不同油茶無性系苗期的光合特性分析

摘 要：隨著近些年來我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，人們的生活水平不斷提高，對(duì)各種物質(zhì)的需求量不斷加大。油茶作為一種我國特有的油料作物，在近些年的經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中受到了人們的關(guān)注。尤其是我國南方丘陵山地地帶的地區(qū)，由于種植油茶樹促使很多地區(qū)經(jīng)濟(jì)得到了發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了脫貧致富的目標(biāo)。本文將就不同油茶無性系苗期光合作用的特點(diǎn)進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：油茶無性系;苗期光合作用;特性分析

中圖分類號(hào)：S794.4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.19754/j.nyyjs.20191030032

引言

在油茶樹進(jìn)行種植過程中，不同品種的油茶在無性系苗期產(chǎn)生的光合作用情況會(huì)有很大不同。現(xiàn)階段已經(jīng)有一些文獻(xiàn)對(duì)不同無性系油茶在苗期的光合作用進(jìn)行了研究，通過對(duì)已有的一些文獻(xiàn)進(jìn)行參考可以發(fā)現(xiàn)，針對(duì)不同的油茶品種和地域條件，油茶在光合作用方面會(huì)表現(xiàn)出一定的適應(yīng)性。本文將就此進(jìn)行研究，以期為油茶種植奠定基礎(chǔ)。

1 研究用地的選擇

本次研究中選擇位于我國南方某一丘陵地區(qū)的苗圃作為研究用地。該苗圃位于海拔75m的丘陵地帶，坡度較緩。通過對(duì)苗圃內(nèi)的土壤情況進(jìn)行研究可以發(fā)現(xiàn)，該苗圃中的土壤母質(zhì)為花崗巖，土壤為紅壤，土壤酸堿度呈弱酸性。該地區(qū)位于亞熱帶季風(fēng)氣候內(nèi)，年平均氣溫為18℃，對(duì)油茶樹而言屬于較為適宜的生長溫度。該地區(qū)年平均降水量較多，因此不存在發(fā)生干旱等情況對(duì)油茶樹的生長造成影響。通過對(duì)該地區(qū)的氣象資料進(jìn)行研究可以發(fā)現(xiàn)，該地區(qū)年平均日照量介于1588～1321h，因此在開展對(duì)油茶樹光合特性研究方面具有較好的優(yōu)勢。同時(shí)，在選擇研究所用的地塊時(shí)對(duì)其周圍環(huán)境進(jìn)行了研究，消除了可能影響油茶樹光合作用的各種不利因素，通過采取控制變量的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)油茶無性系苗期光和特性的研究。

2 研究對(duì)象的選擇

在本次研究中主要對(duì)5種待測試的油茶無性系嫁接苗，所選擇的品種分別是湘林1號(hào)、湘林7號(hào)、湘林81號(hào)、湘林82號(hào)以及湘林97號(hào)。在選擇的品種中，1號(hào)和7號(hào)是現(xiàn)階段該地區(qū)已經(jīng)大面積種植的油茶品種，而其它品種則為新品種，但是在試種階段均表現(xiàn)出良好的形狀，因此考慮在該地區(qū)進(jìn)行大面積推廣。在所選擇的品種中，嫁接所用的接穗來自于同一苗圃，選擇的砧木為本地油茶籽發(fā)芽之后的植株。選擇同樣的嫁接時(shí)間，在經(jīng)過嫁接之后要將嫁接苗全部進(jìn)行移栽。每一個(gè)無性系選擇3株長勢良好且接近的植株進(jìn)行研究。

3 研究方法的選擇

在本次研究過程中，主要從2個(gè)方面對(duì)不同油茶無性系苗期光合特性進(jìn)行比較。

3.1 對(duì)選擇的植株每天光合作用發(fā)生的變化情況進(jìn)行研究

對(duì)于這一方面研究選擇的時(shí)間為2016年9月中旬的晴天，采用的儀器為光合儀。在進(jìn)行研究過程中，從每天早上8∶00開始，每2h對(duì)其光合作用情況進(jìn)行1次測定。在進(jìn)行測定過程中計(jì)算其凈光合作用速率、蒸騰作用速率、氣孔導(dǎo)度、細(xì)胞間二氧化碳濃度、吸收的有效輻射以及進(jìn)行光合作用過程中的大氣溫度等數(shù)據(jù)。同時(shí)對(duì)植株的水分利用情況進(jìn)行計(jì)算。

