梅宇峰， 廖興國， 言議超

(1.贛州市林業(yè)調(diào)查規(guī)劃研究院， 江西 贛州 341000；2.贛州市人民政府森林防火指揮部辦公室， 江西 贛州 341000；3.株洲市林業(yè)局， 湖南 株洲 412000)

東京野茉莉光合生理特性研究

梅宇峰1， 廖興國2， 言議超3

(1.贛州市林業(yè)調(diào)查規(guī)劃研究院， 江西 贛州 341000；2.贛州市人民政府森林防火指揮部辦公室， 江西 贛州 341000；3.株洲市林業(yè)局， 湖南 株洲 412000)

為研究東京野茉莉光合生理特性，在自然條件下采用LI — 6400光合儀對其光合生理日進(jìn)程進(jìn)行了測定。結(jié)果表明： 5月晴天東京野茉莉凈光合速率日進(jìn)程變化曲線為雙峰型，存在“午休”現(xiàn)象，溫度和光合有效輻射的持續(xù)升高是導(dǎo)致“午休”現(xiàn)象的主要原因；蒸騰速率日變化與氣孔導(dǎo)度的趨勢基本相同，均呈雙峰型；大氣CO2濃度日變化對凈光合速率影響不大；氣孔導(dǎo)度和胞間CO2濃度的日進(jìn)程基本與光合速率日變化相同。

東京野茉莉； 凈光合速率； 日變化； 影響因子

東京野茉莉(Styraxtonkinensis)屬安息香科、安息香屬喬木樹種，主要分布于熱帶和亞熱帶海拔的低山丘陵區(qū)[1]。喜生于氣候溫暖、較潮濕、土壤肥沃、微酸性的山坡或山谷中[2]。該樹種速生，木質(zhì)細(xì)致、潔白，是理想的工藝、膠合板和紙漿材[3-4]。目前，對東京野茉莉的形態(tài)特征、分布范圍[5-8]，對育苗與造林技術(shù)、良種選育[9]及木材性質(zhì)[10]、種子油的提取[11]等方面的研究都取得了一定的成果，但在自然狀態(tài)下，對東京野茉莉光合特性日變化研究鮮有報(bào)道。本文通過試驗(yàn)觀察了自然條件下東京野茉莉葉片光合作用及其影響因子的日變化，旨在揭示其光合特性的日變化規(guī)律，為提高其光合效率和產(chǎn)量提供依據(jù)。

1 試驗(yàn)區(qū)概況

江西省處北回歸線附近，全省氣候溫暖，雨量充沛，年均降水量1341～1940 mm；無霜期長，為亞熱帶濕潤氣候；土壤為酸性紅壤土。試驗(yàn)地位于省會(huì)南昌市，江西農(nóng)業(yè)大學(xué)氣象站內(nèi)，地理位置為115°50′E，28°45′N。

2 材料與方法

2.1實(shí)驗(yàn)材料與儀器

2.1.1 材料 供試材料系人工栽培的2年生東京野茉莉不離體葉片若干，東京野茉莉種植于江西省南昌市江西農(nóng)業(yè)大學(xué)氣象站旁，生長狀況良好，無病蟲害。

2.1.2 儀器 LI — 6400便攜式光合儀。

2.2實(shí)驗(yàn)方法

選取生長狀況一致的健康東京野茉莉3株，每株選定上中下3片完整功能葉，用LI — 6400便攜式光合儀對每片葉子進(jìn)行不離體測定(被測葉面積6 cm2，氣體流速500 μmol/s)。

測定指標(biāo)包括凈光合作用速率(Photo)、胞間CO2濃度 (Ci)、氣孔導(dǎo)度 (Cond)、蒸騰速率 (Trmmol)、氣溫(Tair)、葉溫(Tleaf)、光合有效輻射(PAR)、大氣CO2濃度(CO2)、相對濕度(RH)。

測定時(shí)間為2016年5月下旬，從08:00～18:00每隔1 h測定一次。

2.3數(shù)據(jù)分析方法

應(yīng)用Excel、SPSS統(tǒng)計(jì)分析軟件處理和分析數(shù)據(jù)。

3 結(jié)果與分析

3.1大氣CO2濃度和凈光合速率的日變化

從圖1可以看出: 大氣CO2濃度近似呈V型曲線變化，08:00開始逐漸下降，到14:00時(shí)達(dá)最低值371.56 μmol/mol，經(jīng)過一段時(shí)間的平穩(wěn)之后略有上升，變幅在371.56～376.49 μmol/mol，日變化幅度不大。大氣CO2濃度比較高且呈逐漸下降趨勢時(shí)，東京野茉莉的Pn呈逐漸上升趨勢。如08:00-11:00時(shí)CO2濃度在384 μmol/mol以上，東京野茉莉的Pn保持在9 μmol/(m·s)以上。11：00-14:00大氣CO2濃度與凈光合速率都呈下降趨勢。12:00-17:00大氣CO2濃度很低而且變化小，但Pn卻出現(xiàn)第2次高峰，說明此時(shí)Pn可能主要受光合有效輻射變化的影響。

圖1 大氣CO2 濃度與凈光合速率日變化Fig.1 The diurnal change of net photosynthetic rate and CO2 concentration

