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东京野茉莉光合生理特性研究



全 文 :第 43 卷,第 6 期
2 0 1 6 年 1 2 月
湖 南 林 业 科 技
Hunan Forestry Science & Technology
Vol. 43,No. 6
Dec . ,2 0 1 6
收稿日期:2016 - 08 - 01
基金项目:江西省科技支撑计划项目 (20141BBG70030 - 5)。
作者简介:梅宇峰 (1986 -) ,女,江西省德兴市人,助理工程师,主要从事林业调查规划方面的工作。
东京野茉莉光合生理特性研究
梅宇峰1,廖兴国2,言议超3
(1. 赣州市林业调查规划研究院,江西 赣州 341000; 2. 赣州市人民政府森林防火指挥部办公室,江西 赣州 341000;
3. 株洲市林业局,湖南 株洲 412000)
摘 要:为研究东京野茉莉光合生理特性,在自然条件下采用 LI —6400 光合仪对其光合生理日进程进行了测
定。结果表明:5 月晴天东京野茉莉净光合速率日进程变化曲线为双峰型,存在“午休”现象,温度和光合有
效辐射的持续升高是导致“午休”现象的主要原因;蒸腾速率日变化与气孔导度的趋势基本相同,均呈双峰
型;大气 CO2 浓度日变化对净光合速率影响不大;气孔导度和胞间 CO2 浓度的日进程基本与光合速率日变化
相同。
关键词:东京野茉莉;净光合速率;日变化;影响因子
中图分类号:Q 949. 775. 5 文献标识码:A 文章编号:1003 —5710 (2016)06 —0090 —03
doi:10. 3969 / j. issn. 1003 —5710. 2016. 06. 019
The research of photosynthetic characteristics of Styrax tonkinensis
MEI Yufeng1,LIAO Xingguo2,YAN Yichao3
(1. The Forest Inventory and Planning Institute of Ganzhou City,Ganzhou 341000,China;
2. Peoples Government of Forest Fire Prevention Headquarters Office of Ganzhou City,
Ganzhou 341000,China;
3. The Forestry Bureau of Zhuzhou City,Zhuzhou 412000,China)
Abstract:In order to study the photosynthetic physiological characteristics of Styrax tonkinensis,using LI - 6400 photo-
synthesis system under natural conditions by the process of photosynthesis physiological day. The results show that in the
May sunny wild jasmine diurnal variation curve of bimodal process,there is a lunch break phenomenon,photosyn-
thetically active radiation and temperature continues to rise is leading to midday depression the main reason of S.
tonkinensis. Diurnal variation of transpiration rate and stomatal conductance trend is basically the same,showed a bimod-
al. Changes in atmospheric CO2 concentration has little effect on net photosynthetic rate. The same diurnal stomatal con-
ductance and intercellular CO2 concentration of substantially diurnal variation .
Key words:Styrax tonkinensis;net photosynthetic rate;diurnal variation;factor
东京野茉莉 (Styrax tonkinensis)属安息香科、
安息香属乔木树种,主要分布于热带和亚热带海拔
的低山丘陵区[1]。喜生于气候温暖、较潮湿、土
壤肥沃、微酸性的山坡或山谷中[2]。该树种速生,
木质细致、洁白,是理想的工艺、胶合板和纸浆
材[3 - 4]。目前,对东京野茉莉的形态特征、分布范
围[5 - 8],对育苗与造林技术、良种选育[9]及木材性
质[10]、种子油的提取[11]等方面的研究都取得了一
定的成果,但在自然状态下,对东京野茉莉光合特
性日变化研究鲜有报道。本文通过试验观察了自然
条件下东京野茉莉叶片光合作用及其影响因子的日
变化,旨在揭示其光合特性的日变化规律,为提高
其光合效率和产量提供依据。
第 6 期 梅宇峰,等:东京野茉莉光合生理特性研究
1 试验区概况
江西省处北回归线附近,全省气候温暖,雨量
充沛,年均降水量 1 341 ~ 1 940 mm;无霜期长,
为亚热带湿润气候;土壤为酸性红壤土。试验地位
于省会南昌市,江西农业大学气象站内,地理位置
为 115°50E,28°45N。
