均方 F值 p值无性系 1.62 4 0.41 0.34 0.8466时间 21.77 5 4.35 3.67 0.0162误差 23.76 20 1.19总变异 47.15 29

 

表4 对不同时间段进行多重比较Tab.4 Multiple comparisons of different time periods

  

处理 均值 5%显著水平 1%极显著水平8∶00 2.112 b AB 10∶00 1.898 b AB 12∶00 1.09 b B 14∶00 1.302 b B 16∶00 1.3768 b B 18∶00 3.638 a A

  

图3 杨树各无性系胞间CO2浓度日变化曲线Fig.3 Diurnal variation curve of intercellular CO2 concentration of each clones of P.spp.

从杨树各优良无性系1年生苗木的实测地径值和苗高值来分析,可以发现,3号、t20、s3236这3个无性系的实际生长量是比较占优势的。其中3号是最占优势的一个无性系。它的平均地径值和平均苗高值分别达到了1.96 cm和260.21 cm。从杨树各优良无性系1年生苗木的光合生理特性的5个指标来分析,从光合速率、水分利用率、胞间CO2浓度这3个指标来分析,发现s3236均较显著。本试验表明了从光合生理特性这一个角度来分析1年生苗木生长状况的结果不一定与实测的实际生长量所表明的一致。

古时候,祁连地区是羌、匈奴等少数民族生息繁衍的地方,也是古“丝绸地,为历代兵家所重视,三角城、峨堡城等古城的遗址见证着祁连县的发展和变迁;如今,这里成为了汉、藏、蒙古、回、土等15个民族的聚居地,多元化的民族风情构成了一道独特的人文景观,令人向往。

 

表5 胞间CO2浓度方差分析Tab.5 Variance analysis of intercellular CO2 concentration

  

变异来源 平方和 自由度 均方 F值 p值无性系 26151.60 4 6537.90 1.35 0.2856时间 55059.62 5 11011.92 2.28 0.0859误差 96689.20 20 4834.46总变异 177900.42 29

4 结论与讨论

4.1 结论

CO2作为光合作用的反应物之一,在一定范围内,增加CO2的浓度,光合作用增强。从图3可以看到,胞间CO2浓度日变化曲线与光合速率的日变化曲线趋势大致相同,同样也是s3236变化幅度比较大,胞间CO2浓度值也是在10∶00达到最大,为591 μL·L-1

4.2 讨论

导致光合生理指标与苗木生长指标的实测结果基本一致,但并非完全吻合,其原因可能有以下的影响因素:

通过在空气导流板的导流装置内侧增加仿形辅助阴极板,消除了导流装置因自身的多曲率外型而在阳极氧化和电解着色过程中产生的电流尖端效应,实现了内腔连续、稳定的阳极氧化和电解着色生产。所制备的氧化膜厚度均匀,电解着色后颜色也均匀,并具有较高的发射率。

1)测定时仪器的稳定性问题。

(6)查看空气储罐进气阀门和出气阀门的开启、关闭是否有醒目指示,防止由于操作人员的误操作而导致空气储罐内部压力急剧上升从而引起爆炸。

2)与管理措施相关,苗木没有处在完全一致的生长环境中。

另外,本试验中,只测定了杨树优良无性系1年生扦插苗的光合生理特性,由于人力物力等各方面原因没有进行多年生苗木的测定,有待于进一步研究。

参考文献:

[1]查朝生,王嘉楠,方宇,等.不同生态条件对人工林杨树木材物理力学性质的影响[J].应用生态学报,2005,16(11):2012-2018.

[2]卢孟柱,胡建军.我国转基因杨树的研究及应用现状[J].林业科技开发,2006,20(6):l-4.

[3]方升佐.中国杨树人工林培育技术研究进展[J].应用生态学报,2008,19(10):2308-2316.

[4]潘成良.辽宁省杨树栽培现状及发展趋势[J].辽宁林业科技,2001(1):21-23.

 
危泽菲,杜秋
《南方林业科学》 2018年第02期
《南方林业科学》2018年第02期文献

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