桃園復(fù)合生草模式對(duì)單葉凈光合速率的影響

王瑩

摘 要：本實(shí)驗(yàn)研究通過(guò)測(cè)定在人工生草與自然生草相結(jié)合，所形成的復(fù)合生草模式下的單葉凈光合速率，進(jìn)而討論復(fù)合生草模式下生草群落的固碳能力，以期對(duì)經(jīng)濟(jì)林生態(tài)系統(tǒng)的碳平衡管理提供理論幫助，為發(fā)展可持續(xù)型生態(tài)果園提供指導(dǎo)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：果園生草；單葉凈光合速率；固碳特性

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)在云南省昆明市云南農(nóng)業(yè)大學(xué)果樹(shù)實(shí)習(xí)農(nóng)場(chǎng)的一片20年生桃園中進(jìn)行（海拔1891米），屬低緯度高原山地季風(fēng)氣候，年平均氣溫15℃左右，年均日照2200小時(shí)左右，無(wú)霜期240天以上，年均降水約1000mm，5～10月為雨季，降水量占全年的85%左右。

1.2 供試材料

試驗(yàn)材料為當(dāng)?shù)毓麍@二十年生的桃樹(shù)（Prunus persica （Linn.） Batsch）。

1）人工生草選擇：雜三葉草種子從陽(yáng)光綠野園林綠化用品專(zhuān)賣(mài)店購(gòu)買(mǎi)。

雜三葉（Trifolium hybridum Linn.）豆科車(chē)軸草屬一年生或多年生草本，根系發(fā)達(dá)，入土較淺，喜溫涼濕潤(rùn)氣候，最適生長(zhǎng)溫度為19～20℃。

2）自然生草：桃園中自然生長(zhǎng)的優(yōu)勢(shì)生草種群——圓葉牽牛和艾蒿

圓葉牽牛（Pharbitis purpurea （Linn.） Voigt）旋花科牽?；▽僖荒昊蚨嗄晟橘氩荼荆矚夂驕睾?、光照充足，對(duì)土壤適應(yīng)性強(qiáng)，較耐干旱鹽堿、不怕高溫酷暑、屬深根性植物。

艾蒿（Artemisia argyi H. Lévl. et Vaniot）菊科蒿屬多年生直立草本或略成半灌木狀，植株有濃烈香氣。主根明顯，略粗長(zhǎng)，直徑達(dá)1.5厘米，側(cè)根多。莖單生，高80～250厘米。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及試驗(yàn)小區(qū)布置

試驗(yàn)區(qū)于2011年6月初在桃園開(kāi)始實(shí)施生草措施，設(shè)置5塊實(shí)驗(yàn)小區(qū)，各小區(qū)面積為10m×30m，各小區(qū)管理措施相同，具體處理分別如下（詳見(jiàn)表1）：

1.4 試驗(yàn)方法——單葉凈光合速率測(cè)定

采用美國(guó)LI-6400便攜式光合測(cè)定儀分別于夏季7、8月份中旬生草生長(zhǎng)最旺盛時(shí)期進(jìn)行全天測(cè)定，時(shí)間為每隔兩小時(shí)測(cè)定一次，即8：00、10：00、12：00、14：00、16：00、18：00，采取五點(diǎn)式隨機(jī)抽樣，每次抽樣重復(fù)3次。

2 結(jié)果與分析

2.1單葉凈光合速率值

各生草模式單葉凈光合速率均值（見(jiàn)圖1），四種生草模式中，復(fù)合匍匐型（Fp）的凈光合速率最高，比CK高34.96%；單一直立型（Dz）的速率值最低，比CK高10.87%。

總體比較：復(fù)合匍匐型（Fp）>單一匍匐型（Dp）>復(fù)合直立型（Fz）>單一直立型（Dz）>清耕對(duì)照（CK）。

2.2 單葉凈光合速率日變化趨勢(shì)

