干旱脅迫對赤皮青岡幼苗光合光響應特性的影響

吳麗君 李志輝 楊模華

摘要：為闡明赤皮青岡（Cyclobalanopsis gilva）對干旱脅迫的光合響應與適應機制，以3個種源地赤皮青岡一年生幼苗為試驗材料，盆栽模擬4個土壤水分梯度，測定幼苗在干旱脅迫下的光合光響應過程。結果表明，不同程度干旱脅迫下，3個種源地赤皮青岡幼苗的光響應曲線變化趨勢基本一致。采用非直角雙曲線模型對赤皮青岡的光響應曲線進行模擬，決定系數均在0.95以上，3個種源地赤皮青岡的光響應曲線特征參數最大凈光合速率（Pnmax）、表觀量子效率（AQE）和暗呼吸速率（Rd）均呈現降低的趨勢。湖南洞口赤皮青岡在輕度和中度干旱下表現出一定的適應性和耐干旱能力，說明3個種源中湖南洞口種源對干旱脅迫的適應性較強。

關鍵詞：赤皮青岡（Cyclobalanopsis gilva）;干旱脅迫;光合光響應特性

中圖分類號：S792.99;Q945.78 ? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：0439-8114（2020）15-0086-04

Abstract： Aiming to illustrate the photosynthetic response and adaptation mechanism of Cyclobalanopsis gilva to drought stress， simulating four soil water gradients in pot culture， the one-year-old seedlings of C. gilva from three sources were used to measure the photosynthetic light responses under drought stress. The results showed that， under different drought stress treatments， the light response curves of C. gilva seedlings from three provenances were basically the same. The non-rectangular hyperbola model fit well with the light response curves of C. gilva with the determination coefficient of 0.95. With the increase of drought stress， the maximum net photosynthetic rate（Pnmax）， the apparent quantum yeild（AQE） and dark respiration rate（Rd） of the three provenances showed a decreasing trend. The seedlings of Dongkou provenance of Hunan province showed some adaptability and tolerance under mild and moderate drought stress， which showed that the Dongkou provenance of Hunan province had a stronger adaptability to drought stress among three provenances.

Key words： Cyclobalanopsis gilva; drought stress; light response of photosynthesis characteristics

隨著全球氣候變暖，中國降雨格局也隨之發生改變，導致中、東部地區的季節性干旱愈加明顯而嚴重，對該地區植物的形態結構、生理生化特性、生長和生物量等方面造成不同程度的影響[1-3]。光合作用是植物重要的生理過程之一，自然界中各種環境因子的變化會影響植物的光合作用[4]。干旱是植物經常會面臨的逆境形式，土壤水分虧缺導致光合原料減少、氣孔關閉、酶失活等會直接或間接影響光合作用，成為限制植物光合作用的主要因素[5-7]。而測定和擬合植物光響應曲線是研究植物光合作用的一種重要手段[8-10]，有助于了解植物光合機構的運轉狀況以及對干旱的適應性特征[11，12]。

赤皮青岡（Cyclobalanopsis gilva）為殼斗科青岡屬常綠闊葉樹種[13]，主要分布在浙江、湖南、福建、貴州、廣東等省，木材紋理美觀、質地優良，屬于珍貴樹種中的準紅木等級，是一種很有發展前景的高檔用材樹種[14]。由于降水的季節分布不均勻，以及蟲蛀、鼠害及人為干擾等不良因素的影響，海拔300～700 m范圍內丘陵和山地的赤皮青岡優勢群落已經很少見。目前對赤皮青岡的研究主要集中在地理分布[15]、種群生存現狀[16]、種子萌發[17]與苗木培育[18]等方面，而鮮見對干旱脅迫下苗木光合生理機制的研究報道。為此，試驗通過設置不同程度的干旱脅迫處理，研究3個種源地赤皮青岡幼苗光合光響應曲線的變化，揭示赤皮青岡對干旱脅迫的光合響應策略，并比較不同種源光響應特征參數變化差異，旨在為抗旱優良種源的篩選提供借鑒和參考。

1 材料與方法

1.1 材料

以3個種源地（分別為浙江省慶元縣、湖南省洞口縣和湖南省靖州縣）的赤皮青岡一年生幼苗為試驗材料，苗高（25±0.4） cm，地徑（0.31±0.05） cm，重（25±0.3） g，試驗在中南林業科技大學溫室中進行。

1.2 方法

1.2.1 試驗設計 2017年5月初，在塑料盆（上口徑25 cm，下口徑15 cm，高20 cm）中裝入4 kg的風干紅壤土（取自中南林業科技大學校園內，土壤田間持水量為41.02 %），將長勢基本一致的健壯幼苗定植到塑料盆中，盆土表面蓋塑料膜以降低表層土壤的水分蒸發，每盆定植1株。幼苗定植后定量澆水，保持土壤相對含水量為80%。2017年6月30日開始，將盆栽苗移入溫室中，對其進行不同程度的干旱脅迫處理：對照CK（土壤相對含水量為75%～80%）、輕度干旱脅迫T1（土壤相對含水量為55%～60%）、中度干旱脅迫T2（土壤相對含水量為45%～50%）和重度干旱脅迫T3（土壤相對含水量為30%～35%）。脅迫開始后停止對幼苗澆水，每天取盆栽苗稱盆、土壤和苗的總重，當盆栽土壤相對含水量達到上述4個梯度后，每天17：30稱取盆、土壤和苗的總重，補充當天失去的水分，使各處理維持在設定的干旱脅迫處理梯度范圍內，整個控水試驗持續至8月中旬。試驗采取隨機區組設計，共12個處理，4次重復，共48盆幼苗。于8月中旬選擇晴朗無風的天氣進行光響應曲線測定。

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