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摘要
[目的]为了选择适合辽宁地区生长的速生、优良树种。[方法]用Li6400便携式光合仪测定研究了3个引进树种苗期光合效率。[结果]小干松、黄松、班克松的净光合速率均表现出“单峰型”。3个树种的蒸腾速率有差异，其中小干松和黄松为单峰型，而班克松蒸腾速率为双峰型。10点时，3个树种净光合速率差异范围为43.57～58.74 μmol/（m2·s），从大到小排序为黄松、小干松、班克松；蒸腾速率差异范围为15.68～21.92 μmol/（m2·s），从大到小排序为小干松、黄松、班克松。在12点时，3个树种净光合速率差异范围为48.39～60.35 μmol/（m2·s），从大到小排序为小干松、黄松、班克松；蒸腾速率差异范围为15.78～17.93 μmol/（m2·s），从大到小排序为黄松、班克松、小干松。[结论] 黄松、班克松、小干松这3个引进的树种均适应在辽宁地区生长。
关键词小干松；黄松；班克松；光合速率；蒸腾速率；光合作用
中图分类号S791.24文献标识码A文章编号0517-6611（2014）28-09804-02
Study on Photosynthetic Rate of Three Introduced Tree Species
FENG Jian， WANG Qianchun， YAN Tinwu
（Liaoning Academy of Forestry Science ， Shenyang， Liaoning 110032）
Abstract [Objective] In order to select the suitable tree species for Liaoning area. [Method] We used the Li6400 portable photosynthesis system to study the photosynthetic efficiency of 3 introduced species. [Result]The experimental results show that， Pinus contorta， Pinus ponderosa， Pnius banksiana photosynthetic rate showed single peak type. There are differences between the transpiration rates of 3 species， Pinus contorta and Pinus ponderosa are single peak， while Pnius banksiana transpiration rate for twopeak pattern. The 10 am.， 3 species difference range of net photosynthetic rate is 43.57-58.74 μmol/（m2·s）. Transpiration rate difference range is 15.68-21.92 μmol/（m2·s）. In the 12 am. ， 3 species differences range of net photosynthetic rate is 48.39-60.35 μmol/（m2·s）. Transpiration rate range is 15.78-17.93 μmol/（m2·s）. [Conclusion]The results showed that 3 species are suitable for growing in Liaoning area.
Key words Pinus contorta； Pinus ponderosa； Pnius banksiana；Photosynthetic rate； Transpiration rate； Photosynthesis
小干松（Pinus contorta）、班克松（Pinus banksiana L.）和黃松（Pinus ponderosa）均为松科松属植物，常绿乔木，原产于北美地区，具有速生、材质优良等特性，均为比较珍贵的用材树种[1-5]，可供建筑、箱板、纸浆等用，经过防腐处理可作枕木、地板等。1918年，熊岳树木园引种班克松等树种，经过90多年的观察，其生长良好。20世纪80年代，董健等开始在辽宁南部、东部开展班克松等树种的引种试验[6]，结果表明，班克松不同种源间生长速度差异很大，但总体生长良好。辽宁南部、中部、东部地区均适合小干松、班克松和黄松的生长。另外，小干松和班克松具有一定的耐旱、耐瘠薄的特性，也可以在辽西地区造林。
林木90%以上的干物质来自于光合作用，光合效率是决定林木生长量的重要生理指标。对林木光合特性的研究可为林木栽培抚育、引种、抗逆种质筛选、早期选择等提供理论依据。笔者通过对小干松、班克松和黄松3个树种苗期光合速率的日变化差异进行研究，以期为引进适合在辽宁地区生长的树种提供科学的参考依据，并为这些树种育种的早期选择提供借鉴。