5種模式的單葉凈光合速率日變化趨勢(shì)呈典型的雙峰型（見(jiàn)圖2）。各模式總體趨勢(shì)相同，在10點(diǎn)出現(xiàn)第一次峰值，12點(diǎn)到14點(diǎn)出現(xiàn)“午休”，16點(diǎn)時(shí)到達(dá)第二次高峰，上午的峰值明顯高于下午，這與袁繼存[1]對(duì)秦嶺北麓6個(gè)獼猴桃主栽品種的凈光合速率日變化研究結(jié)果一致。

2.3生草對(duì)桃樹(shù)單葉凈光合速率日變化趨勢(shì)的影響

生草模式對(duì)桃樹(shù)單葉凈光合速率日變化趨勢(shì)的影響有略微差別（見(jiàn)圖3），但整體變化趨勢(shì)一致，同樣呈現(xiàn)雙峰曲線，存在“午休”現(xiàn)象。一天中兩個(gè)光合速率高峰值分別為10點(diǎn)、16點(diǎn)，凈光合速率在13～17μmol CO2/m2·s和9～12μmol CO2/m2·s范圍內(nèi)浮動(dòng)。12點(diǎn)到14點(diǎn)為光合速率的“午休”時(shí)段，其凈光合速率范圍界于2～6μmol CO2/m2·s和1～3μmol CO2/m2·s。

10點(diǎn)的峰值，各模式中速率最高的為復(fù)合匍匐型（Fp）的17.17μmol CO2/m2·s，比CK高26.91%%，單一直立型（Dz）的速率最低，為13.39μmol CO2/m2·s，比CK低1.04%。

16點(diǎn)的峰值，單一匍匐型（Dp）的凈光合速率最高，為13.62μmol CO2/m2·s，比CK高35.34%，復(fù)合直立型（Fz）的速率最低，為10.90μmol CO2/m2·s，比CK高8.34%。

“午休”時(shí)段除復(fù)合直立型（Fz）的最低值出現(xiàn)在12點(diǎn)，其余模式的最低凈光合速率均出現(xiàn)在14點(diǎn)。其中復(fù)合直立型（Fz）在12點(diǎn)的凈光合速率為3.63μmol CO2/m2·s，14點(diǎn)時(shí)為3.84μmol CO2/m2·s。14點(diǎn)時(shí)段，凈光合速率最低的是單一直立型（Dz），為1.34μmol CO2/m2·s，比CK低20.73%。以上數(shù)據(jù)表明復(fù)合直立型生草模式對(duì)于桃樹(shù)凈光合速率的影響有別于其他模式，但該影響是否提升了桃樹(shù)的固碳能力仍需進(jìn)一步分析。

方差分析顯示：除16點(diǎn)各模式間差異不顯著，其余時(shí)段各模式的凈光合速率均有顯著差異，這說(shuō)明不同生草模式對(duì)于桃樹(shù)光合作用的影響差異很大。各模式在8點(diǎn)（F=5.13**，P>0.01）、10點(diǎn)（F=10.15**，P>0.01）、12點(diǎn)（F=6.87**，P>0.01）及18點(diǎn)（F=11.22**，P>0.01）表現(xiàn)為差異極顯著，在14點(diǎn)表現(xiàn)為差異顯著（F=3.75*，P>0.05）。

由表2的LSR多重比較結(jié)果得出，8點(diǎn)時(shí)單一匍匐型（Dp）對(duì)CK表現(xiàn)為差異顯著，其余各處理與對(duì)照差異不顯著，單一匍匐型（Dp）對(duì)復(fù)合匍匐型（Fp）、單一直立型（Dz）表現(xiàn)為差異極顯著；10點(diǎn)時(shí)復(fù)合匍匐型（Fp）對(duì)CK表現(xiàn)為差異極顯著，其余各處理與對(duì)照差異不顯著；12點(diǎn)時(shí)復(fù)合匍匐型（Fp）仍對(duì)CK表現(xiàn)為差異極顯著，單一匍匐型（Dp）對(duì)CK表現(xiàn)為差異顯著，其余各處理與對(duì)照差異不顯著；14點(diǎn)時(shí)復(fù)合直立型（Fz）對(duì)CK表現(xiàn)為差異極顯著，其余各處理與對(duì)照差異不顯著，復(fù)合直立型（Fz）對(duì)單一直立型（Dz）表現(xiàn)為差異極顯著；18點(diǎn)時(shí)仍為復(fù)合直立型（Fz）對(duì)CK差異極顯著，其余各處理與對(duì)照差異不顯著。分析各模式對(duì)桃樹(shù)單葉凈光合速率的影響，以?xún)煞N復(fù)合模式以及單一匍匐模式較為顯著，這與其對(duì)本區(qū)域內(nèi)微環(huán)境的影響相吻合。

