冬棗葉片光合特性的日變化

紅棗是鼠李科的一種獨特植物。光合作用是作物產(chǎn)量和品質(zhì)構(gòu)成的決定性因素,同時又是一個對環(huán)境條件變化十分敏感的生理過程。凈光合速率作為光合特性中最重要的參數(shù)之一,它能反映植物同化CO2的能力,直接關(guān)系到干物質(zhì)的合成。本試驗通過測定冬棗葉片凈光合速率及各生理生態(tài)因子,分析其日變化規(guī)律,以期為冬棗栽培措施的改善和產(chǎn)量的提高提供依據(jù)。1材料和方法1.1土壤理化性質(zhì)供試材料為天津農(nóng)學院園藝系棗樹試驗園內(nèi)8年生冬棗樹,試驗園土壤為典型的黏重鹽堿土,土壤有機質(zhì)含量1.06%,有效氮、有效磷、有效鉀含量分別為28.0、3.0、215.0mg/kg,土壤pH值8.0。1.2棗吊葉片生長指標的測定2011年8月27日(天氣晴朗)采用美國CID公司生產(chǎn)的CI-340手持式光合作用測定系統(tǒng)測定冬棗葉片凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度、胞間CO2濃度、光合有效輻射強度等指標。測定時間為7:30—16:30,每隔1小時測定1次,5次重復(fù),每次重復(fù)測定5株樹。選擇樹冠外圍東南、西南、東北、西北4個方位大小、生長狀況一致的棗吊,測定葉片為棗吊基部向上第5～7片成熟葉,每個方位測定5片葉。試驗數(shù)據(jù)采用Excel2007進行統(tǒng)計分析。2結(jié)果與分析2.1凈光合速率m-2s-1冬棗葉片凈光合速率日變化曲線呈雙峰曲線。從7:30開始,隨著光合有效輻射強度的增加和氣溫的升高,其凈光合速率逐漸增強,9:30左右達到第1個高峰,為15.01μmol·m-2·s-1。隨著光合有效輻射強度和氣溫的繼續(xù)上升,凈光合速率呈下降趨勢,11:30左右凈光合速率降至低谷,出現(xiàn)明顯的“午休”現(xiàn)象。此后光合有效輻射強度逐漸下降,而凈光合速率隨之升高,14:30左右達到第2個高峰,此時凈光合速率為8.50μmol·m-2·s-1。之后隨著光合有效輻射強度的降低和氣溫的下降,凈光合速率也繼續(xù)下降(圖1)。2.2m-2s-1冬棗葉片蒸騰速率日變化曲線呈雙峰曲線,其變化趨勢與凈光合速率日變化趨勢相似。蒸騰速率從7:30開始逐漸增強,9:30左右達到第1個高峰,為3.92mmol·m-2·s-1;11:30左右降至低谷,為1.88mmol·m-2·s-1;14:30左右達到第2個高峰,此時蒸騰速率為3.44mmol·m-2·s-1(圖2)。2.3溫度和光照對氣孔導(dǎo)度的影響冬棗葉片氣孔導(dǎo)度在7:30左右最高,為199.56mmol·m-2·s-1,之后隨著光合有效輻射強度的增加和氣溫的升高,氣孔導(dǎo)度逐漸降低,在光合嚴重“午休”時(11:30左右)氣孔導(dǎo)度也降到最低值,為21.57mmol·m-2·s-1。之后隨著光合有效輻射強度的減弱和氣溫的降低,氣孔導(dǎo)度逐漸增大,于14:30左右達到一個小高峰,為144.13mmol·m-2·s-1,但此時氣溫仍然較高,因此氣孔導(dǎo)度增加后又很快下降(圖3)。2.4凈光合速率及光合“休閑期”時胞間co的濃度變化由圖4可以看出,冬棗葉片胞間CO2濃度日變化基本上與凈光合速率日變化相反,呈倒雙峰曲線。從7:30開始,冬棗葉片的胞間CO2濃度逐漸降低,9:30左右達到第1個低谷值,為219.61μL/L,在該時間段內(nèi)凈光合速率升高,CO2同化速度加快;隨后伴隨光合“午休”現(xiàn)象,胞間CO2濃度逐漸升高,在11:30左右升到最高,為316.51μL/L;之后又隨著凈光合速率的升高而逐漸降低,12:30左右達到第2個低谷值,為219.84μL/L,之后隨著凈光合速率的再次降低,胞間CO2濃度逐漸升高,14:30之后有小幅下降。2.5光合有效輻射強度冬棗葉片光合有效輻射強度日變化呈典型的單峰曲線。從7:30開始,光合有效輻射強度逐漸升高,11:30達到峰值,為1662.56μmol·m-2·s-1,隨后隨光照強度的減弱,光合有效輻射強度逐漸下降(圖5)。2.6光合不同輻射強度和氣溫對水分利用效率的影響冬棗葉片水分利用效率日變化呈先下降、后上升的趨勢,即倒單峰曲線。從7:30開始隨光合有效輻射強度和氣溫的不斷升高,水分利用效率則逐漸下降,至11:30左右達到谷值,為0.98μmol/mmol,之后隨光合有效輻射強度和氣溫的逐漸降低,水分利用效率開始逐步回升(圖6)。2.7光合速率與氣孔導(dǎo)度的關(guān)系冬棗葉片凈光合速率及相關(guān)生理生態(tài)因子相關(guān)性分析結(jié)果表明,冬棗葉片凈光合速率與氣孔導(dǎo)度呈極顯著正相關(guān),與蒸騰速率、水分利用效率呈顯著正相關(guān);水分利用效率與氣孔導(dǎo)度呈顯著正相關(guān),與光合有效輻射強度呈顯著負相關(guān)。凈光合速率與光合有效輻射強度、胞間CO2濃度相關(guān)性不顯著(表1)。3正常組織特性本試驗結(jié)果表明,冬棗葉片凈光合速率日變化呈雙峰曲線,最高峰出現(xiàn)在9:30左右,11:30到達谷底,次高峰出現(xiàn)在14:30左右,有明顯的“午休”現(xiàn)象;蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度日變化趨勢與凈光合速率日變化趨勢基本一致;胞間CO2濃度日變化基本上與凈光合速率日變化相反,呈倒雙峰曲線;光合有效輻射強度日變化呈典型的單峰曲線,峰值出現(xiàn)在11:30左右;水分利用效率日變化與光合有效輻射強度日變化趨勢相反,呈倒單峰曲線,該試驗結(jié)果與柴仲平、劉漢云等的研究結(jié)果基本一致。