1材料与方法
1.1供试材料
小干松、班克松、黄松及樟子松（对照）于2010年在辽宁省实验林场苗圃作床播种育苗， 2011年采用移植再培育，至此次试验测定，已移植再培育2年。
1.2研究方法
2012年8月，选择晴天，用Li-6400便携式光合仪测定，共设5个时间段（8：00，10：00，12：00，14：00，16：00）。在各个时间段每个种源选择3株重复测量，选择数据稳定时连续记录5组数据。
2结果与分析
2.1 4个树种光合作用日变化规律 2.1.1
4个树种净光合速率的日变化规律。由图1可知，小干松、黄松、樟子松和班克松这4个树种净光合速率表现出“单峰型”。黄松净光合速率上午10点达到峰值，其他3个树种净光合速率均在上午12点左右达到峰值。试验结果表明， 4个树种光合作用没有“午休”现象，吸收CO2合成有机物的最佳时段在上午10～12点。
2.1.2
4个树种蒸腾速率的日变化规律。如图2所示，班克松和樟子松蒸腾速率在1 d中出现2个峰值，即上午10点和午后14点，为双峰型；小干松和黄松只有1个峰值，即上午10点，为单峰型。班克松和樟子松早上蒸腾作用较小，当气温升高，蒸腾作用不断增强，到气温最高的中午12点至下午14点时蒸腾速率开始下降，随后，随着气温的下降再次出现蒸腾作用增强的趋势，但当气温再低时，其蒸腾速率也随之降低。4种植物之所以出现中午蒸腾速率降低的情况，其原因可能是辽宁地区中午光照较强、温度偏高，植物出于保护的机能，关闭气孔，致使蒸腾速率降低。
2.24个树种光合作用比较
为了比较4个树种的光合作用差异，根据光合作用日变化情况，选擇在上午的10点和中午12点2个时间段对4个树种光合作用进行测定并比较它们之间的差异。
如图3所示，在2个时间段内，4个树种净光合速率存在较大差异。在10点时，4个树种净光合速率差异范围为43.57～58.74 μmol/（m2·s），4个树种净光合速率排序从大到小为黄松、小干松、樟子松、班克松。在12点时，4个树种净光合速率差异范围为48.39～60.35 μmol/（m2·s），4个树种净光合速率排序从大到小为小干松、樟子松、黄松、班克松。
注：PCO为小干松，PBO为黄松，PSY为樟子松，PBA为班克松（下同）。
图14个树种净光合速率日变化
图2 4个树种蒸腾速率日变化
如图4所示，在2个时间段内，4个树种蒸腾速率存在较大的差异。在10点时，蒸腾速率差异范围为15.68～21.92 μmol/（m2 ·s），4个树种蒸腾速率从大到小排序为小干松、黄松、樟子松、班克松。在12点时，蒸腾速率差异范围为15.43～17.93 μmol/（m2 ·s），4个树种蒸腾速率排序从大到小为黄松、班克松、小干松、樟子松。
图310点和12点时4个树种净光合速率比较
图4 10点和12点时4个树种蒸腾速率比较
3结论与讨论
（1）不同植物，光合作用的大小不同，即使是同一种植
物，因其基因型、品种、种源地的不同也会表现出光合作用的
差异。杜旭华等[8]研究表明，不同茶树品种间蒸腾速率出现峰值的时间和变化幅度存在显著差异。陈明皋等[9]研究表明，不同品系桤木之间净光合速率可达到极显著差异水平，J10和H12桤木品系的净光合速率明显高于J5、H1桤木品系的净光合速率。
（2）该研究表明，4个树种净光合速率和蒸腾速率等光合作用指标均存在较大差异。这说明引进的3个树种，有些树种适合辽宁地区气候环境，其光合作用能力较强，如小干松和黄松，而有些树种适合辽宁地区气候环境的能力较弱，如班克松。通过与当地的樟子松比较，两者净光合速率和蒸腾速率等光合作用指标差异不大。
（3）通过对4个树种的净光合速率和蒸腾速率等光合作用指标比较表明，引进的3个树种均适应在辽宁地区生长，只是适应能力有一定的差异。因此，辽宁地区可引进这3个树种，在今后的工作中应加强种源引进、早期选择、无性繁育等方面的研究，尽早为辽宁地区筛选出这3个树种的优良种源，丰富辽宁地区用材林树种。
参考文献
[1]
美国农业部林务局.美国木本植物种子手册[K].李霆，等，译.北京：中国林业出版社，1984.
[2] 傅紫芰，李建文.我国温带引种的欧美北部松属Pinus树种[M]//王豁然，江泽平，傅紫芰.林木引种驯化与森林可持续经营.北京：中国环境科学出版社，1998：113-117.
[3] 潘志刚，游应天.中国主要外来树种引种栽培[M].北京：科学出版社，1994：12，162-166.
[4] 王明庥.林木遗传育种学[M].北京：中国林业出版社，2001：130-154.
[5] 尤文忠，董健，云丽丽，等.辽宁引种北美乔松研究概况[J].防护林科技，2005，68（5）：44-45.
[6] 董健，BEN S.P WANG.北美针叶树在辽宁的引种[J].辽宁林业科技，2004（5）：1-4.
[7] 潘瑞炽，董愚得.植物生理学[M].北京：高等教育出版社，1996：67-79.
[8] 杜旭华.周贤军，彭方仁.不同茶树品种净光合与蒸腾速率比较[J].林业科技开发，2007，21（4）：21-24.
[9] 陈明皋，陈建华，徐清乾，等.4个桤木品系净光合速率动态特征及其差异性研究[J].林业科学研究，2008，21（4）： 534-541.
