供氮水平對落葉松幼苗光合作用的影響

摘 要：供氮水平與落葉松幼苗的光合作用之間是存在一定關聯性的，文章為了探討二者的影響作用，應用砂培技術在在室內正常環境下設置了四種供氮情況，并對處于該種環境下的落葉松生長狀況進行了綜合研究，同時在這一過程中還可以對其生長指標進行相關檢測及判定。通過研究比對后可以發現，供氮濃度不斷增加，落葉松幼苗的含氮指標也相對上升，并且其生長速率也隨之得到顯著提升，與此同時葉磷含量會有所下降。但是當供氮水平超過標準范疇后，TST的含量不僅不會繼續增加，反倒會直線下降。供氮程度不強，將會使得幼苗的光能效率運轉水平不斷下降，反之如果在合理范疇中增加供氮水平，將能夠直接調動光合作用的活效因子，降低光抑制作用。除此之外，如果供氮水平超出落葉松幼苗的適宜接收范疇，也會直接導致供氮過量，這就會帶來一定的負面影響，營養吸收也會出現不均衡問題。

關鍵詞：供氮水平；落葉松幼苗；光合作用

氮素能夠為植物生長帶來養分基礎，是其生長發育最為關鍵的作用機制。在植物的葉片中有大量氮素儲存在葉綠體中，這其中的大部分都會被關鍵酶所占用，其中還有相關部分也會被用做其他生長用途。通過大量研究可以發現，植物生長環節的葉氮含量與凈光合速率密切相關，而供氮水平可以直接影響葉氮含有量，而植物光合作用也會在次過程中得到基礎調整。除此之外，氮素供給能夠直接對植物葉片的導光程度造成影響，但是相關領域內的研究工作大多都開展于農作物種植環節，對供氮水平的研究目前正處于研究強化階段。

1 材料與方法

1.1 植物材料的培養與處理

在本文所涉及的應用材料是2016年3月至8月培育于室內正常環境下，批次一致的落葉松幼苗品種。在3月開始的這一階段中，需要先將幼苗根部位置進行清洗，在完成殺毒工作后，將其栽種至含有石英砂的容器中，并在保持種植距離的基礎上，對其幼苗進行栽種。在一個月后，將溫室內的窗戶打開，使其室內保持良好通風，并確保室內外溫度及濕度等環境生長因素達到一致狀態，需要注意的是，在研究環節需要始終保持這一狀態，只有這樣才能確保其實驗結果的高精準度。在實際實驗過程中，可以在培植初期為其提供濃度適當的營養液，提升幼苗生長速率。在配制營養液時，需要根據實際情況，對其配合比例進行精準調和。在4月接近尾聲時，可以著手對供氮濃度進行調整，并根據幼苗生長情況將其劃分為4個不同的部分，將濃度不一的營養液分別澆注在實驗幼苗上，為其提供氮養分供給。為了提高實驗精準度，可以在實驗過程中對其進行營養液的定期澆注，并在保持適量原則的基礎上，為其提供水分的充足供應，在幼苗生長到15周時，對其進行實驗數據采集及檢查確定。

1.2 針葉氣體交換以及葉綠素熒光參數的測定

在進行數據測定的過程中，可以應用相關設備對其進行精準測定，在這一過程中相關速率的測定及衡量也具有其標準核定范疇，并且相關因素的濃度及值量標準也能夠得到有效確定。在測定環節，為了提高測定效率，應當確保溫室空氣是處于流通狀態的，并且應當將空氣流速進行標準控制，使葉溫及濕度保持在最佳狀態。在對實驗數據進行測定的過程中，可以根據相應計算形式對其進行計算及實驗項目的內容評定。在實際測定過程中所應用的儀器是具有相應標準的，借助測定儀器能夠對落葉松幼苗的也綠色熒光狀態進行科學化判斷。針對熒光測定需求，可以在控制儀器設備強光及閃光的基礎上，獲取熒光存在值。與此同時，在經過計算后就可以得到處于變化中的熒光值。氣體交換及葉綠素熒光參數的測定依據都是從針葉中挑選沒有遮蔭影響的已經發育完全的針葉，在對光合作用以及變化結果進行研究的過程中，對處于變化中的測量結果進行綜合判斷，只有這樣才能增強對比的有效性，因此數據測定時間應當確定在陽光充足的上午，在這一期間內溫室內的陽光飽和量能夠達到相應標準，并且變化幅度較小，在采納參數時，需要進行最少三次以上的值量判斷。

