全 文 ：第 2 4卷 第 6期
2 0 0 4年 1 1 月
浙 江 林 业 科 技
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2 0 0 4
文章编号 : 1 00 1一3 7 7 6 ( 2 0 04 ) 0 6一创洲) 1一0 2
五种恺木属植物的光合特性初步研究
卓仁英 , 陈益泰
(中国林业科学研究院亚热带林业研究所 , 浙江 富阳 31 14 0
摘要 : 对 19 9 、 2仪叉〕年从加拿大 、 中国台湾等地引进的台湾枪木、 日本恺木 、 欧洲恺木等 5 种恺木属植物进行引
种试验 , 研究发现 , 除我国特有的恺木外 , 欧洲恺木基本能够适应我国南方气候和立地条件 , 种子发芽率较高 ,
生长迅速 , 还具有抗盐碱能力。 日本恺木光饱和点曲线为明显的双峰型结构 , 其最大光饱和点分别在 90 卜mo u m Z
和 2 00 0 林 mo u耐 。 研究结果表明 , 五种恺木属植物间的光合速率 、 气孔导度 、 叶绿素含量等性状差异达到显著或
极显著 。
关键词 : 档木属 ; 光合作用 ; 气孔导度
中图分类号 : 57 92 . 14 文献标识码 : A
长江中下游平原水网地区 , 大小湖泊众多 , 江河溪渠纵横 , 土层地下水位较高 , 水涝灾害频繁 。 目前 , 该
地区四旁植树 、 道路绿化 、 河岸和农田防护林的适生树种不多 , 特别是耐水湿的优良树种稀少 。 为了进一步丰
富该地区的绿化树种资源 , 并为系统开展恺木属植物 (包括杂交育种 ) 的遗传改良研究准备育种材料 , 从 19 9
年开始 , 中国林业科学研究院亚热带林业研究所引进恺木属树种 巧 种 , 其中国外寸岂木树种 1 种 , 共计 59 个种
份 , 在浙江富阳进行引种试验 。 本文对产自中国四川的四川恺木 ( lA nu : c er am s ot 舒 n e ) 、 青岛的日本枪木( A J 口p o -
in ca )
、 台湾太麻里的台湾恺木 ( A . f0 0 0s a an ) 、 芬兰的欧洲恺木 ( A . gl ut in 口 as )以及美国的齿叶寸岂木 ( A . , g os a )
5种枪木属植物的光合特性进行初步研究 。
材料与方法
所有试验材料均采用种子容器育苗 , 2 0 3年 3月播种。 种
子产地条件如表 1。
生长节律调查 : 2 0 1 年 6 月起随机选取 10 株生长良好的
植株 , 每隔 3 d0 测量其高生长 , 至 1 月停止生长为止 , 计算其
平均值 , 做出生长节律曲线 。
光饱和点调查 : 选取 3 株生长正常的植株 , 以 CI 一 3 10 便
表 , 五种枪木属植物种子产地情况
种名 千粒勿 g
,声O,山ù046
,i`U79
.…01
地一柱兰国产岛一石芬美青
四川恺木
欧洲恺木
齿叶恺木
日本恺木
台湾恺木 太麻里
海汤m
1 6 5 0
4 o
5 0
17 5
1 4 5 0
经度尸
2 9
.
50
24
.《刃
2 6
.
4 3
3 6
.
4 2
2 3
.
14
纬度lo
1 0 2 0 5
6 1
.
1 5
5 8
.
2 4
1 2 3
.
3 8
1 2 3
.
