全 文 ：第3 卷 第 2 期
1 9 9 0 年 4 月
林 业 科 学研 究
FO R E S T R E S E A R C H
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用快速称重法测定杨树蒸腾速率的技术研究 *
刘 奉 觉
(中国林业科学研究院林 业研究所 )
关健词 杨树蒸腾 , 蒸腾浏定技术
蒸腾速率是杨树水分状况最重要的水分生理指标 , 它携带着耗水的信息 L’] 。 由于杨树形
体高大 , 测定工作 一 }分困难 。 国外的大棚 、 蒸渗仪、 树干液流 、 微气候等测定方法 , 花钱多 ,
不易操作 , 难以推广 。 迄今为止 , 还数 H s o H o s [ 2 1、 H u be r 和 A r la n d l3 ] 等改进的快速称重法
(Qu ie k
一
w e ig h in g m e th o d
, 以一「简称快称法 ) 简便易行 , 在苏联 、 r[; 国及欧洲 [41 家广泛应
用 。 该法是用离体枝叶测定水分消耗 。 许多人虽发现枝叶离体后的蒸腾上升现象 , 但上升原
因 、 变化规律 、 测值偏差等问题 , 直至目前 , 国内外没有人作过系统的研究。 全卜对 _ L 述 问
题 , 于 1 9 8 3 ~ 1 9 8 6 年 , 进行了一些技术纂础探讨 。 关于用快称法估算林分蒸腾耗水 量 的 工
作 , 已有另文报道 囚 。
一 、 试验方法与结果分析
试验材料取于中国林科院试验点 (山东省 一县 , l x s ”5 0 ‘ E , 5 5 0 3 5 ’ N ) 3 一 4 年 生 的
I 一6 9 杨 (p o p 。lu : d 。It。 id e s B a r tr . e v . “L u x " e x . I一6 9 / 5 5 ) , 采样部位均为树冠南面中部
的带叶枝条 [6j 。
(一 ) 快称法洲值偏差的估计 (试脸 1 )
)付枝叶插瓶密封称重的方法估计叶离体称 重的偏差 。 将己知渗透势的蔗糖溶液装入50 m l
三角瓶中 , 插入在水下剪取的单叶 (或小枝) , 瓶口 用塑料胶布密封 , 置室外阳光下 , 用天平
称取一定时间的失水量, 立即用快称法再测
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擂液水势 (M Pa )
0 。 2 9 0
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3G
图 1 不 同插液水 势 下的离体燕肺速率 ( 1) 与瓶 称.燕腾速 卜
( 2 )的比 较 ( 1 9 8 3 年 9 Jll 2 日 9 ~ 1 0 时 , 晴 , 光照 6 . 9
万 lx , 气温 2 7 ℃ , 相对湿度70 % )
定 。 以前者数值为墓准 , 对比快 称法 的 偏
差 。 1 9 8 3~ 1 9 8 4年共测定 6 次3 2个试样。 结
果表明 , 在不 同插液水势下 , 离体称重的偏
差不同。 插液为高水势 (0 . o0 M Pa ) 时 , 离
体蒸腾速率大于瓶称蒸腾速率 , 而在低 水 势
( 一 。. 36 0 MPa ) 时则相反 , 当插液 水 势在
一 O· 07 7 ~ 一 0
.