圖2 光合有效輻射和空氣相對濕度日變化Fig.2 The diurnal change of PAR and RH

3.2空氣相對濕度和光合有效輻射的日變化

從圖2中可以看出，光合有效輻射與空氣相對濕度呈基本相反的變化趨勢。PAR較高時(shí)，RH較低，PAR較低時(shí)，RH較高。RH日變化趨勢基本呈V型，08:00-13:00RH呈明顯下降趨勢，13:00-15:00也呈下降趨勢，但較平穩(wěn)，15:00以后呈上升趨勢。結(jié)合光合有效輻射日變化曲線可知，空氣相對濕度與空氣溫度一樣，主要受光合有效輻射影響，但存在1～3 h的滯后效應(yīng)。

圖3 氣孔導(dǎo)度與蒸騰速率日變化Fig.3 The diurnal change of Trmmol and Cond

圖4 胞間CO2濃度與凈光合速率日變化Fig.4 The diurnal change of Ci and net photosynthetic rate

3.3氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率的日變化

從圖3可以看出，氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率的日變化均呈雙峰型，第一峰值出現(xiàn)在11:00，第二峰值出現(xiàn)在14:00。氣孔導(dǎo)度峰值分別為0.3 mol/(m2·s)、0.224 mol/(m2·s)，蒸騰速率峰值則分別為5.24 mmol/(m2·s)和4.66 mmol/(m2·s)。比較圖5和圖1可以發(fā)現(xiàn)，氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率的日變化曲線與凈光合速率曲線很相似，呈很明顯的正相關(guān)關(guān)系，僅第二峰值出現(xiàn)的時(shí)間提前1 h。

3.4胞間CO2濃度和凈光合速率的日變化

圖4是東京野茉莉胞間CO2濃度與凈光合速率日變化曲線，從曲線可以看出，東京野茉莉Ci日進(jìn)程與Pn日進(jìn)程呈一定程度的正相關(guān)。Ci的日變化曲線基本呈雙峰型，但第二峰很不明顯。比較圖4可以發(fā)現(xiàn)，Ci的日變化曲線也與Cond日變化曲線相似。所以，Ci可能受氣孔導(dǎo)度、大氣CO2濃度等多重因子影響。

4 結(jié)論與討論

研究結(jié)果表明: 東京野茉莉葉片的光合生理日進(jìn)程曲線呈雙峰型，在高光合有效輻射的情況下，具有比較明顯的光合午休現(xiàn)象。這是植物在高溫強(qiáng)光天氣下出現(xiàn)的普遍現(xiàn)象[12]。有研究者認(rèn)為，在中午時(shí)分，氣溫高、蒸騰強(qiáng)，氣孔部分關(guān)閉，葉片水分減少，造成光合作用原料，也就是胞間CO2濃度降低，凈光合速率下降[13]；也有人認(rèn)為，可能是在晴天長時(shí)間高光強(qiáng)下，發(fā)生光抑制和光呼吸加強(qiáng)，導(dǎo)致凈光合速率下降[14]。東京野茉莉午間凈光合速率降低時(shí)，胞間CO2濃度也降低，與第一種說法相同，即東京野茉莉光合午休產(chǎn)生主要是因?yàn)楦吖鈴?qiáng)導(dǎo)致的氣孔因素引起的。所以，中午時(shí)分可以通過降溫或遮陽網(wǎng)遮擋來提高午間東京野茉莉凈光合速率。

光合作用是植物十分復(fù)雜的生理過程, 葉片光合效率的自身因素如葉片厚度、成熟度等密切相關(guān)，同時(shí)也受光照強(qiáng)度、CO2濃度、水分等因子的影響。相關(guān)研究表明，降低蒸騰速率可提高溫室中馬蹄蓮凈光合速率[15]，而其對東京野茉莉是否有效還需要進(jìn)一步試驗(yàn)。

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TheresearchofphotosyntheticcharacteristicsofStyraxtonkinensis

MEI Yufeng1, LIAO Xingguo2, YAN Yichao3

(1.The Forest Inventory and Planning Institute of Ganzhou City， Ganzhou 341000, China；2.People′s Government of Forest Fire Prevention Headquarters Office of Ganzhou City，Ganzhou 341000, China；3.The Forestry Bureau of Zhuzhou City， Zhuzhou 412000, China)

In order to study the photosynthetic physiological characteristics ofStyraxtonkinensis, using LI-6400 photosynthesis 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, photosynthetically active radiation and temperature continues to rise is leading to "midday depression" the main reason ofS.tonkinensis. Diurnal variation of transpiration rate and stomatal conductance trend is basically the same, showed a bimodal. Changes in atmospheric CO2concentration has little effect on net photosynthetic rate. The same diurnal stomatal conductance and intercellular CO2concentration of substantially diurnal variation .

Styraxtonkinensis； net photosynthetic rate； diurnal variation; factor

2016-08-01

江西省科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(20141BBG70030-5)。

梅宇峰(1986-)，女，江西省德興市人，助理工程師，主要從事林業(yè)調(diào)查規(guī)劃方面的工作。

Q 949.775.5

A

1003 — 5710(2016)06 — 0090 — 03

10. 3969/j. issn. 1003 — 5710. 2016. 06. 019

(文字編校：楊 駿)