宋佩東

(遼寧省高速公路運(yùn)營管理有限責(zé)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(jìn)行雜交而培育出的楊樹優(yōu)良品種。其具有速生、抗鹽能力強(qiáng)、耐旱等特性[1]。光合作用是植物生長發(fā)育的基礎(chǔ)，其受到外界環(huán)境因素和內(nèi)部自身因素的雙重影響。樹木光合日變化的研究對了解內(nèi)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(huán)境下的光合日變化，以分析其適宜的生長環(huán)境，為制定其高效栽培技術(shù)提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

以當(dāng)年扦插的群眾楊為試驗(yàn)材料，常規(guī)水肥管理。

1.2 方法

試驗(yàn)時(shí)間：在8月中旬選擇天氣晴朗的日子進(jìn)行試驗(yàn)。

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(jìn)行測定。

測定方法：采用Li-6400光合儀的透明葉室進(jìn)行測定，從早上8點(diǎn)到下午6點(diǎn)，每2 h測定1次。每個(gè)時(shí)間點(diǎn)上取平均值用于統(tǒng)計(jì)分析。測定指標(biāo)：氣孔導(dǎo)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(biāo)。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用DPS軟件和Excel軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和圖表制作。

2 結(jié)果與分析

2.1 環(huán)境因子日變化

環(huán)境因子包括氣溫、相對濕度、光照強(qiáng)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(yàn)當(dāng)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(diǎn)的35.93 ℃升到中午12點(diǎn)的40.02 ℃，隨后逐漸降低，到下午6點(diǎn)降到最低；光合有效輻射從早上8點(diǎn)的941 μmol/m2·s升到中午12點(diǎn)的1873 μmol/m2·s，隨后逐漸下降，到下午6點(diǎn)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(shí)間段較高，可達(dá)到50%以上，下午2點(diǎn)時(shí)則最低，僅為38%；大氣CO2濃度也是在早晚的時(shí)間段內(nèi)的稍高些，在下午2點(diǎn)時(shí)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(dǎo)度日變化

從圖3可知，凈光合速率與氣孔導(dǎo)度的日變化趨勢均是雙峰曲線，且就峰值來說，第一個(gè)峰值高于第二個(gè)峰值。實(shí)驗(yàn)當(dāng)天凈光合速率在早上8點(diǎn)時(shí)為19.02 μmol/m2·s，到上午10點(diǎn)上升到19.28 μmol/m2·s，為第一個(gè)峰值，中午12:00點(diǎn)出現(xiàn)了光合“午休”現(xiàn)象，到下午2點(diǎn)凈光合速率回升到17.37 μmol/m2·s，隨后逐漸下降，到下午6點(diǎn)時(shí)僅為4.32 μmol/m2·s。氣孔導(dǎo)度的日變化趨勢也呈“高—低—高”型，雙峰分別出現(xiàn)在上午10點(diǎn)和下午2點(diǎn)。

圖3 凈光合速率和氣孔導(dǎo)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(shí)間內(nèi)，隨著光照強(qiáng)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(shí)間光照強(qiáng)度最大，氣孔導(dǎo)度有所降低，蒸騰速率略有降低；在下午2點(diǎn)小幅回升后持續(xù)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(qiáng)度增大，氣溫上升，氣孔導(dǎo)度降低，在下午2點(diǎn)降至最低；下午2點(diǎn)到6點(diǎn)的時(shí)間內(nèi)，胞間CO2濃度又逐漸回升，在下午6點(diǎn)時(shí)達(dá)到最高。

圖4 蒸騰速率和胞間CO2濃度日變化

3 結(jié)論

本研究測定了凈光合速率、氣孔導(dǎo)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(diǎn)達(dá)到全天最大值19.28 μmol/m2·s，下午2點(diǎn)達(dá)到全天第二個(gè)峰值，中午時(shí)段則存在明顯的“光合午休”現(xiàn)象，這種現(xiàn)象在許多植物中都有存在[5-6]，其被認(rèn)為是植物自身的一種保護(hù)機(jī)制[7]。有兩種原因可以產(chǎn)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(qiáng)度光照、高溫等引起氣孔的閉合，從而導(dǎo)致進(jìn)入細(xì)胞的CO2降低，進(jìn)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(chǎn)的栽培技術(shù)提供依據(jù)。