3.討論

凈光合速率是光合作用的直接體現(xiàn)，也是植株固碳能力的一項(xiàng)重要指標(biāo)。四種生草模式的單葉凈光合速率均高于對(duì)照，說(shuō)明生草對(duì)提高植物群體的光合能力有明顯作用。

兩種匍匐型模式與兩種直立型模式整體比較，匍匐型的單葉凈光合速率高于直立型，從復(fù)合型與單一型方面進(jìn)行比較，復(fù)合型的單葉凈光合速率分別大于相應(yīng)生草的單一型，即復(fù)合匍匐型（Fp）>單一匍匐型（Dp），復(fù)合直立型（Fz）>單一直立型（Dz）。這表明并非植物種類(lèi)越多，其光合效率就越高，合理的植物種類(lèi)選擇，合理的植物群落結(jié)構(gòu)，才能獲得較高的光合效率。

“午休”現(xiàn)象是植物正常的生理反應(yīng)還是對(duì)不利環(huán)境的響應(yīng)是一個(gè)值得進(jìn)一步深入探討的問(wèn)題。在其他學(xué)者的研究報(bào)道中表明，植物凈光合速率的“午休”現(xiàn)象與季節(jié)、開(kāi)花期、結(jié)果期等條件有不同的相關(guān)性。據(jù)王靜對(duì)冬夏季桂花的凈光合速率研究顯示，夏季桂花的凈光合速率表現(xiàn)為雙峰曲線，有“午休”現(xiàn)象，但冬季的表現(xiàn)為單峰曲線，無(wú)“午休”現(xiàn)象。在徐新娟對(duì)不同品種大豆的光合指標(biāo)日變化研究中，大豆在開(kāi)花期均表現(xiàn)為雙峰曲線，峰值分別位于10點(diǎn)和15點(diǎn)，而在結(jié)莢期則主要表現(xiàn)為單峰型曲線。通過(guò)不同生草模式的反映可見(jiàn)，盡管各生草模式對(duì)果樹(shù)微環(huán)境的水份、濕度、溫度等具有不同程度的調(diào)節(jié)作用，各模式下的植被仍發(fā)生“午休”現(xiàn)象，則推測(cè)“午休”現(xiàn)象的發(fā)生為植物生長(zhǎng)期內(nèi)的一種生理調(diào)節(jié)反應(yīng)，環(huán)境對(duì)于該現(xiàn)象的發(fā)生起到一定的影響作用，但不是誘發(fā)其發(fā)生的主導(dǎo)因素。

參考文獻(xiàn)

[1] 袁繼存，張林森，李丙智，龍周俠，姚春潮，劉旭峰.秦嶺北麓獼猴桃主栽品種光合特性研究[J].西北林學(xué)院學(xué)報(bào)，2011，26（1）：39～42.

[2] Sistachs M， Gonzalez I， Padilla C， et al. Intercropping of forage sorghum， maize and soyabean during the establishment of different grasses in a vertisol soil. I. King grass（Pennisetum purpureum） [J]. Cuban Journal of Agricultural Science，1990，24（1）：123～129.

[3] 王靜，秦俊，高凱，胡永紅.冬夏季桂花凈光合速率及其對(duì)環(huán)境因子的響應(yīng)[J].生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào)，2010，19（4）：908～912.

[4] 徐新娟，王偉，黃中文.大豆品種主要光合指標(biāo)日變化研究[J].河南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，40（11）：49～52.