白刺叶不同水分状况下光合速率及其叶绿素荧光特性的研究

西北植物学报!"##$!"$%&&’(""")*""++

,-./01.20134/5267--894:.2;8:2

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白刺叶不同水分状况下光合速率及其

叶绿素荧光特性的研究

何炎红!郭连生@!田有亮

%内蒙古农业大学林学院!呼和浩特#&##&A’

摘要(采用B C

叶绿素荧光参数的变化特征G结果表明!随着白刺水势降低其净光合速率和气孔导度快速下降!当水势降低到一定

值时!净光合速率H气孔导度几乎不变I而叶绿素荧光指标与叶水势关系在高水势时随着叶水势下降叶绿素荧光指

标值近似不变!当水势下降到一定值时近似呈直线下降G白刺水饱和状况下的光补偿点为%=+2&J=2>’K L M N O

L P"O Q P&!光饱和点为%)R)J&$#’K L M N O L P"O Q P&I叶生长初期和叶成熟期净光合速率水势补偿点%净光合速率

为#时的水势’分别为P+2)$ST U和P$2R)ST U!V T W初始水分胁迫水势分别为P"2"#ST U和P)2)+ST U G研

究指出运用净光合速率水势补偿点和非光化学猝灭初始水分胁迫水势可评价白刺对干旱环境的适应性G

关键词(白刺I水分胁迫I光合速率I叶绿素荧光

中图分类号(W A=$2R>文献标识码(X

Y Z[\[]^_\Z‘\a b c d\‘]d_ef Z g[h[i Z^g g j g k[h‘]b‘_b‘[l

m8.3/38/./:n o.13o p d\q a l l‘h‘_\r‘d l sd\‘h Y[\‘_\a d g]

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收稿日期("##$<#$<&"I修改稿收到日期("##$<&#<#>

基金项目(国家自然科学基金重点项目%+#"+#"A#’

作者简介(何炎红%&A R A P’!女!博士研究生!主要从事森林培育理论与技术研究G

@通讯联系人G D M$$}Q-M w+}w’}%M(z{E B|U w&)&?Q|w U2’M L

!"#$%&’()*+,-.-+.,./01,2-13456789:798::4;<=7=:>?7<87@A96784AB B C B D=98:A8?A8

水分胁迫是抑制植物光合作用的主要环境因子之一E研究表明E严重水分胁迫可导致叶绿体光合机构的破坏F G H E I J K放氧复合物的损伤E I J K捕光色素蛋白复合物各组成成分L M N O K6P M N O K Q P M N O K A R的变化E光合O S T同化效率降低F T U V H及叶绿素荧光变化F W U X H Y有关水分胁迫对植物光合作用的影响研究颇多E植物体内叶绿素荧光动力学在干旱等逆境生理研究中也得到广泛应用F W U X H Y研究表明E水分胁迫能引起叶绿素荧光指标如Z2P Z[P Z3等的变化E并可用来评价植物的抗旱性F\H Y白刺是乌兰布和沙漠的优势植物种之一E耐旱P耐盐碱P喜沙E 分枝多E自然状态下常生长在粘土覆沙地上E以灌丛沙堆形式存在E固定流沙的效果显著E为人工固沙经常采用的优良植物F]H E在脆弱生态系统稳定性维持和受损生态系统的恢复重建中起着重要的作用Y有关白刺光合及其叶绿素荧光特性研究较少E特别是对白刺不同水分胁迫状况下其变化的研究F^H尚未见报道Y白刺作为乌兰布和沙漠的优势种E对干旱环境具有较强的适应能力E本研究通过测定不同水分状况下白刺光合速率和叶绿素荧光特性的变化E研究水分胁迫对白刺光合速率和叶绿素荧光特性的影响E以揭示白刺对干旱胁迫的反应和适应机制Y

G材料与方法

_‘_试验地概况

试验地位于乌兰布和沙漠东北缘E东经G a\b

W a c E北纬V a b d a c E海拔G a W T e E面积T f e T Y属亚洲中部温带荒漠气候E兼有大陆性和季风降雨的气候特点E根据中国林业科学院沙漠林业实验中心近G a年的气候资料F G a H可知E本地年均温X‘]gE G月均温hG a‘]gE X月均温T d‘]gE最高气温d]‘^gE最低气温hT X‘d gE iG a g积温dT T T‘T gY年均降水量G V T‘X e e E年均蒸发量Td W G‘^e e E无霜期G\]j E 终年盛行西南风E西北风为主要灾害风E年均风速d‘X e k:Y

该区属于荒漠化草原向草原化荒漠过渡地带E 荒漠植被占主导地位E以旱生灌木和半灌木等沙生植物为主E其中优势种有白刺L*+,-.-+.,./01,2-13R P 沙竹L l m.332n o p2.[+p p2m.R P沙米L q0-+2r o s p p13 m t1.--2m13R P油蒿L q-,u3+m+.2-v2m+n.R P沙冬青L q332r+r,./,o1m32/02p+n1m R等Y试验地白刺的总覆盖度占植被总覆盖度的^V‘W\wE其生物量占总生物量的]V‘a X wE白刺灌丛生长于沙丘底部P丘间粘土平地E一般高G Ud e Y

_‘x研究方法

用M y z\V a a光合测定系统及其配备的荧光叶室L M@z O=9公司E美国R光合速率和叶绿素荧光测定Y T a a V年W U^月每月中旬测定一次Y早上\)a a U])a a 取样E随机选取树冠主枝上部外围顶端小枝W U\个作为测试样枝E每个测试样枝选取d UW片生长健康的展开叶作为测试叶Y对离体测试样枝在T W gP暗光下水饱和处理T T UT\

测定控制条件为叶室温度T W gE样室O S

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变化L d T Ud]R{G a h W L体积分数R E相对湿度V a wU\a wY 光照使用荧光叶室光源E并通过程控设置E光曲线测定设为a P W a P G a a P G W a P T a a P V a a P\a a P Ga a a P GW a a |e=B}e h T}:h G^个级别E其它项目测定使用a和G W a a|e=B}e h T}:h G Y

采用调制式荧光测量原理测定叶绿素荧光产量Y测定的叶片经暗适应L暗适应时间如上述饱和吸水过程和脱水过程R E加上饱和强光脉冲E测定I J K 原初光化学反应的最大量子效率F L Z3h Z2R k Z3H Y随后加上活化光L6A7@?@A B@~<7R E测得稳态荧光产量L Z m R Y在活化光存在的情况下加上饱和光脉冲E测得最大荧光L Z c3R E在关闭活化光的瞬间E加上远红外光数秒钟E使I J K反应中心快速打开E测得照光下的最小荧光L Z c2R Y试样含水量测定使用称重法E叶水势测定使用压力室法L兰州大学生产E测定精度a‘a V!I6R E最大测量值G W‘a!I6Y 选取模拟方程原则为相关显著性L l"a‘a W R E 回归标准差最小Y

T结果与分析

x‘_水饱和状态下白刺光合速率及其叶绿素荧光对光的响应

白刺水饱和状态下净光合速率P气孔导度及叶绿素荧光指标等的光响应曲线如图G所示E由a

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G G期何炎红E等)白刺叶不同水分状况下光合速率及其叶绿素荧光特性的研究