[10] 周永斌，马学文，姚鹏，等.不同生长速度杨树品种的光合生理生态特性研究[J].沈阳农业大学学报，2007，38（3）：336-339.
[11] 贺立红，贺立静，梁红，等.银杏不同品种叶绿素荧光参数的比较[J].华南农业大学学报，2006，27（4）：43-46.
[12] 李生英，兰荣光，许童语，等.不同杨树品种生理生态特性及其与生长的关系[J].沈阳农业大学学报，1998，29（1）：47-52.
[目的]为了选择适合辽宁地区生长的速生、优良树种。[方法]用Li6400便携式光合仪测定研究了3个引进树种苗期光合效率。[结果]小干松、黄松、班克松的净光合速率均表现出“单峰型”。3个树种的蒸腾速率有差异，其中小干松和黄松为单峰型，而班克松蒸腾速率为双峰型。10点时，3个树种净光合速率差异范围为43.57～58.74 μmol/（m2·s），从大到小排序为黄松、小干松、班克松；蒸腾速率差异范围为15.68～21.92 μmol/（m2·s），从大到小排序为小干松、黄松、班克松。在12点时，3个树种净光合速率差异范围为48.39～60.35 μmol/（m2·s），从大到小排序为小干松、黄松、班克松；蒸腾速率差异范围为15.78～17.93 μmol/（m2·s），从大到小排序为黄松、班克松、小干松。[结论] 黄松、班克松、小干松这3个引进的树种均适应在辽宁地区生长。
关键词小干松；黄松；班克松；光合速率；蒸腾速率；光合作用
中图分类号S791.24文献标识码A文章编号0517-6611（2014）28-09804-02
Study on Photosynthetic Rate of Three Introduced Tree Species
FENG Jian， WANG Qianchun， YAN Tinwu
（Liaoning Academy of Forestry Science ， Shenyang， Liaoning 110032）
Abstract [Objective] In order to select the suitable tree species for Liaoning area. [Method] We used the Li6400 portable photosynthesis system to study the photosynthetic efficiency of 3 introduced species. [Result]The experimental results show that， Pinus contorta， Pinus ponderosa， Pnius banksiana photosynthetic rate showed single peak type. There are differences between the transpiration rates of 3 species， Pinus contorta and Pinus ponderosa are single peak， while Pnius banksiana transpiration rate for twopeak pattern. The 10 am.， 3 species difference range of net photosynthetic rate is 43.57-58.74 μmol/（m2·s）. Transpiration rate difference range is 15.68-21.92 μmol/（m2·s）. In the 12 am. ， 3 species differences range of net photosynthetic rate is 48.39-60.35 μmol/（m2·s）. Transpiration rate range is 15.78-17.93 μmol/（m2·s）. [Conclusion]The results showed that 3 species are suitable for growing in Liaoning area.
Key words Pinus contorta； Pinus ponderosa； Pnius banksiana；Photosynthetic rate； Transpiration rate； Photosynthesis
小干松（Pinus contorta）、班克松（Pinus banksiana L.）和黃松（Pinus ponderosa）均为松科松属植物，常绿乔木，原产于北美地区，具有速生、材质优良等特性，均为比较珍贵的用材树种[1-5]，可供建筑、箱板、纸浆等用，经过防腐处理可作枕木、地板等。1918年，熊岳树木园引种班克松等树种，经过90多年的观察，其生长良好。20世纪80年代，董健等开始在辽宁南部、东部开展班克松等树种的引种试验[6]，结果表明，班克松不同种源间生长速度差异很大，但总体生长良好。辽宁南部、中部、东部地区均适合小干松、班克松和黄松的生长。另外，小干松和班克松具有一定的耐旱、耐瘠薄的特性，也可以在辽西地区造林。