2 材料与方法
2. 1 实验材料与仪器
2. 1. 1 材料 供试材料系人工栽培的 2 年生东京
野茉莉不离体叶片若干,东京野茉莉种植于江西省
南昌市江西农业大学气象站旁,生长状况良好,无
病虫害。
2. 1. 2 仪器 LI —6400 便携式光合仪。
2. 2 实验方法
选取生长状况一致的健康东京野茉莉 3 株,每
株选定上中下 3 片完整功能叶,用 LI —6400 便携式
光合仪对每片叶子进行不离体测定 (被测叶面积 6
cm2,气体流速 500 μmol /s)。
测定指标包括净光合作用速率 (Photo)、胞间
CO2 浓度 (Ci)、气孔导度 (Cond)、蒸腾速率
(Trmmol)、气温 (Tair)、叶温 (Tleaf)、光合有
效辐射 (PAR)、大气 CO2 浓度 (CO2)、相对湿度
(RH)。
测定时间为 2016 年 5 月下旬,从 08:00 ~ 18:
00 每隔 1 h测定一次。
2. 3 数据分析方法
应用 Excel、SPSS统计分析软件处理和分析数据。
3 结果与分析
3. 1 大气 CO2浓度和净光合速率的日变化
从图 1 可以看出:大气 CO2浓度近似呈 V型曲
线变化,08:00 开始逐渐下降,到 14:00 时达最低
值 371. 56 μmol /mol,经过一段时间的平稳之后略
有上升,变幅在 371. 56 ~ 376. 49 μmol /mol,日变
化幅度不大。大气 CO2浓度比较高且呈逐渐下降趋
势时,东京野茉莉的 Pn呈逐渐上升趋势。如 08:00
-11:00 时 CO2浓度在 384 μmol /mol以上,东京野
茉莉的 Pn保持在 9 μmol / (m·s)以上。11:00 -
14:00 大气 CO2 浓度与净光合速率都呈下降趋势。
12:00 - 17:00 大气 CO2 浓度很低而且变化小,但
Pn却出现第 2 次高峰,说明此时 Pn 可能主要受光
合有效辐射变化的影响。
图 1 大气 CO2浓度与净光合速率日变化
Fig. 1 The diurnal change of net photosynthetic rate and
CO2 concentration
图 2 光合有效辐射和空气相对湿度日变化
Fig. 2 The diurnal change of PAR and RH
3. 2 空气相对湿度和光合有效辐射的日变化
从图 2 中可以看出,光合有效辐射与空气相对
湿度呈基本相反的变化趋势。PAR 较高时,RH 较
低,PAR较低时,RH 较高。RH 日变化趋势基本
呈 V型,08:00 - 13:00RH 呈明显下降趋势,13:00
- 15:00 也呈下降趋势,但较平稳,15:00 以后呈
上升趋势。结合光合有效辐射日变化曲线可知,空
气相对湿度与空气温度一样,主要受光合有效辐射
影响,但存在 1 ~ 3 h的滞后效应。
图 3 气孔导度与蒸腾速率日变化
Fig. 3 The diurnal change of Trmmol and Cond
3. 3 气孔导度和蒸腾速率的日变化
从图 3 可以看出,气孔导度和蒸腾速率的日变
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湖 南 林 业 科 技 43 卷
图 4 胞间 CO2 浓度与净光合速率日变化
Fig. 4 The diurnal change of Ci and net photosynthetic
rate
化均呈双峰型,第一峰值出现在 11:00,第二峰值出现
在 14:00。气孔导度峰值分别为 0. 3 mol /(m2·s)、
0. 224 mol / (m2 · s) ,蒸腾速率峰值则分别为
5. 24 mmol / (m2·s)和 4. 66 mmol / (m2·s)。比
较图 5 和图 1 可以发现,气孔导度和蒸腾速率的日
变化曲线与净光合速率曲线很相似,呈很明显的正
相关关系,仅第二峰值出现的时间提前 1 h。
3. 4 胞间 CO2 浓度和净光合速率的日变化
图 4 是东京野茉莉胞间 CO2 浓度与净光合速
率日变化曲线,从曲线可以看出,东京野茉莉 Ci
日进程与 Pn日进程呈一定程度的正相关。Ci 的日
变化曲线基本呈双峰型,但第二峰很不明显。比较
图 4 可以发现,Ci的日变化曲线也与 Cond 日变化
曲线相似。所以,Ci 可能受气孔导度、大气 CO2
浓度等多重因子影响。
4 结论与讨论
研究结果表明:东京野茉莉叶片的光合生理日
进程曲线呈双峰型,在高光合有效辐射的情况下,
具有比较明显的光合午休现象。这是植物在高温强
光天气下出现的普遍现象[12]。有研究者认为,在
中午时分,气温高、蒸腾强,气孔部分关闭,叶片
水分减少,造成光合作用原料,也就是胞间 CO2
浓度降低,净光合速率下降[13];也有人认为,可
能是在晴天长时间高光强下,发生光抑制和光呼吸
加强,导致净光合速率下降[14]。东京野茉莉午间
净光合速率降低时,胞间 CO2 浓度也降低,与第
一种说法相同,即东京野茉莉光合午休产生主要是
因为高光强导致的气孔因素引起的。所以,中午时
分可以通过降温或遮阳网遮挡来提高午间东京野茉
莉净光合速率。
光合作用是植物十分复杂的生理过程,叶片光
合效率的自身因素如叶片厚度、成熟度等密切相
关,同时也受光照强度、CO2 浓度、水分等因子的
影响。相关研究表明,降低蒸腾速率可提高温室中
马蹄莲净光合速率[15],而其对东京野茉莉是否有
效还需要进一步试验。
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(文字编校:杨 骏)
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