4种杂交杨对土壤水分变化的生态学响应

以田间持水量的100%(T1,对照)、70%(T2)、50%(T3)和30%(T4)为4个水分处理梯度,比较研究了4种不同品系的杂交杨(Populus)——15-29(P.trichocarpa×P.deltoids)、DN-2(P.deltoids×P.nigra)、DN-14274(P.deltoids×P.nigra)和R-270(P.deltoids×P.nigra)在不同水分处理和不同处理阶段对水分亏缺的反应。结果表明,4种杂交杨品系对水分亏缺较敏感,都通过关闭气孔、降低叶面积以有效地调节水分的散失,降低光合速率、蒸腾、水势,增加水分利用效率,改变生物量的分配等一系列生理适应机制以及形态策略,来应对不同程度的水分亏缺,只是不同品系的适应程度不同。在生物量分配上,R-270主要降低叶干重,而其它3个品系的叶、茎和根干重全部降低;随着水分亏缺的加重,15-29和R-270的根冠比增加,根部获得更多的同化物分配,从而有利于水分的吸收,增加其抗旱性。DN-2的碳同位素组成δ13与水分利用效率呈显著正相关(r=0.631,p<0.01)。而R-270的δ13与水分利用效率呈负相关,但不显著,只有在处理T4下呈显著负相关(r=-0.732,p<0.01),表明土壤水分影响了碳同位素的分馏,不同品系相反的结果表明同位素分馏的遗传变异。与T3和T4相比,T1和T2处理的苗木具有较高的生物量、叶面积、光合速率、蒸腾、水势以及气孔导度,说明4个杂交杨品系在充足或适当的灌溉条件下具有较高的生产力。在T3和T4处理下,4个品系表现出不同的生存策略,但生产力均较低,因此在干旱胁迫下很难形成高生产力。与DN-2和DN-14274相比,15-29和R-270对水分胁迫表现出更强的适应性反应,具有较强的抗旱性,可用作防护林品种。