干旱胁迫对群众杨光合特性与器官干物质分配的影响

Effects of water stress on leaf gas exchange and biomass allocation of Populus × popularis ‘ 35-44’ cuttings

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摘要土壤干旱是北方地区杨树人工林生长和生态效益的重要限制因子.以群众杨(Populus×popularis‘35-44’)扦插苗为研究材料,采用盆栽称重法控制土壤水分,设置正常供水、中度干旱、重度干旱3种水分梯度.分别于2016年9月与2017年9月测定叶片气体交换参数、各器官干重、根冠比、叶经济性状等指标,研究了持续2年干旱胁迫下群众杨扦插苗光合特性与器官干物质分配的变化规律,分析了土壤干旱程度、树龄在“小老树”形成中的作用过程.2016年与2017年中度、重度干旱胁迫下功能叶净光合速率(Pn)受到非气孔限制,与正常供水相比分别降低了36.08％、56.42％;18.47％、5.13％.第一年干旱胁迫下群众杨气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)显著降低;第二年干旱胁迫下Gs与正常供水无显著差异,而Tr显著提高,有利于叶片C、N元素的运输分配进而维持较高的Pn.第一年随干旱胁迫程度加剧,群众杨叶片C/N显著提高,光合产物分配趋向于叶器官.第二年中度干旱胁迫下叶片C/N与正常供水相比无显著差异,各器官干重下降幅度均低于2016年,而根冠比显著增加,表明其光合产物主要用于地下部构建以适应中度干旱环境:持续重度干旱则光合产物向茎中的分配比例提高.干旱胁迫导致群众杨功能叶水分利用效率(WUE,Water use efficiency)与光合氮利用效率(PNUE,Photosynthetic nitrogen use efficiency)显著降低,整株氮利用效率(NUE,Whole plant nitrogen use efficiency)显著提高.严重土壤干旱下叶片耗水增强、PNUE下降以及茎木质部碳投资增加可能是群众杨小老树形成的重要原因.