高光照強度下不同時間觀光木光合生理特征對比

張應(yīng)明 吳林芳 欒福臣 王庭堅 束祖飛

摘要 以車八嶺自然保護(hù)區(qū)苗圃基地種植的觀光木幼苗為材料，在固定光照強度[1 000 μmol/（m2·s）]的情況下，利用便攜光合作用系統(tǒng)測定其在9：00、12：00和15：00這3個時間點的光合參數(shù)。結(jié)果表明，觀光木的凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率等光合參數(shù)在上午最高，中午最低，有光合“午休”現(xiàn)象，而細(xì)胞間隙CO2濃度以及葉片溫度則是在中午最高。推測溫度升高影響了酶活性，造成了觀光木的“午休”現(xiàn)象。

關(guān)鍵詞 觀光木;光合生理特征;凈光合速率

中圖分類號 S718.43文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A

文章編號 0517-6611（2019）14-0116-02

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.14.034

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

Abstract The photosynthetic parameters were determined by using portable photosynthetic system under fixed light intensity[1 000 μmol/（m2·s）] at 9：00，12：00 and 15：00.The results showed that the net photosynthetic rate，stomatal conductance and transpiration rate of sightseeing wood were the highest in the morning and the lowest at noon，with the phenomenon of photosynthesis midday depression，while the intercellular CO2 concentration and leaf temperature were the highest at noon.Therefore，it can be speculated that the temperature rise affected the enzyme activity and caused the midday depression phenomenon of T.odorum.

Key words Tsoongiodendron odorum;Photosynthetic physiological characteristics;Net photosynthetic rate

作者簡介 張應(yīng)明（1975—），男，廣東始興人，工程師，從事自然保護(hù)地管理研究。*通信作者，高級工程師，從事自然保護(hù)地生物多樣性監(jiān)測研究。

收稿日期 2019-01-24

觀光木（Tsoongiodendron odorum Chun），又名香花木、宿軸木蘭，是木蘭科Magnoliaceae觀光木屬，為單屬種[1]。觀光木樹形高大、優(yōu)美，具有很高的庭院觀賞和園林綠化價值，同時由于其樹干挺直、木質(zhì)優(yōu)良、易于加工，是優(yōu)良的用材樹種[2]。觀光木是我國的特有植物，被我國列為珍稀瀕危保護(hù)植物，是極小種群野生植物，主要分布于我國云南、貴州、湖南、福建以及兩廣地區(qū)。觀光木的種子產(chǎn)量較低，自然狀態(tài)下種子萌發(fā)率低[3]，并且人類的生產(chǎn)活動對其破壞十分嚴(yán)重，正處于瀕臨滅絕的境地，對觀光木進(jìn)行研究以延緩其滅絕是十分重要而且迫切的。近年來，對觀光木的研究主要集中在資源分布現(xiàn)狀[4-5]、育苗技術(shù)[6-7]以及分子遺傳學(xué)[8-9]等方面，但是對其光合生理特征的研究較少。劉曉濤等[10]對3年生的觀光木進(jìn)行光合生理特征研究，發(fā)現(xiàn)其光飽和點約為800 μmol/（m2·s）。光合作用與植物物質(zhì)積累有密切的關(guān)系，對其進(jìn)行研究有利于分析環(huán)境因素對植物生長和發(fā)育的影響。研究高光強[1 000 μmol/（m2·s）]下觀光木生理特征，以期為觀光木的保護(hù)以及繁育提供一定的科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗在車八嶺自然保護(hù)區(qū)苗圃基地進(jìn)行，以觀光木為研究對象，供試材料種植于廣東始興縣車八嶺自然保護(hù)區(qū)育種基地（114°15′37″E， 24°42′43″N），為一年生觀光木幼苗，隨機選擇觀光木幼苗對其進(jìn)行光合生理的測定。