4 7
携式光合仪测量不同光照条件下的净光合速率 , 做出光饱和曲线 , 求出最大光饱和点。 不同叶位叶片光合速率
的植株 , 以 cI 一 3 or 便携式光合仪测量主干和基部侧枝不同叶片的净光合速率。
不同叶位叶片叶绿素含量的测定 : 采取混合液法测定主干和侧枝上不同叶位叶片中叶绿素 a 、 叶绿素 b 和
总叶绿素的含量 。
所有数据处理均采用 SA S 6 . 12 软件系统 。
收稿日期 : 2《X抖一09 一03
* 浙江省自然科学基金 “恺木属植物系统生物学及群体结构遗传研究 ( No . 30 12 65 ) ” 的部分内容。
作者简介 : 卓仁英 门 969 一 ) , 男 , 福建莆田人 , 博士 , 从事植物生物技术研究。
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浙 江 林 业 科 技 2 4卷
而日材岂木生长高峰期在 7月 , 四川寸岂木生长高峰
期在 8 月 , 而台湾恺木生长高峰期为 9 月 ; 从生长
量看 , 欧洲恺木和四川恺木 、 台湾枪水生长量明显
4 se 30 6 一 30 8一3 0
-今一四川恺木
~ 闷卜- 日本恺木
-门卜- 齿叶恺木
- 拱- 台湾恺木
1于30 时间 /月一日
~ , ` - 欧洲恺木
高于其他两附岂木 。
- - 一 ~ - : ~ - · , … , 人 、、 一 一 , 二 , ~ 人 . 一 ~ 一~ 图工 五种艳木属植物生长节律
2 2 不同叶位叶片光合速率 、 叶绿素含量差异研究 一 - 一 ” `一 ` 一 , 一 ` ’ 一 ` 一 ” ’
植物的生长量直接受光合速率控制 , 而植物体的光合速率又直接与叶片的叶绿素含量成正相关 , 这是因为
植物叶绿体具有接受和转换能量的作用 , 所以 , 在一定范围内 , 叶绿素含量越多 , 光合能力越强 , 因此研究植
物的光合速率和叶片叶绿素含量的变化清况可以初步揭示植物的生长差异 。
2
.
2
.
1 不同叶位叶片叶绿素含量差异研究 叶片是进行光合作用的主要器官 , 而叶绿体是光合作用的重要细胞
器 , 其中叶绿素是最重要的色素 , 包括叶绿素 a 和 b 两种 , 主要参与吸收波长 640 一 6 0n m 的红光部分和波长
43 0 一 45 0n m 的蓝紫光部分 。 研究这两种色素及其总量的差异情况基本可以体现种间光合速率差异 。
从表 2可以看出 ,不同寸岂水属植物的不同叶位 表 2 五种恺木属植物不同叶位叶绿素 a 含t 差异方差分析
间叶绿素 a 含量差异显著 ,其中台湾寸岂木主干下部 项目 平方和 自由度 均方和 F 值 显著性
4ZR气ùO
45
含量最高 , 达到 .7 3 3 m g/ (鲜重 , 下同 ) , 主干
上部叶片含量为 .7 301 1119/ , 其次为四川恺木上部
叶片 , 其含量为 7 .巧 3m吮 , 欧洲恺木中部叶片含
量为 7 . l gl m吮 。 而日本恺木上部和中部叶片 、 欧
洲恺木的上部叶片含量均较低 , 分别为 .4 4 95 、
4
.
87 8
、
4
.
8 74 m g/ g
。
从 3表可以看出 ,不同寸岂水属植物的不同叶位
间叶绿素 b 含量差异显著 ,其中台湾恺木主干下部
含量最高 , 达到 .8 5 2 1119/ 9 , 主干上部叶片含量为
.7 39 2 m吮 , 其次为欧洲寸岂水中部叶片 , 其含量为
.6 80 8m眺 , 四川恺木上部叶片含量为 .6 4 6 m g/ g 。
而山东赤杨上部含量较低 , 为 .4 2 1m gl g 。
从表 4 可以看出 ,不同恺木属植物的不同叶位
间总叶绿素含量差异显著 ,其中台湾恺木主干上部
含 量 最 高 , 达到 巧名2 m gl , 主 干 下部为
种间
叶位
种* 叶位
误差
总和
19
.
7 2 2
2
.
6 82
2 3
.
4 3 8
6
.
2 35 E 0 2
2 4 19
.
4 2
4
.
9 3 1
1
.
34 1
2
.
9 3
1
.
3 8 6E
一
0 3
3 5 5 8
.
5 6 7
9 6 7
,
9 6 7
2 1 14
.
4 8 8
.0 o
.0 o
.0 o
表 3 五种恺木属植物不同叶位叶绿素 b 含. 差异方差分析
项目
00种间
叶位
种* 叶位
误差
总和
方和
37
.
3 86
自由度 均方和 F值 显著性
3
.
0 5 5
3 8
.
7 4 1
1
.
3 6 8
2 1 1 5
.
3 7 8
9
.
