白杨杂交子代栓塞脆弱性分割及与生长的关系

[目的]研究不同生长速率白杨杂交子代有无脆弱性分割、脆弱性分割差异及与生长的关系,为脆弱性分割假说检验提供试验证据,也为杨树耐旱性评价及生长策略提供支撑.[方法]以快速(K)、中速(Z)、慢速(M)3种生长速率类型的4年生白杨杂交子代为研究材料,每种子代类型选3～6株单株,测定其地上生物量(AGB)、中午叶水势(Ψmiddy)以及根、枝、叶的栓塞脆弱性(P50),计算叶片与枝条的水力安全边际(HSM),测定木质部导管水力结构指标导管直径(DV)、导管水力直径(DH)、导管密度(VD)、导管腔占比(FL)和导管抗垮塌能力(t/b)2.[结果]1)地上生物量中K>Z>M,且M显著小于K和Z.2)枝条的P50中M显著低于K和Z,而叶片和根段的P50在K、Z、M间无显著性差异;不同器官间,枝条的P50低于叶片和根段.3)在导管水力结构上,M枝条的导管直径、导管水力直径、b值显著低于K和Z,(t/b)2显著高于K和Z,M叶片的导管直径与Z相近,但显著低于K;M根段的导管密度显著大于K和Z,其余指标无显著差异.不同器官间,导管直径沿水力路径由根到叶片逐渐缩小,根段导管直径最大为叶片的5.12倍,而导管密度由根到枝条逐渐增大,根段的导管密度仅是枝条的1/4.4)3种子代类型均存在脆弱性分割现象,其中M的分割程度最大,略高于K,是Z的2倍;在叶片水力安全边际上,Z的更宽,K与M的较窄甚至为负,而枝条的水力安全边际在三者之间相差较小.[结论]不同生长速率的3种杂交杨子代均存在栓塞脆弱性分割,其中生长最慢的M的分割程度最大.不同器官的栓塞脆弱性差异可通过导管直径、(t/b)2等导管水力结构得以反映.枝条木质部导管水力结构的差异可能是造成K、Z、M脆弱性分割程度不同的主要原因.与K和Z相比,生长速率最慢的M的枝条栓塞抗性更高、脆弱性分割程度更大,二者可能共同作用以保全枝干免受水力失败,但这可能以牺牲生长速率为代价来实现,表明脆弱性分割程度提高可能不利于植物生长.