14 6 M Pa 时 , 两 者数值相近
(图 1 , 表 1 ) 。
杯文于 19 8 9 年 一月 2 日收到 。
本文为 “杨 树丰产栽培中间试验” ( 四家 抖委合 卜研项 目 ) 技术研究的一 部分 。 承 王此绩研究 员、 郑伐傲 sl 研究员的艳
助 , 减道群 、 刘雅荣 、 杨炳才、 王永江等同志协 助侧定 , 谨此一并致谢。
2 期 刘奉觉 : 用快速称重法测定杨树蒸腾速率的技术研究 1 6 3
表 1
插 液 水 势
(M Pa )
瓶称燕腾速率与离体燕腾速率的比较 ¹
试 验
瓶称燕腾速率
( g
·
g 一 i
·
h 一 1 )
离休蒸腾速率
( 9
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·
h 一 ! )
相对偏差º
( % )
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5 6
¹ 10 8 3年 3 月11日10 ~ 11 时浏定 , 气温28 ℃ , 照度 8 . 透万 I x , 相对湿度 7。%左右 ;
º 相对偏差 ( % ) 二 离体蒸腾速率 一 瓶称蒸腾速率瓶称蒸腾速率 10 0 %
。
(二 ) 离体前后杨叶的失水进程 (试验 2 )
为了精确地研究杨叶离体前后蒸腾速率的变化 , 将叶的失水进程置于稳态条件下测定 。
先将供试枝条分作三种处理 :
1。 水插枝
2
. 剪封枝
3
。 连体枝
将田间取回的大枝条在水中剪成小枝插入水中 ;
剪枝后用凡士林封住切 口 ;
生长在树上的不离体枝条。
测定时先向L l一16 0。稳态气孔计设定环境的相
:
二
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对湿度 , 然后用叶室夹夹住供试叶下表面一侧 的中
部 , 稳定后每隔 5一10 5 读一次蒸腾速率值 (录音机
记录 ) 。 2 ~ 3 m in 时剪断叶柄 , 继续读数 , 可延至
10一15 m i n (有时至 l h ) 。 1 9 8 6年还增加叶的相对
含水率 ( R W C )测定。 试验发现 , 同一叶片两 个 半
叶的 R W C 几乎相等。 根据这一规律 , 本试验用 另
半叶的 R W C代表供试面的 R W C 。
试验进行两年 , 共测定 8 次 , 画出蒸腾速率曲
线2 6 条 , 按曲线形状归纳为 四 类 (图 2 , 表 2 ) 。
( 1 ) 蒸腾速率在 5 . 5 卜g · e m 一 “· s 一 ’ 以上 , R W C
在 9 7 %以上 ; PA R 在 1 20 0 ~ 1 7 0 0 p m o l·m 一 “· s 一 ’
(上午)时 , 出现 工类曲线 。 剪叶后 3 m in 以内蒸腾
无明显变化 , 以后出现下降。 离体 3 m in 内称重偏
差不大于10 % 。
(2 ) 蒸腾速率在3一4件g ·e m 一“· s 一 ’之间 , R W C
9 8 %左右 ; PA R I 0 0 0一 1 7 0 0 卜m o l. m 一 2 · s 一’(上午) ,
出现 1 类曲线 , 叶片离体 20 ~ 30 5 即发生反应 , 在1
一 2 m in 内蒸腾升至最高值 , 保持 2 一 3 m in , 以
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图 2 杨叶离体前后燕肠速率 曲线
16 4 林 业 科 学 研 究 3 卷
表 2 环境条件 、 叶片状况与杨叶离体前后燕肠曲线的特点
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后迅速下降。 蒸腾上跳率 (增加值占原先蒸腾的百分数 )水插枝为40 % 左右 , 连体枝在 20 %
以下 。 因此 , 水插枝的合理称重时间为剪后第 3 ~ 6 m in , 而连体枝为剪后 3 m in 内 , 其精
度可以达到 90 % 。
(3 ) 蒸腾速率在 1 . 2~ 5 . 5 “g · e m 一’ · s 一 ‘之间 , R W C为 9 5% ~ 9 7 % , PA R 为8 0 0 ~ 1 50 0
协m ol · m 一 2 · s 一 ‘, 出现 1 类曲线 。 剪叶后蒸腾迅速下降 , 半分钟内蒸腾下降10 %左右。
( 4) 蒸腾速率在 0 . 9 卜g · e m 一 2 · s 一 ‘ 以下 , R W C < 9 0 % 、 PA R < 1 0 0 0 协 m o l· rn 一 ’· s 一 ’, 出现
万类曲线。 蒸腾受剪叶的彤响很小 , 始终保持较低水平 。 离体 4 m in 的蒸腾值与离体前相近。
二 、 讨 论
用古典的瓶称法与快称法相比较 , 发现了后者测值偏差及其与水分胁迫的关系 。 用现代
气孔计研究发现四种蒸腾曲线 , 反映着叶子从水分饱和到严重亏缺的四个失水阶段。 第一阶
段 , 叶的水分饱和 , 贮水量大 , 尽管蒸腾较强 , 但导管 中水柱张力很小 , 剪断叶柄蒸腾不上