3 4 7
l
,
5 2 8
4
.
8 4 3
3
.
() 4 1E
一
0
307
.
4 (X)
5 0 2 4 3
15 9
.
27 2
425459
表 4 五种恺木属植物不同叶位总叶绿索含t 差异方差分析
项目 自由度 均方和 F值 显著性
2 6
.
5 6 1
4
.
7 7 5
14
.
7 6
2 4 3 9 E
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0 3
1 0 8 8 9 9 3
19 5 7 5 6
60 5
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16 2
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425459种间
叶位
种* 叶位
误差
总和
平方和
1《巧 .24
9
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5 4 9
1 18
.
0 8 1
l
,
()9 8
9 0 3 8
,
6 2 4
.14 72 5m吮 , 其次为欧洲恺木中部叶片 , 为 13 .9 28 m gl g , 四川恺木上音卿十片含量为 13 .5 98 m眺 。 而日本恺木上部
含量较低 , 为 .8 71 6 m gl 。
.2 .2 2 不同叶位叶片光合速率差异研究 植物光合作用是积蓄能量和形成有机物的过程 , 能量的积蓄是把光能转
变为电能 , 进一步形成活跃的化学能 , 最后转变为稳定的化学能。 在无机物 ( C o : 和 H ZO ) 形成有机物 (如糖
类 ) 的同时 , 能量就积蓄在有机物中 。 这些能量用于植物体的生长发育等过程 。
从表 5 中可以看出 , 五种寸岂木属植物种间 、 不同叶位间光合速率差异均达到极显著水平 , 不同植物种间气
孔导度也达到极显著水平 , 不同叶位间气孔导度差异不明显 。 其中 , 四川恺木上部叶片光合速率最高 , 为
1 30 .8 82 51 m ol
·
m
一“ · s 一 , , 欧洲恺木上部叶片光合速率为 1 2 48 . 1 51 mo l · m 一 2 · s 一 ’ , 齿叶寸岂木主干中部叶片的光合
速率最低 , 为 2 43 . 9 25 1 m ol · m 一 2 · s 一 ’ 。 而四川档木的上部叶片气孔导度最高 , 为 .9 825 m ol · m 一 2 · s · , , 中部为
6期 卓仁英 , 等 : 五种恺木属植物的光合特性初步研究 , 3
8 .9 75 mo l
·
m
一
2
·
:
·
, , 欧洲恺木中部叶片气孔导度为 .4 2mo l · 沉 2 · s 一 , , 为最低 。
表 5 五种恺木属植物不同叶位光合速率 、 气孔导度差异方差分析
光合速率 气孔导度
平方和 自由度 均方和 F值 显著性 平方和 自由度 均方和 F值 显著性
种间 l 以 3 54 8石2 4 2 6() 8 8 7 . l 5 5 2 . 5 7 2 0 . 05 0 9 7 04 6 4 24 . 2 6 1 4 8 .964 0 .《拟 )
叶位 1 0 8 0 34 5 .47 5 2 5 40 17 7 . 2 3 8 5 . 3 25 0 .X() 8 0 .8 6 9 2 0 . 4 35 0名7 7 0 4 2 3
种* 叶位 3 18 8 1 27 3 r 8 8 39 8 5 15 . 9 15 3 9 2 8 0 .X() 1 6 9 . 5 7 7 8 8石9 7 17 . 5 5 2 0 .以刃
误差 4 5 65 1 82 .5 9 8 45 1 0 1 4 8 . 502 2 2 . 2 9 8 45 0 . 4 9 6
总和 4 3 3 1 9 66 . 8 5 0 5 9 24 2 3 . 6 1 5 9
.2 3 地理起源对不同恺木属植物光合特性的影响
对五种恺木属植物的高生长 、 海拔 、 经度 、 纬度 、 种子千粒重 、 光合速率 、 气孔导度 、 叶绿素各成分含量
等指标进行相关性分析 , 其结果如表 6 。
表 6 五种枪木属植物各性状相关性分析
