群眾楊光合日變化研究

宋佩東

(遼寧省高速公路運營管理有限責任公司本溪分公司，遼寧 本溪 117000)

群眾楊屬楊柳科楊屬樹種，是以小葉楊為母本，鉆天楊和旱柳混合花粉為父本進行雜交而培育出的楊樹優良品種。其具有速生、抗鹽能力強、耐旱等特性[1]。光合作用是植物生長發育的基礎，其受到外界環境因素和內部自身因素的雙重影響。樹木光合日變化的研究對了解內部和外部因素如何影響樹木的凈光合速率起到了重要作用[2]。本研究采用Li-6400光合儀測定了一年生群眾楊在自然環境下的光合日變化，以分析其適宜的生長環境，為制定其高效栽培技術提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料

以當年扦插的群眾楊為試驗材料，常規水肥管理。

1.2 方法

試驗時間：在8月中旬選擇天氣晴朗的日子進行試驗。

葉片選擇：在3株生長健康且一致的樹上，選取完全展開的第6、7、8片葉片進行測定。

測定方法：采用Li-6400光合儀的透明葉室進行測定，從早上8點到下午6點，每2 h測定1次。每個時間點上取平均值用于統計分析。測定指標：氣孔導度、胞間CO2濃度、蒸騰速率、大氣溫度、相對濕度、光合有效輻射、大氣CO2濃度等指標。

1.3 數據處理

采用DPS軟件和Excel軟件進行數據分析和圖表制作。

2 結果與分析

2.1 環境因子日變化

環境因子包括氣溫、相對濕度、光照強度等都影響著植物光合作用的日變化[4]。從圖1、圖2可以看出，試驗當天大氣溫度、相對濕度、光合有效輻射、大氣CO2濃度均呈單峰型曲線。大氣溫度和光合有效輻射的變化趨勢相同，均是先升高后降低。氣溫是從早上8點的35.93 ℃升到中午12點的40.02 ℃，隨后逐漸降低，到下午6點降到最低；光合有效輻射從早上8點的941 μmol/m2·s升到中午12點的1873 μmol/m2·s，隨后逐漸下降，到下午6點僅為214 μmol/m2·s。相對濕度和大氣CO2濃度的變化趨勢相同，均是先降后升型。相對濕度在早晚的時間段較高，可達到50%以上，下午2點時則最低，僅為38%；大氣CO2濃度也是在早晚的時間段內的稍高些，在下午2點時最低，最低濃度為382 μmol/mol。

圖1 大氣溫度、相對濕度日變化

圖2 光合有效輻射、大氣CO2濃度日變化

2.2 凈光合速率和氣孔導度日變化

從圖3可知，凈光合速率與氣孔導度的日變化趨勢均是雙峰曲線，且就峰值來說，第一個峰值高于第二個峰值。實驗當天凈光合速率在早上8點時為19.02 μmol/m2·s，到上午10點上升到19.28 μmol/m2·s，為第一個峰值，中午12:00點出現了光合“午休”現象，到下午2點凈光合速率回升到17.37 μmol/m2·s，隨后逐漸下降，到下午6點時僅為4.32 μmol/m2·s。氣孔導度的日變化趨勢也呈“高—低—高”型，雙峰分別出現在上午10點和下午2點。

圖3 凈光合速率和氣孔導度的日變化

2.3 蒸騰速率和胞間CO2濃度日變化

圖4是蒸騰速率和胞間CO2濃度日變化的趨勢圖。從圖中可知，蒸騰速率也是“高—低—高”的雙峰型曲線，在上午時間內，隨著光照強度增大，氣溫上升，相對濕度逐漸下降，氣孔打開，蒸騰速率隨之增大；中午時間光照強度最大，氣孔導度有所降低，蒸騰速率略有降低；在下午2點小幅回升后持續下降。胞間CO2濃度在早上受到大氣CO2濃度的影響，其值較高；之后隨著光照強度增大，氣溫上升，氣孔導度降低，在下午2點降至最低；下午2點到6點的時間內，胞間CO2濃度又逐漸回升，在下午6點時達到最高。

圖4 蒸騰速率和胞間CO2濃度日變化

3 結論

本研究測定了凈光合速率、氣孔導度、蒸騰速率及胞間CO2濃度的日變化，其中前三者的日變化是雙峰型曲線，后者是單峰型曲線。凈光合速率的日變化在上午10點達到全天最大值19.28 μmol/m2·s，下午2點達到全天第二個峰值，中午時段則存在明顯的“光合午休”現象，這種現象在許多植物中都有存在[5-6]，其被認為是植物自身的一種保護機制[7]。有兩種原因可以產生“光合午休”，分別是氣孔因素和非氣孔因素。前者主要是通過外界因子，如高強度光照、高溫等引起氣孔的閉合，從而導致進入細胞的CO2降低，進而影響凈光合速率；后者則是多因素綜合作用而影響凈光合速率。

通過測定群眾楊的光合日變化，可以了解其光合生理特性，為制定其高效豐產的栽培技術提供依據。