林木90%以上的干物质来自于光合作用，光合效率是决定林木生长量的重要生理指标。对林木光合特性的研究可为林木栽培抚育、引种、抗逆种质筛选、早期选择等提供理论依据。笔者通过对小干松、班克松和黄松3个树种苗期光合速率的日变化差异进行研究，以期为引进适合在辽宁地区生长的树种提供科学的参考依据，并为这些树种育种的早期选择提供借鉴。
1材料与方法
1.1供试材料
小干松、班克松、黄松及樟子松（对照）于2010年在辽宁省实验林场苗圃作床播种育苗， 2011年采用移植再培育，至此次试验测定，已移植再培育2年。
1.2研究方法
2012年8月，选择晴天，用Li-6400便携式光合仪测定，共设5个时间段（8：00，10：00，12：00，14：00，16：00）。在各个时间段每个种源选择3株重复测量，选择数据稳定时连续记录5组数据。
2结果与分析
2.1 4个树种光合作用日变化规律 2.1.1
4个树种净光合速率的日变化规律。由图1可知，小干松、黄松、樟子松和班克松这4个树种净光合速率表现出“单峰型”。黄松净光合速率上午10点达到峰值，其他3个树种净光合速率均在上午12点左右达到峰值。试验结果表明， 4个树种光合作用没有“午休”现象，吸收CO2合成有机物的最佳时段在上午10～12点。
2.1.2
4个树种蒸腾速率的日变化规律。如图2所示，班克松和樟子松蒸腾速率在1 d中出现2个峰值，即上午10点和午后14点，为双峰型；小干松和黄松只有1个峰值，即上午10点，为单峰型。班克松和樟子松早上蒸腾作用较小，当气温升高，蒸腾作用不断增强，到气温最高的中午12点至下午14点时蒸腾速率开始下降，随后，随着气温的下降再次出现蒸腾作用增强的趋势，但当气温再低时，其蒸腾速率也随之降低。4种植物之所以出现中午蒸腾速率降低的情况，其原因可能是辽宁地区中午光照较强、温度偏高，植物出于保护的机能，关闭气孔，致使蒸腾速率降低。
2.24个树种光合作用比较
为了比较4个树种的光合作用差异，根据光合作用日变化情况，选擇在上午的10点和中午12点2个时间段对4个树种光合作用进行测定并比较它们之间的差异。
如图3所示，在2个时间段内，4个树种净光合速率存在较大差异。在10点时，4个树种净光合速率差异范围为43.57～58.74 μmol/（m2·s），4个树种净光合速率排序从大到小为黄松、小干松、樟子松、班克松。在12点时，4个树种净光合速率差异范围为48.39～60.35 μmol/（m2·s），4个树种净光合速率排序从大到小为小干松、樟子松、黄松、班克松。
注：PCO为小干松，PBO为黄松，PSY为樟子松，PBA为班克松（下同）。
图14个树种净光合速率日变化
图2 4个树种蒸腾速率日变化
如图4所示，在2个时间段内，4个树种蒸腾速率存在较大的差异。在10点时，蒸腾速率差异范围为15.68～21.92 μmol/（m2 ·s），4个树种蒸腾速率从大到小排序为小干松、黄松、樟子松、班克松。在12点时，蒸腾速率差异范围为15.43～17.93 μmol/（m2 ·s），4个树种蒸腾速率排序从大到小为黄松、班克松、小干松、樟子松。
图310点和12点时4个树种净光合速率比较
图4 10点和12点时4个树种蒸腾速率比较
3结论与讨论
（1）不同植物，光合作用的大小不同，即使是同一种植
物，因其基因型、品种、种源地的不同也会表现出光合作用的
差异。杜旭华等[8]研究表明，不同茶树品种间蒸腾速率出现峰值的时间和变化幅度存在显著差异。陈明皋等[9]研究表明，不同品系桤木之间净光合速率可达到极显著差异水平，J10和H12桤木品系的净光合速率明显高于J5、H1桤木品系的净光合速率。
（2）该研究表明，4个树种净光合速率和蒸腾速率等光合作用指标均存在较大差异。这说明引进的3个树种，有些树种适合辽宁地区气候环境，其光合作用能力较强，如小干松和黄松，而有些树种适合辽宁地区气候环境的能力较弱，如班克松。通过与当地的樟子松比较，两者净光合速率和蒸腾速率等光合作用指标差异不大。
（3）通过对4个树种的净光合速率和蒸腾速率等光合作用指标比较表明，引进的3个树种均适应在辽宁地区生长，只是适应能力有一定的差异。因此，辽宁地区可引进这3个树种，在今后的工作中应加强种源引进、早期选择、无性繁育等方面的研究，尽早为辽宁地区筛选出这3个树种的优良种源，丰富辽宁地区用材林树种。
参考文献
[1]
美国农业部林务局.美国木本植物种子手册[K].李霆，等，译.北京：中国林业出版社，1984.
[2] 傅紫芰，李建文.我国温带引种的欧美北部松属Pinus树种[M]//王豁然，江泽平，傅紫芰.林木引种驯化与森林可持续经营.北京：中国环境科学出版社，1998：113-117.
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[9] 陈明皋，陈建华，徐清乾，等.4个桤木品系净光合速率动态特征及其差异性研究[J].林业科学研究，2008，21（4）： 534-541.
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[12] 李生英，兰荣光，许童语，等.不同杨树品种生理生态特性及其与生长的关系[J].沈阳农业大学学报，1998，29（1）：47-52.