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毛白杨抗旱节水优良无性系评价与筛选

【摘要】: 本篇论文以19个毛白杨无性系苗木为材料,采用干旱胁迫等方法,研究了不同水分条件毛白杨无性系苗木生长规律、叶解剖结构特点,不同时期叶水分生理特性、光合和蒸腾耗水特性,以及毛白杨无性系在土壤干旱及复水过程中的生长与生理生化反应;并以40个毛白杨无性系5年生林木为研究对象,与苗木对比,研究了林木的形态、生长及生理特性,筛选出了速生且抗旱性和节水性都较强的毛白杨无性系,进而为毛白杨育种实践提供理论依据。 毛白杨是高耗水且抗旱性较强的阳生树种,光补偿点(19~37μmol·m-2·s-1)和光饱和点(多为1800μmol·m-2·s-1)均较高;无性系间耗水量差异显着,单株蒸腾耗水量为92~269 g·d-1,白天耗水速率为112.1~218.8 g·m-2·h-1。在土壤逐渐干旱过程中,无性系46、83和BL1表现出较强的抗旱性,BL8、42和28号表现出较强的节水能力,它们的叶水势、净光合速率、水分利用效率等下降较慢,耗水量减少较大,SOD、POD和MDA含量大幅上升。但在重度干旱胁迫时期,无性系30和50号表现出很强地忍耐饥饿的能力(水合补偿点低,分别为-3.38±0.29 MPa、-3.50±0.40 MPa),BL1、83和BL5的忍耐饥饿能力则较弱(水合补偿点较高,为-1.37~-1.05 MPa)。 建立毛白杨抗旱节水指标体系,用主成分分析法对研究的所有指标进行筛选得出:林木冠高、冠幅和分枝角度对衡量林木生长量的作用不大,上、下表皮厚度和比叶重对抗旱性的影响较小,SOD和MDA在不同水分条件下表现不稳定,在测定的时要慎重选择。 采用隶属函数值法对毛白杨无性系进行综合评价得出:毛白杨无性系幼苗BL2he BL8的表现最佳,生长迅速(苗高、地径分别为122.2~139.3 cm、1.109~1.261 cm)、抗旱性强(角质层厚1.26~1.28μm,栅海比值分别为2.05和4.85)、节水能力强(叶片蒸腾速率和耗水量较小,分别为4.09~4.36 mmol·m-2·s-1和169.09~226.55 g·d-1,气孔阻力较大,为3.64~4.66 mmol·m-2·s-1,瞬时水分利用效率和叶片δ13C较高,分别为2.87~3.05μmolCO2·mmolH2O-1和-30.629~-30.099‰),且在干旱来临时,能保持较强的抗旱能力和节水能力(水合补偿点低-2.66 to -1.75 MPa),是造林的首选优良无性系;无性系林木64、30、26和69号不仅成活率高(88~94%)、生长快(胸径、树高分别为4.0~4.5 cm、6.0~6.5 m),抗旱能力(叶厚60~91μm、角质层厚0.83~1.33μm、净光合速率18.2~20.0 mmol·m-2·s-1)和节水能力(瞬时水分利用效率5.8~6.5μmolCO2·mmolH2O-1、叶片和枝条δ13C -27.2‰~-25.5‰)都较强,它们也是造林的优良无性系。

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