云杉凈光合速率日變化規(guī)律及其影響因子的研究

土建民　趙震虎

摘要:采用美國(guó)產(chǎn)CI-340便攜式光合測(cè)定系統(tǒng)對(duì)云杉光合特性進(jìn)行分析,測(cè)定指標(biāo)包括凈光合速率(Pn)、氣孔導(dǎo)度(C)、胞間CO₂濃度(Ci)、蒸騰速率(E)、氣溫、空氣濕度。結(jié)果表明:云杉具有午休現(xiàn)象。早8:00時(shí)出現(xiàn)全天光合速率最高峰,凈光合速率為5.16umol/m²/s。第二個(gè)高峰出現(xiàn)在下午14:00,凈光合速率為4.08umol/m²/s。兩峰之間11:00時(shí)凈光合速率達(dá)到最低值,形成波谷。而午休現(xiàn)象是氣孔限制與非氣孔因素共同作用的結(jié)果。

關(guān)鍵詞:云杉 凈光合速率 日變化

云杉是哈爾濱市常用的綠化樹種,分布于城區(qū)的大街小巷,本試驗(yàn)于云杉旺盛生長(zhǎng)結(jié)束后對(duì)其光合特性進(jìn)行研究,以便為夏季云杉的合理栽培提供理論依據(jù)。

1.材料與方法

1.1 材料:試驗(yàn)于2007年6月18日在哈爾濱市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院院內(nèi)進(jìn)行。選取長(zhǎng)勢(shì)良好、無病蟲害的云杉3株作為試材。

1.2 方法:光合作用測(cè)定采用美國(guó)產(chǎn)CI-340便攜式光合測(cè)定系統(tǒng)。測(cè)定時(shí)每株選取東南方向外圍中上部當(dāng)年生小枝5枝進(jìn)行測(cè)定,每枝測(cè)定3次,以平均值作為測(cè)定結(jié)果。測(cè)定指標(biāo)包括凈光合速率(Pn)、氣孔導(dǎo)度(C)、胞間CO₂濃度(Ci)、蒸騰速率(E)、氣溫、空氣濕度等。

從8:00～18:00每隔1個(gè)小時(shí)測(cè)定1次,最后用Excel軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2.結(jié)果與分析

2.1 凈光合速率的日變化

從圖1可以看出,云杉具有午休現(xiàn)象。早8:00時(shí)出現(xiàn)全天光合速率最高峰,凈光合速率為5.16umol/m2/s。第二個(gè)高峰出現(xiàn)在下午14:00,凈光合速率為4.08umol/m2/s。兩峰之間11:00時(shí)凈光合速率達(dá)到最低值,形成波谷。

2.2 蒸騰速率的日變化

從圖2可以看出,云杉是蒸騰速率最高峰出現(xiàn)在上午10:00,蒸騰速率為1.13mmol/m2/s,第二個(gè)高峰出現(xiàn)在下午13:00,蒸騰速率為0.86mmol/m₂/s。兩峰之間12:00時(shí)蒸騰速率達(dá)到最低值,為0.84mmol/m₂/s,形成波谷。

2.3 氣孔導(dǎo)度的日變化

從圖3可以看出,氣孔導(dǎo)度從8:00至11:00一直處于下降趨勢(shì),自12:00至15:00一直處于上升趨勢(shì),從16:00又開始下降。一天內(nèi)的最高氣孔導(dǎo)度值為33.51mmol/m2/s,出現(xiàn)在下午15:00;最低值為12.48mmol/m₂/s,出現(xiàn)在下午16:00,比最高值減少21.03。另一個(gè)小的波谷出現(xiàn)在上午11:00,與凈光合速率出現(xiàn)波谷的時(shí)間一致。

2.4 胞間CO₂濃度的日變化

從圖4可以看出,胞間CO₂濃度的日變化一直處于上升趨勢(shì),從14:00到15:00上升幅度最大,從227.68ppm上升到323.29ppm,上升了95.91。

2.5 氣溫和空氣濕度對(duì)凈光合速率的影響

從圖5可以看出,一天中溫度最高值出現(xiàn)在上午10:00,為36.7℃。空氣濕度最高值出現(xiàn)在下午16:00,為39.2%;最低值出現(xiàn)在上午10:00,為23%。

高溫干旱的時(shí)間與凈光合速率低谷值時(shí)間接近,因此對(duì)凈光合速率會(huì)產(chǎn)生一定影響,但影響不大。

3.結(jié)論

光合作用中午降低的現(xiàn)象是由多種因素同時(shí)控制的,只由一種因子很難說明光合作用中午降低的現(xiàn)象。凈光合速率在11:00出現(xiàn)午休現(xiàn)象,而此時(shí)氣溫高、相對(duì)濕度小,但均不是日測(cè)最低值,氣孔導(dǎo)度出現(xiàn)小的波谷,但也不是最低值。說明午休現(xiàn)象是氣孔限制與非氣孔因素共同作用的結(jié)果。

目前有觀點(diǎn)認(rèn)為,一方面是高溫、強(qiáng)光、低濕等引起的氣孔因素導(dǎo)致午休現(xiàn)象,另一方面就是光合機(jī)構(gòu)的受損和有關(guān)酶活性下降等非氣孔因素導(dǎo)致午休現(xiàn)象發(fā)生。Salvucci間指出光合作用關(guān)鍵酶-Rubisco的最適活化溫度為25～30℃,活性高低直接影響光合速率。而本試驗(yàn)氣溫較高,最高值為36.7℃,所以氣溫對(duì)光合速率的影響有待于進(jìn)一步研究。

由于云杉的快速生長(zhǎng)多集中于春季夏初,為了提高其光合速率,在夏季高溫季節(jié)應(yīng)加強(qiáng)栽培管理,降溫增濕,延遲葉片衰老,提高其光合速率,使其保持強(qiáng)壯的樹勢(shì),提高抗病蟲能力。

參考文獻(xiàn)

[1] 孫磊,張鐵等.柿樹光合速率日變化及其影響因子的研究[A]北方果樹,2006.(2):4-6.