Page 63 - 《广西植物》2022年第3期

３ 期 黄润霞等: 施氮和短时光辐射变化条件下毛竹幼苗光合限速因子分析 ４ ０ ７

( １. Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｓｕｂｔｒｏｐｉｃａｌ Ｆｏｒｅｓｔｒｙꎬ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｆｏｒｅｓｔｒｙꎬ Ｑｉａｎｇｊｉａｎｇｙｕａｎ Ｆｏｒｅｓｔ Ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｓｔａｔｉｏｎꎬ Ｓｔａｔｅ Ｆｏｒｅｓｔｒｙ
Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎꎬ Ｈａｎｇｚｈｏｕ ３１１４００ ꎬ Ｃｈｉｎａꎻ ２. Ｚｈｅｊｉａｎｇ Ｊｉａｎｄｅ Ｘｉｎ Ａｎｊｉａｎｇ Ｆｏｒｅｓｔ Ｃｅｎｅｒꎬ Ｊｉａｎｄｅ ３１１６００ꎬ Ｚｈｅｊｉａｎｇꎬ Ｃｈｉｎａ )

Ａｂｓｔｒａｃｔ: Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄ ｔｈｅ ｌｉｍｉｔｉｎｇ ｆａｃｔｏｒｓ ｏｆ ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｏｆ Ｐｈｙｌｌｏｓｔａｃｈｙｓ ｅｄｕｌｉｓ ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ ｕｎｄｅｒ ｎｉｔｒｏｇｅｎ
ａｄｄｉｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｈａｎｇｅ ｏｆ ｓｈｏｒｔ￣ｔｅｒｍ ｌｉｇｈｔ ｉｒｒａｄｉａｎｃｅ. Ｔｈｅ ｌｉｇｈｔ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｃｕｒｖｅ ａｎｄ ＣＯ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｃｕｒｖｅ ｗｅｒｅ ｍｅａｓｕｒｅｄ ｕｎｄｅｒ
２
￣２ ￣１ ￣２ ￣１
ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｈｏｒｔ￣ｔｅｒｍ ｌｉｇｈｔ ｉｒｒａｄｉａｎｃｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ (ｈｉｇｈ ｌｉｇｈｔ:１ ２００ μｍｏｌｍ ｓ ꎬ ｌｏｗ ｌｉｇｈｔ:２００ μｍｏｌｍ ｓ )ꎬ ａｎｄ
ａｎ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ＦｖＣＢ ｍｏｄｅｌ ｗａｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｓｔｕｄｙ ｔｈｅ ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ Ｐ. ｅｄｕｌｉｓ ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ ｗｉｔｈ ｎｉｔｒｏｇｅｎ
ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｄ. Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｗｅｒｅ ａｓ ｆｏｌｌｏｗｓ: (１) Ｂｉｏｍａｓｓ ｏｆ Ｐ. ｅｄｕｌｉｓ ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ ｔｒｅａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｄ ｗａｓ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ
ｈｉｇｈｅｒ ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｏｆ ｃｏｎｔｒｏｌꎬ ａｎｄ ｌｉｇｈｔ ｓａｔｕｒａｔｅｄ ｍａｘｉｍｕｍ ｎｅｔ ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｒａｔｅ ( Ｐ )ꎬ ｃａｒｂｏｘｙｌａｔｉｏｎ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ
Ｌｍａｘ
(ＣＥ)ꎬ ｍａｘｉｍｕｍ ｃａｒｂｏｘｙｌａｔｉｏｎ ｒａｔｅ (Ｖ ) ａｎｄ ｍａｘｉｍｕｍ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｒａｔｅ (Ｊ ) ｗｅｒｅ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈａｎ
ｃｍａｘ ｍａｘ
ｔｈｏｓｅ ｏｆ ｃｏｎｔｒｏｌ. (２) ＣＯ ｓａｔｕｒａｔｅｄ ｍａｘｉｍｕｍ ｎｅｔ ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｒａｔｅ(Ｐ )ꎬ ＣＥꎬ ｍｅｓｏｐｈｙｌｌ ｃｏｎｄｕｃｔａｎｃｅ (ｇ )ꎬ ｔｒｉｏｓｅ
２ Ｃｍａｘ ｍ
ｐｈｏｓｐｈａｔｅ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｒａｔｅ (Ｔ ) ａｎｄ ｃａｒｂｏｎ ｄｉｏｘｉｄｅ ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ ｐｏｉｎｔ (ＣＳＰ) ｏｆ Ｐ. ｅｄｕｌｉｓ ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ ｕｎｄｅｒ ｈｉｇｈ ｌｉｇｈｔ ｌｅｖｅｌ
ｐ
ｗｅｒｅ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈａｎ ｔｈｏｓｅ ｏｆ ｌｏｗ ｌｉｇｈｔ ｌｅｖｅｌ. (３) ｇ ｈａｓ ｎｏ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ ａｆｔｅｒ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｄꎬ ｂｕｔ ｉｔ ｒｅｄｕｃｅｄ
ｍ