3.2 對(duì)植株對(duì)光照產(chǎn)生的響應(yīng)曲線進(jìn)行研究

對(duì)于這一方面的研究同樣選擇在晴朗的天氣進(jìn)行，一般采用LED作為光管，同時(shí)對(duì)區(qū)域內(nèi)的二氧化碳濃度及逆行設(shè)置，在本次研究種選擇的二氧化碳濃度為360μmol/mol。選擇的植株生長溫度為28℃，設(shè)置不同的光照強(qiáng)度，保證每個(gè)待測植株在不同梯度的光照強(qiáng)度下的光照時(shí)間相同，然后對(duì)其光合作用的情進(jìn)行詳細(xì)記錄和研究。

4 試驗(yàn)結(jié)果分析

4.1 不同油茶無性系苗期光合作用日變化情況分析

通過本次研究可以發(fā)現(xiàn)，選擇的品種不同油茶無性系的光合作用日變化規(guī)律較為相似，其試驗(yàn)測得結(jié)果數(shù)值曲線均呈現(xiàn)出2個(gè)明顯的峰值。因此可以認(rèn)定油茶在進(jìn)行光合作用過程中出現(xiàn)明顯的光合午休情況。實(shí)驗(yàn)獲得的相關(guān)數(shù)據(jù)表明，從8∶00開始進(jìn)行測試，光合作用情況隨著光照強(qiáng)度以及大氣溫度的升高而逐漸增加，在10∶00作用達(dá)到峰值。在12∶00，由于受到溫度的影響，葉片出現(xiàn)氣孔閉合等現(xiàn)象，導(dǎo)致光合作用速率下降。而在2∶00左右則又出現(xiàn)峰值，在此之后光合速率逐漸下降。在選擇的不同無性系油茶中，97號(hào)油茶品種的日平均光合速率為4.97μmol/（m2·s），凈光合作用速率的峰值能夠達(dá)到7μmol/（m2·s），同時(shí)對(duì)相關(guān)曲線進(jìn)行研究可以發(fā)現(xiàn)，該品種的油茶每天的光合作用的變化較小，光合作用能力最強(qiáng)。

4.2 不同無性系油茶葉片氣孔導(dǎo)度以及細(xì)胞間二氧化碳含量變化情況研究

通過對(duì)研究獲得的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，葉片氣孔導(dǎo)度同細(xì)胞之間的二氧化碳濃度成反比。主要是因?yàn)樵谌~片氣孔導(dǎo)度較小的情況下，光合作用速率較低，使呼吸作用速度加快，造成二氧化碳的釋放量增大，最終導(dǎo)致細(xì)胞之間的二氧化碳濃度升高。反之，在葉片氣孔導(dǎo)度較大的情況下，光合作用的速率也相對(duì)較高，而光合作用過程中消耗的二氧化碳量大于呼吸作用產(chǎn)生的二氧化碳量，因此使得細(xì)胞之間二氧化碳的含量降低。通過對(duì)5種不同無性系油茶的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行研究可以發(fā)現(xiàn)，所有的油茶葉片氣孔導(dǎo)度的變化都呈現(xiàn)出2個(gè)峰值的情況，由于上午氣溫相對(duì)較低，使得氣孔導(dǎo)度增加，而下午溫度升高，為了降低蒸騰作用而使得葉片氣孔導(dǎo)度降低。在所有選擇的研究對(duì)象中，1號(hào)、97號(hào)的日變化情況較為嚴(yán)重，而7號(hào)、81號(hào)、82號(hào)日變化情況則不太明顯。

