探明杉木的光合碳分配对大气CO
2浓度升高的响应,为适应变化气候条件的杉木品系筛选及推广提供理论支撑。本研究以1年生杉木家系NO.020和NO.061幼苗为对象,设置(400、800和1000 μmol·mol
-1)3个CO
2浓度,采用
13C同位素脉冲标记法示踪外源
13C在不同杉木家系体内的固定与分配,分析不同CO
2浓度处理下植株体内外源总C的吸收固定和非结构性碳水化合物(可溶性糖与淀粉, NSC)含量的变化,结合不同杉木家系形态生长及生物量分配规律的比较,探究不同CO
2浓度条件下不同杉木家系光合碳的分配策略。结果表明:NO.020与NO.061总
13C积累量与NSC含量均表现为C1000>C800>C400;NO.020处理后1~5 d时,C800与C1000总
13C积累量显著高于其他时间,且随时间延长呈下降趋势,表现为迅速吸收后代谢,而NO.061总
13C积累量随CO
2浓度升高不断增加,表现为持续吸收的状态;同时,与C400处理相比,C800与C1000处理30 d后NO.020地上部分可溶性糖总量分别下降40%与26.1%,淀粉含量增加32.8%与85.3%。根部NSC基本表现为C1000>C800>C400。在C1000处理下,NO.061处理15 d时,地上部分可溶性糖较C400处理增加了54.5%(
P<0.05),30 d时地上部分淀粉含量达到C400的1.1倍;此外,CO
2浓度升高使得NO.020与NO.061生物量和株高的增长速率提高。可见,不同基因型杉木在CO
2浓度升高时的应对策略存在差异,NO.020相对于NO.061更为迅速地进行碳吸收与代谢,CO
2浓度升高加速其地上部分可溶性糖向淀粉转化并将更多碳同化产物向根系转移,促进根系生长;NO.061则不断储备NSC并增加地上部的生长以此充分利用外源总C的供应。