跳 , 第二阶段 , 由于蒸腾继续进行 , 叶的水分贮童减小 , 分管水柱张力增大 , 剪断会使张力
迅速消失 , 20 ~ 30 5 出现蒸腾上跳 , 数分钟后终因水源枯竭而蒸腾下降 , 第三与第四阶段 ,
叶子 出现水分亏缺 , 蒸腾速率大大降低 , 随之导管水柱张力也相应减小 , 剪后蒸腾不上跳 。
第二 、 三阶段的情况 , 在试验 1 中得到反映。 这些结果告诉我们 , 快称法测值偏差的原因是
枝叶离体后蒸腾速率偏离了离体前的水平 , 其偏离方式 (升高或下降) 因不同失水阶段而异 ,
因此 , 根据失水阶段确定合理的称重时间是很重要的。
表 3提供的各失水阶段的最适称重时间 , 可供参考 。 多次的第二阶段连体枝的试验结果
表明离体 3 m in 内蒸腾偏差 < 10 % 。 总之 , 田间测定中 , 在第 I 、 亚 、 w 失水阶 段 , 离 体
2 ~ 3 m in 内称重 , 可将偏差控制在 10 % 以内。 而第 l 阶段的偏差 , 难以消除 , 应当寻求新
的途径。 关于如何快速确定田间叶片失水阶段 , 也有待于今后继续研究。
2 期 刘奉觉 : 用快速称重法测定杨树蒸腾速率的技术研究 1 6 5
裹 3 离休称孟最适时间的选择 ( 工一69 杨 )
蒸 腾 速 率 印 g · e m 一 2 · s 一 1 ) 失 水 阶 段 离体最适称重时间(m in )
0
.
9 以下
1
.
0~ 2
.
7
2
.
8 ~ 3
.
6
3
.
7 以上
0~ 3
O~ O
。
5
水插枝 3 ~ 5 , 连体枝 O~ 3
0 ~ 3
万皿
百工T人
参 考 文 献
〔幻 刘奉觉 等 , 1 9 86 , 杨 树几个水分关系指 标的主分量分析 , 植物生理学通讯 ,
H aa n o .
,
Jl
.
A
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a e e , e e , ae a a 位x y e 派 o a 皿月x , B o , . 狱了p a . r . 3 5 , 滩 2 , C . 17 1 ~ 15 5 .
(3 )
:
1 3 ~ 1 6
。
双泥旅 o n p e 双e皿 e 万皿只 了p a H C立压p 吕砚盆皿
S la v ik
,
B
. ,
1 07 4 (张崇浩等译 , 1 , 8 6 ) , 植物与水 分关系研究法 , 科学出版社 , 30 6 ~ 3 0 8 , 3 82 ~ s , 7 .
刘奉觉等 , 1 9 8 7 , 杨树人工 幼林的蒸腾变异与蒸腾耗水量估算方法的研究 , 林业科学 , 2 5 (营林专辑 ) , 35 ~ 4 40
刘奉觉等 , 1 9 5 8 , 田 间供水与杨树生长关系的研究 I , 供水处理对杨树生长、 树体结构和叶盆的形响, 林业科学
研究 , 1 (2 ) : 1 5 3 ~ 1 6 1 。
川即闭
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Pla n ta t io n (P叩。lu s d elto id e s B a r tr . e v 。 “L u x ” e x 。 I一 6 9 / 5 5 ) in 1 9 8 3~ 19 5 6 .
T h e res u lts h a ve re v ea le d th a t the d e v ia t io n o f t ra n sP ira t io n v a lu e d e te r m in e d
by q u ic k
一
w e ig h in g m e t h o d w a s r ele va n t to th e m e t eo ro lo g ic a l fa e t o rs a n d
th e w a te r s ta tus o f lea v es
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T h e Proc es o f los in g w a te r fr o m lea v es ca n b e
d iv id e d in to fo u r sta g e s
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A d isc u ssio n fo r d e te rm in in g tra n SP ir a t io n r a te a t
ea e h s ta g e ha s be e n m a d e
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取y w or d s tra n SPira t ion o f Po Pla r : tec h n iq u e fo r d e te r m in in g tra n SP ira tio n