4.3 不同無性系油茶蒸騰作用日變化情況

通過對(duì)5種不同無性系油茶的蒸騰作用情況進(jìn)行作圖可以發(fā)現(xiàn)，葉片的蒸騰速率日變化情況同樣呈現(xiàn)出2個(gè)峰值的變化。在8∶00左右，由于環(huán)境溫度較低，葉片氣孔導(dǎo)度相對(duì)較高，導(dǎo)致蒸騰作用速率較小。隨著環(huán)境溫度和光照強(qiáng)度不斷增加，葉片氣孔導(dǎo)度也在不斷下降，使得氣孔阻力不斷升高，最終導(dǎo)致蒸騰速率下降，出現(xiàn)低谷。在此之后，雖然大氣溫度依然相對(duì)較高，但是隨著光照強(qiáng)度不斷下降，蒸騰速率出現(xiàn)升高的趨勢。在每天的14∶00之后，氣溫逐漸降低，光照強(qiáng)度也不斷下降，使得葉片氣孔導(dǎo)度也有所升高，因此蒸騰速率也有所提高。在所有的研究對(duì)象中，通過對(duì)獲得的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，97號(hào)的蒸騰速率相對(duì)較高，而1號(hào)和7號(hào)的蒸騰速率則有所下降，81號(hào)和82號(hào)的蒸騰速率則最小。

4.4 不同無性系油茶葉片水分利用日變化情況

通過對(duì)物種無性系油茶的葉片水分利用日變化情況進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，在所有的研究對(duì)象中，葉片日變換情況相對(duì)一致，隨著光照增強(qiáng)，大氣溫度升高，空氣的相對(duì)濕度下降，會(huì)導(dǎo)致葉片水分利用率出現(xiàn)下降的情況;反之，在光照強(qiáng)度降低，大氣溫度下降，空氣相對(duì)濕度升高的情況下，則會(huì)出現(xiàn)葉片水分利用率升高的趨勢。通過對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，在每天的10∶00左右，葉片水分利用率最高，而在12∶00左右，葉片水分利用率最低。這主要是由于大氣溫度升高，空氣的相對(duì)濕度下降，導(dǎo)致葉片氣孔關(guān)閉造成的。

5 結(jié)果討論

在本次研究中，選擇的研究對(duì)象對(duì)于光合作用的日變化均呈現(xiàn)出2個(gè)峰值的情況。基本上所有的光合作用出現(xiàn)的光合午休現(xiàn)象都在12∶00，這一結(jié)果同以往的研究結(jié)果一致。造成這種情況出現(xiàn)的主要原因是在中午的時(shí)候，較高的環(huán)境溫度和較強(qiáng)的光照強(qiáng)度使得植物的葉片氣孔出現(xiàn)關(guān)閉，同時(shí)光合作用過程中涉及到的多種酶活性下降，植物通過降低光合作用速率實(shí)現(xiàn)自我保護(hù)，因此出現(xiàn)明顯的光合作用速率下降的情況。但是，在之前的一些研究中，對(duì)于光合作用速率出現(xiàn)單峰的情況，并未出現(xiàn)光合午休現(xiàn)象。這主要是由于不同品種的油茶對(duì)于不同環(huán)境的適應(yīng)能力具有一定的差異性。

對(duì)于葉片氣孔導(dǎo)度而言，其主要同外界環(huán)境之間的聯(lián)系較為緊密。在油茶植株進(jìn)行光合作用過程中，控制是否出現(xiàn)午休現(xiàn)象的因素有2個(gè)，其中就包括氣孔導(dǎo)度。而判斷植物出現(xiàn)午休現(xiàn)象是否受到氣孔導(dǎo)度控制的主要依據(jù)是蒸騰作用和細(xì)胞間二氧化碳濃度的變化情況。如果出現(xiàn)蒸騰作用和細(xì)胞間二氧化碳濃度同時(shí)減小的情況，則可以判定造成光合作用速率下降的原因是氣孔導(dǎo)度。而如果出現(xiàn)蒸騰作用速率升高而細(xì)胞間二氧化碳濃度降低的情況則可以認(rèn)定造成光合作用速率下降的原因是其它因素。通過對(duì)不同油茶無性系苗期光合特性的比較對(duì)油茶種植具有指導(dǎo)意義。

6 總結(jié)

本文通過對(duì)不同油茶無性系苗期光合特性進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，對(duì)于研究過程中選取的研究對(duì)象而言，造成不同油茶無性系苗期光合作用速率出現(xiàn)變化的情況受多種因素影響。例如光照強(qiáng)度、大氣溫度、葉片導(dǎo)度、升騰作用速率以及其它因素。因此，在進(jìn)行油茶種植過程中必須選取合適的種植品種，依據(jù)該地區(qū)的實(shí)際條件進(jìn)行種植才能取得較好的種植效果。

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作者簡介：

陽文浩（1991-），男，本科，助理工程師。研究方向：林學(xué)。