1.2 方法 2017年5月中旬，采用LI-6400便攜光合作用測定系統(tǒng)（LI-COR，USA），選取5株觀光木，每株3枚成熟葉片進(jìn)行測定。利用紅藍(lán)光源調(diào)節(jié)光合有效輻射（photosynthetically active radiation，PAR）為1 000 μmol/（m2·s），保持 CO2濃度穩(wěn)定，摩爾分?jǐn)?shù)固定為400 μmol/mol，并于9：00、12：00和15：00進(jìn)行測定，測定不同時間葉片相應(yīng)的凈光合速率（net photosynthetic rate，Pn）、氣孔導(dǎo)度（stomatal conductance，Gs）、細(xì)胞間隙CO2濃度（intercellular CO2 mole fraction）、蒸騰速率（transpiration rate，Tr）、葉片溫度（leaf temperature，T1）等光合參數(shù)。

1.3 數(shù)據(jù)處理

使用Office2016進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及圖表制作，計算所測量數(shù)據(jù)的平均值和標(biāo)準(zhǔn)誤。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同時間凈光合速率比較

2.2 不同時間蒸騰速率比較

蒸騰作用是指水分從活的植物體表面以水蒸氣的形式散失到大氣中的過程，蒸騰速率可用來反映其水分代謝及利用情況[11]。在高光照強度的照射下，觀光木的蒸騰速率在9：00、12：00和15：00分別為（1.88±0.06）、（1.33±0.08）、（1.46±0.10）mmol/（m2·s）（圖2）。

2.3 不同時間氣孔導(dǎo)度比較

氣孔導(dǎo)度是指氣孔張開的程度，它與植物的光合作用、呼吸作用以及蒸騰作用密切相關(guān)[12]。在光照強度達(dá)到飽和的情況下，觀光木幼苗的氣孔導(dǎo)度也在9：00時最大，為（0.17±0.01）mmol/（m2·s），其次是15：00時的氣孔導(dǎo)度，為（0.13±0.01）mmol/（m2·s），12：00時觀光木的氣孔導(dǎo)度最小（圖3）。其隨時間的變化情況與凈光合速率以及蒸騰速率相似。

2.4 不同時間細(xì)胞間隙CO2濃度比較

12：00測定的觀光木細(xì)胞間隙CO2濃度最高，其次是15：00，為（356.48±3.31）μmol/mol，9：00測到的觀光木細(xì)胞間隙CO2濃度最低（圖4）。結(jié)合上述結(jié)果，氣孔導(dǎo)度的降低并沒有降低細(xì)胞間隙CO2濃度，它并不是中午凈光合速率降低的主要原因。

2.5 不同時間葉片溫度比較

葉片溫度與其生理過程有密切的關(guān)聯(lián)，同時葉片溫度在一定程度上能反映環(huán)境的溫度。在此試驗中，觀光木的葉片溫度在12：00最高，為（31.29±0.15）℃，其次是15：00，為（31.01±0.05） ℃，最低的為9：00，為（28.69±0.12） ℃（圖5）。

3 討論

在同一光照強度下，觀光木的凈光合速率、氣孔導(dǎo)度以及蒸騰速率均是在早上（9：00）時最高，而中午（12：00）時，凈光合速率、氣孔導(dǎo)度以及蒸騰速率都降低，出現(xiàn)“午休”現(xiàn)象。在中午時，雖然氣孔導(dǎo)度降低，但是細(xì)胞間隙CO2濃度并沒有降低，因此該因素并不是光合速率降低的主要原因。而在中午，葉片溫度是最高的，因此推測溫度升高導(dǎo)致與光合作用相關(guān)的酶活性降低，所以光合速率也降低，從而出現(xiàn)“午休”現(xiàn)象。劉曉濤等[10]對三年生的觀光木幼苗進(jìn)行光合日變化的分析也得到類似的推論。在葉片溫度相對低的早上其光合速率較高，而在自然環(huán)境中，觀光木幼苗是生活在較為郁閉、溫度相對較低的林下，這反映出觀光木幼苗在光合生理方面對環(huán)境的適應(yīng)。因此，在觀光木種植特別是幼苗種植過程中，可以通過遮陰等措施來降低其生長區(qū)域的溫度，這樣更有利于其生長。

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