云杉凈光合速率日變化規律及其影響因子的研究

土建民　趙震虎

摘要:采用美國產CI-340便攜式光合測定系統對云杉光合特性進行分析,測定指標包括凈光合速率(Pn)、氣孔導度(C)、胞間CO₂濃度(Ci)、蒸騰速率(E)、氣溫、空氣濕度。結果表明:云杉具有午休現象。早8:00時出現全天光合速率最高峰,凈光合速率為5.16umol/m²/s。第二個高峰出現在下午14:00,凈光合速率為4.08umol/m²/s。兩峰之間11:00時凈光合速率達到最低值,形成波谷。而午休現象是氣孔限制與非氣孔因素共同作用的結果。

關鍵詞:云杉 凈光合速率 日變化

云杉是哈爾濱市常用的綠化樹種,分布于城區的大街小巷,本試驗于云杉旺盛生長結束后對其光合特性進行研究,以便為夏季云杉的合理栽培提供理論依據。

1.材料與方法

1.1 材料:試驗于2007年6月18日在哈爾濱市農業科學研究院院內進行。選取長勢良好、無病蟲害的云杉3株作為試材。

1.2 方法:光合作用測定采用美國產CI-340便攜式光合測定系統。測定時每株選取東南方向外圍中上部當年生小枝5枝進行測定,每枝測定3次,以平均值作為測定結果。測定指標包括凈光合速率(Pn)、氣孔導度(C)、胞間CO₂濃度(Ci)、蒸騰速率(E)、氣溫、空氣濕度等。

從8:00～18:00每隔1個小時測定1次,最后用Excel軟件對數據進行統計分析。

2.結果與分析

2.1 凈光合速率的日變化

從圖1可以看出,云杉具有午休現象。早8:00時出現全天光合速率最高峰,凈光合速率為5.16umol/m2/s。第二個高峰出現在下午14:00,凈光合速率為4.08umol/m2/s。兩峰之間11:00時凈光合速率達到最低值,形成波谷。

2.2 蒸騰速率的日變化

從圖2可以看出,云杉是蒸騰速率最高峰出現在上午10:00,蒸騰速率為1.13mmol/m2/s,第二個高峰出現在下午13:00,蒸騰速率為0.86mmol/m₂/s。兩峰之間12:00時蒸騰速率達到最低值,為0.84mmol/m₂/s,形成波谷。

2.3 氣孔導度的日變化

從圖3可以看出,氣孔導度從8:00至11:00一直處于下降趨勢,自12:00至15:00一直處于上升趨勢,從16:00又開始下降。一天內的最高氣孔導度值為33.51mmol/m2/s,出現在下午15:00;最低值為12.48mmol/m₂/s,出現在下午16:00,比最高值減少21.03。另一個小的波谷出現在上午11:00,與凈光合速率出現波谷的時間一致。

2.4 胞間CO₂濃度的日變化

從圖4可以看出,胞間CO₂濃度的日變化一直處于上升趨勢,從14:00到15:00上升幅度最大,從227.68ppm上升到323.29ppm,上升了95.91。

2.5 氣溫和空氣濕度對凈光合速率的影響

從圖5可以看出,一天中溫度最高值出現在上午10:00,為36.7℃。空氣濕度最高值出現在下午16:00,為39.2%;最低值出現在上午10:00,為23%。

高溫干旱的時間與凈光合速率低谷值時間接近,因此對凈光合速率會產生一定影響,但影響不大。

3.結論

光合作用中午降低的現象是由多種因素同時控制的,只由一種因子很難說明光合作用中午降低的現象。凈光合速率在11:00出現午休現象,而此時氣溫高、相對濕度小,但均不是日測最低值,氣孔導度出現小的波谷,但也不是最低值。說明午休現象是氣孔限制與非氣孔因素共同作用的結果。

目前有觀點認為,一方面是高溫、強光、低濕等引起的氣孔因素導致午休現象,另一方面就是光合機構的受損和有關酶活性下降等非氣孔因素導致午休現象發生。Salvucci間指出光合作用關鍵酶-Rubisco的最適活化溫度為25～30℃,活性高低直接影響光合速率。而本試驗氣溫較高,最高值為36.7℃,所以氣溫對光合速率的影響有待于進一步研究。

由于云杉的快速生長多集中于春季夏初,為了提高其光合速率,在夏季高溫季節應加強栽培管理,降溫增濕,延遲葉片衰老,提高其光合速率,使其保持強壯的樹勢,提高抗病蟲能力。

參考文獻

[1] 孫磊,張鐵等.柿樹光合速率日變化及其影響因子的研究[A]北方果樹,2006.(2):4-6.