1.3 針葉氮、磷含量的測定

在實驗過程中，為了提高實驗準確性，應當將幼苗針葉全部摘下作為實驗參考標本，而處于同一容器中的幼苗應當被看成是固定整體，在高溫烘烤環境下將其搗碎，并在利用測定儀器的基礎上，對其含氮量進行測定及精準衡量，與此同時，為了提高測定效率，也可以應用化學方式進行全磷含量的對比及研究。

2 結果

2.1 供氮水平能夠對落葉松幼苗針葉氮磷含量造成影響

供氮水平的含氮純度能夠對落葉松幼苗的含氮量形成直接影響。在含氮水平不斷增加的過程中，落葉松的含氮量額會隨之不斷增加，并且呈現直線上升特點。除此之外，供氮水平也能夠對針葉的含磷量產生影響作用，但是它卻與氮含量的影響程度不太一致，差異化現象顯著。當供氮水平不斷上升時，針葉的含磷量卻相對下降，最低時可以接近于相應峰值。在這一過程中相應數據是處于不斷變化之中的，并且所呈現的表現形式也大不相同。

2.2 供氮水平對落葉松幼苗葉綠素及可溶性蛋白含量的影響

在對實驗主體進行研究的過程中不難發現，當供氮水平不斷提升時，落葉松幼苗針葉的總葉綠素及相關因素的值量也直接增加，在這一背景下各供氮水平達到了標準范疇，但是葉綠素與之前相比，卻沒有產生差異化過于明顯的問題。類胡羅卜素的含有量與葉綠素的比值都存在較大差異，并且這一關鍵要素能夠在各個供氮水平間體現出來，在供氮水平不斷增加的過程中其峰值會呈現下降趨勢。因此，在開展實驗的過程中，通過對相關項目的研究及內容對比進行研究不難發現，當供氮水平不斷上升，落葉松幼苗針葉的總葉綠素含量也相應做出了提升準備，但是當供氮水平趨于平穩狀態時，葉綠素含量與之前相較卻沒有發生改變。在此過程中，類胡羅卜素含量與葉綠素的含量存在峰值對比差異性，在供氮水平上升的過程中，其值量也相對下降。

2.3 供氮水平對落葉松幼苗氣體交換參數的影響

飽和光強下的凈光合速率（Pmax）是最能反映植株光合能力的參數。供氮水平的差異顯著影響了落葉松幼苗的光合能力。供氮嚴重不足時（1mmol/L），落葉松幼苗的Pmax最小，當供氮水平增至8mmol/L時達到最大，而當供氮水平繼續增加至16mmol/L時，Pmax反而有所下降，但與供氮水平為8mmol/L時的差異未達到顯著水平（p<0.05）。不同供氮水平下落葉松幼苗針葉的氣孔導度（gs）和胞間與外界CO2濃度之比（Ci/Ca）的情況。隨供氮水平的提高，gs逐漸增加，供氮水平為8mmol/L時達最大，繼續增加供氮，gs不再變化。但是除供氮為1mmol/L和8mmol/L之間的gs差異達顯著水平外，其余各處理間差異均不顯著。與gs的變化不同，在供氮嚴重缺乏（1mmol/L）時，Ci/Ca最高，隨供氮水平的提高，Ci/Ca逐漸下降，在供氮為8mmol/L時達到穩定狀態，繼續增加供氮Ci/Ca不再變化。

3 討論

通過對以上內容進行研究可以發現，植物葉片的氮含量會受到相應因素所影響，導致其峰值處于不斷變化之中，當供氮水平不斷上升并達到相應標準時，葉片的含氮量也會隨之增加，并呈現直線分布規律不斷延伸，當氮含量超出正常標準時，植物生長也將會受其直接影響，在植物生長受限時，其含氮量仍舊會不斷增加。本研究中過量供氮引發的負面效應可能主要與此時低的葉磷含量有關，低的葉磷含量常被解釋為稀釋效應或根對磷的吸收能力被抑制。葉片中磷相對于氮的營養失衡將抑制Robisco蛋白的合成而導致光合能力的降低。當供氮水平為16mmol/L時，落葉松針葉的氮磷含量比（N/P）可以高達28.02g/g，這一比值已相當于導致花旗松幼苗生長下降10%的20～30g/g的域值。

參考文獻

[1]朱玉杰，董希斌，李祥.不同撫育強度對興安落葉松幼苗光合作用的影響[J].東北林業大學學報，2015，43（10）.

[2]周志強，彭英麗，孫銘隆，等.不同氮素水平對瀕危植物黃檗幼苗光合熒光特性的影響[J].北京林業大學學報，2015，37（12）.

作者簡介：王騫春（1979，7-），男，黑龍江哈爾濱人，遼寧省林業科學研究院，高級工程師，主要從事林木遺傳育種工作。