模擬水分與光環(huán)境下6種攀緣植物葉氣界面生理學(xué)過程與機制.pdf

1、本文對水分與光環(huán)境下6種攀緣植物葉氣界面生理學(xué)過程與機制進行了研究。文章應(yīng)用英國PP-Systems公司生產(chǎn)的CIRAS-2型便攜式光合作用測定系統(tǒng)，測定了多種土壤水分梯度下6種攀緣植物葉片氣體交換參數(shù)的日變化及光響應(yīng)過程，探討了不同植物光合作用、水分代謝等生理學(xué)行為對水分、光逆境脅迫的響應(yīng)過程和適應(yīng)機制，確定了光合速率、蒸騰速率、水分利用效率等生理學(xué)參數(shù)與土壤濕度及有效輻射的定量關(guān)系。主要研究成果如下： (1)光合作用日變化過

2、程及土壤水分響應(yīng)機制。不同樹種的光合生理過程日變化規(guī)律即與樹種特性有關(guān)也與環(huán)境因子密切相關(guān)，其中土壤水分是環(huán)境因子中最重要的影響因素。不同樹種的光合日變化類型各不相同。大葉扶芳藤、紫藤在所有水分條件下均呈有明顯光合午休的雙峰曲線。五葉地錦出現(xiàn)雙峰曲線的土壤水分在55.8％＜RWC＜81.8％或RWC＜47.2％；秧花為RWC＞67.4％或RWC＜59.3％；三葉地錦和小葉扶芳藤出現(xiàn)光合午休現(xiàn)象的土壤水分閾值分別在59.6％和59％。造成

3、樹種出現(xiàn)光合午休現(xiàn)象的原因既有氣孔限制也有非氣孔限制，在重度水分脅迫，造成光合速率下降的主要原因為非氣孔限制，在其他水分條件下，一般為氣孔限制造成的。五葉地錦、三葉地錦、大葉扶芳藤、小葉扶芳藤、紫藤、秧花光合午休出現(xiàn)非氣孔限制的土壤水分分別在RWC為29.8％、33.3％、31.9％、30.7％、26.3％、29.3％。當(dāng)RWC分別為21.5％、23.4％、21.8％、21.4％、18.5％、20.8％時，非氣孔限制逐漸成為光合速率下降

4、的主導(dǎo)因子，光合機構(gòu)就受到不可恢復(fù)的破壞?？购瞪a(chǎn)力由高到低的順序為：紫藤、秧花、五葉地錦、小葉扶芳藤、大葉扶芳藤、三葉地錦。 (2)光合作用效率與水分代謝效率光響應(yīng)過程及土壤水分響應(yīng)機制。攀緣植物的光響應(yīng)過程對土壤水分和光合有效輻射強度的變化具有明顯的閾值響應(yīng)。在適宜的水分條件下，攀緣植物的光合能力有大到小的順序為，秧花、三葉地錦、大葉扶芳藤、小葉扶芳藤、五葉地錦、紫藤；表觀量子效率即對弱光的利用能力有高到低的順序為，秧花、三

5、葉地錦、大葉扶芳藤、小葉扶芳藤、五葉地錦、紫藤；攀緣植物的光能利用率以三葉地錦最高，依次為秧花、五葉地錦、小葉扶芳藤、紫藤、大葉扶芳藤；從植物的光補償點和光飽和點來看，大葉扶芳藤為典型的陽性植物，三葉地錦為陰性植物，五葉地錦、紫藤、小葉扶芳藤、秧花為偏陽性植物，但紫藤、小葉扶芳藤、秧花同時對弱光有較高的適應(yīng)能力。由于攀援植物本身的形態(tài)和生理的特異性，不同植物出現(xiàn)非氣孔限制的RWC及PAR臨界值不同。五葉地錦在RWC＞72.7％或RWC＜

6、33.7％，PAR＞1000μmol·m-2·s-1或PAR＞300μmol·m-2·s-1；三葉地錦在RWC＞73％或RWC＜37％，PAR＞800μmol·m-2·s-1或PAR＞300μmol·m-2·s-1；大葉扶芳藤RWC＜34％，PAR＞400μmol·m-2·s-1；小葉扶芳藤在RWC＞72.2％或RWC＜32.3％，PAR＞1200μmol·m-2·s-1或PAR＞300μmol·m-2·s-1；紫藤在RWC＞80.3％

7、或PWC＜36.1％，PAR＞1200μmol·m-2·s-1或PAR＞400μmol·m-2·s-1；秧花在RWC＞72.7％或RWC＜31.6％，PAR＞1200μmolm-2·s-1。適應(yīng)光環(huán)境的能力有大到小順序為：大葉扶芳藤、秧花、小葉扶芳藤、紫藤、五葉地錦、三葉地錦。 (3)植物生理過程與土壤濕度及光照強度的定量關(guān)系。維持6種攀緣植物同時具有較高Pn和WUE的RWC分別為：五葉地錦為33.7％～48.7％；三葉地錦為2

8、8.6％～50.2％；大葉扶芳藤為34％～52.7％；小葉扶芳藤為32.3％～63％；紫藤為36.1％～63.4％；秧花為31.6％～60.5％；超出此水分范圍各樹種的Pn與WUE都會明顯下降。維持6種攀緣植物最佳水分代謝功能的RWC分別為：五葉地錦為56.6％；三葉地錦為81.1％；大葉扶芳藤為62.1％；小葉扶芳藤為51.8％；紫藤為70.6％；秧花為60.5％。維持攀緣植物同時具有較高Pn和WUE的光合有效輻射強度(PAR)范圍分