高生长 海拔 经度 纬度 千粒重 光合速率 气孔导度 叶绿素 a 叶绿素 b 总叶绿素
高生长 1 .X() 0 . 80 * * 一 0 . 4 0 0 . 6 0 * * 一4() 一0 06 2 0 . 1 2 3 0 . 3 5 0 0 . 309 0 . 3 09
海拔 1 .X() 一 20 0 . 4 0 一0 .6() 0 .0 82 0 . 2 6 7 0 . 2盯 0 . 206 0 . 2肠
经度 1 .加 0 . 0 一0 . 2 0 0. 12 3 0 . 1 85 刁 . 2 8 8 一0 3 7 0 一0 . 3 2 9
纬度 1 . X() 一0 .4 0 一0 .226 0 1 6 5 0 . 1 8 5 0 1 4 0 . 1科
千粒重 1 .0 一.0 0 82 一.0 5 97 * * 一住 2 47 一 .0 206 一 .0 2肠
光合速率 l洲刃 0 . 1 0 5 一0 . 0 1 0 一0 .02 9 一0 . 0 2 9
气孔导度 1 .仪刃 0 . 0 8 6 0 . 0 2 9 0 . 02 9
叶绿素 a l洲刃 0 . 8 6 7 0 . 94 3* *
叶绿素 b 1 .以均 住9 2 4 *
总叶绿素 l 川刃
从表 6 可以发现 , 高生长与海拔呈极显著正相关 (显著性达 0 . 1% ) , 与纬度呈显著正相关 (显著性为 .0 5% ) ,
而种子千粒重与气孔导度呈显著负相关 (显著性为 .0 5% ) 。 而其它性状间的相关性均未达到显著水平 。
3 讨论
恺木属植物的特点和重要生态 、 经济意义决定了它具有重要的开发利用价值 , 尤其是在目前全球生态环境
恶化 , 环境建设任务艰巨的情况下 , 应当更深入地研究和重视恺木属植物的开发利用 。
初步的引种试验结果表明 , 除了四川恺木外 , 欧洲恺木 、 日本恺木 、 台湾恺木基本能够适应我国南方气候
条件 , 可以进一步扩大引种试验规模和区域 , 研究其适应范围 , 丰富我国南方强抗逆生态树种和用材树种 。 而
齿叶恺木不能适应亚热带地区的气候条件 , 在夏季会发生叶片枯死现象。
欧洲档木表现出良好的适应性 , 生长快 , 适应性广 , 抗寒性强 , 耐水湿 , 又耐盐碱 , 且分枝浓密 , 叶形奇
特 , 有希望成为长江中下游或华北平原水网地区和沿海盐碱地区新的绿化树种 、 防护林树种和工业用材树种 ,
也是开展档木属杂交育种 、 创造新品种的优良材料 。 欧洲档木原本是个温 、 寒带树种 , 在美国东部偏北地区和
韩国虽有过引种和种源试验 , 但在我国江南地区引种尚属首次 , 初期表现相当好 。 目前 , 需要进一步开展生长
发育习性观察 , 扩大优良种源引种 , 并研究其无性繁殖技术 。
台湾恺木是分布在台湾岛的我国特有种 。 它是个南方热性树种 , 生长期最长 , 在福建栽种 , 几乎全年不落
叶 , 似常绿树种 。 生长快速 , 木材优良。 缺点是抗寒性差 , 在大寒之年 , 许多苗木整株枯死。 但种内个体变异
丰富 , 已经发现一些未受冻害的单株 。 因此 , 在台湾恺木中 , 选择抗寒单株 , 发展无性系 , 或用抗寒优株建立
种子园 , 是今后努力的方向。
日本档木光饱和点曲线为明显的双峰型结构 , 其最大光饱和点分别在 90 林mo 枷 2 、 2 0 ; m o枷 2左右。
研究结果表明 , 五种恺木属植物间的光合速率 、 气孔导度 、 叶绿素含量等性状差异达到显著或极显著 。 台湾
恺木叶绿素 a 含量 、 总叶绿素含量均为最高 , 达 .7 o 4 m gl g 、 14 . 2 3 8 m g l g 。 但其光合速率最低 , 仅为 543 . 667
浙 江 林 业 科 技 2 4卷
卜 mo l· - m2
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一
, ; 四川恺木上部叶片的光合速率最高 , 为 1 308 .8 25 林 mo l · m’ 2 · s 一 , , 而台湾恺木下部叶片的
光合速率最低 , 仅为 4 19 . 125 卜mo l
·
m一 s 一 , 。
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