６０.３１％ ｗｈｉｌｅ ｔｈｅ ｄｅｃｒｅａｓｅ ｏｆ ｓｈｏｒｔ￣ｔｅｒｍ ｌｉｇｈｔ ｉｒｒａｄｉａｎｃｅ. Ｉｎ ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎꎬ Ｐ. ｅｄｕｌｉｓ ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ ｗｉｔｈ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｔｈｅ ｑｕａｎｔｉｔｙ ａｎｄ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ｒｉｂｕｌｏｓｅ￣１ꎬ ５￣ｂｉｓｐｈｏｓｐｈａｔｅ ｃａｒｂｏｘｙｌａｓｅ/ ｏｘｙｇｅｎａｓｅ ( Ｒｕｂｉｓｃｏ ) ｐｒｏｔｅａｓｅ ｉｎ
ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｐｒｏｃｅｓｓꎬ ｐｒｏｍｏｔｅｄ ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｐｈｏｓｐｈｏｒｙｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ＮＡＤＰＨ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓꎬ ａｎｄ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｔｈｅ ｒｅｑｅｎｅｒａｔｉｏｎ
ｒａｔｅ ｏｆ ｒｉｂｕｌｏｓｅ￣１ꎬ ５￣ｂｉｓｐｈｏｓｐｈａｔｅ (ＲｕＢＰ) ｔｈｒｏｕｇｈ ｈｉｇｈｅｒ Ｖ ａｎｄ Ｊ ꎬ ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｆｕｌｌｙ ａｓｓｉｍｉｌａｔｅ ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ
ｃｍａｘ ｍａｘ
ｃａｒｂｏｎꎬ ｐｒｏｍｏｔｅ ｔｈｅ ｈｉｇｈ ｇｒｏｗｔｈ ａｎｄ ｂｉｏｍａｓｓ ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ. Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅꎬ ｉｔ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ｉｎｆｅｒｒｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ａｎｄ ａｃｔｉｖｉｔｙ
ｏｆ Ｒｕｂｉｓｃｏ ａｎｄ ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｃａｐａｃｉｔｙ ｏｆ ＲｕＢＰ ｗｅｒｅ ｔｈｅ ｌｉｍｉｔｉｎｇ ｆａｃｔｏｒｓ ｏｆ ｔｈｅ ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｒａｔｅꎬ ｆｏｒ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ
Ｐ. ｅｄｕｌｉｓ ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ ｗｉｔｈ ｎｏ ｎｉｔｒｏｇｅｎ. Ｔｏ ｓｕｍ ｕｐꎬ ｌｉｇｈｔ ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｉｔｙ ａｆｆｅｃｔ ｔｈｅ ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ ａｎｄ
ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｃｈａｎｇｅｓ ｉｎｓｉｄｅ ｔｈｅ ｌｅａｖｅｓ ｏｆ Ｐ. ｅｄｕｌｉｓꎬ ｔｈｅ ｄｅｃｒｅａｓｉｎｇ ｏｆ ｌｉｇｈｔ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｒｅｇｕｌａｔｅ ｔｈｅ ｃｈａｎｇｅｓ ｏｆ ｇ
ｍ
ａｎｄ Ｔ ꎬ ｉｎｄｉｃａｔｉｎｇ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｏｆ Ｐ. ｅｄｕｌｉｓ ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ ａｒｅ ｍａｉｎｌｙ ｌｉｍｉｔｅｄ ｂｙ ｇ ａｎｄ Ｔ . Ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ
ｐ
ｐ
ｍ
ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｈａｎｇｅ ｏｆ ｓｈｏｒｔ￣ｔｅｒｍ ｌｉｇｈｔ ｉｒｒａｄｉａｎｃｅ ａｆｆｅｃｔ ｔｈｅ ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ａｎｄ ｃａｒｂｏｎ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ ｏｆ
Ｐ. ｅｄｕｌｉｓ ｓｅｅｄｌｉｎｇｓꎬ ａｎｄ ａｌｓｏ ａｆｆｅｃｔ ｉｔｓ ｇｒｏｗｔｈ ａｎｄ ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ.
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ: Ｐｈｙｌｌｏｓｔａｃｈｙｓ ｅｄｕｌｉｓꎬ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｔｒｅａｔｍｅｎｔꎬ ｌｉｇｈｔ ｉｒｒａｄｉａｎｃｅ ｃｈａｎｇｅꎬ ｌｉｍｉｔｉｎｇ ｆａｃｔｏｒｓ ｏｆ ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓꎬ
ＦｖＣＢ ｍｏｄｅｌ

光合作用是植物生长的基础ꎬ是植物利用光 广、经济价值高而一直备受人们的青睐( 曹永慧
能合成有机物的过程ꎬ为植物本身的生长提供能 等ꎬ２００７)ꎬ研究毛竹的光合特征可为将来毛竹林
量ꎬ还 可 以 维 持 大 气 的 碳 － 氧 平 衡ꎮ Ｆａｒｑｕｈａｒ 等 的经营管理提供理论依据ꎮ 营养和光照条件是影
(１９８０) 提出利用 Ｆａｒｑｕｈａｒ￣ｖｏｎ Ｃａｅｍｍｅｒｅｒ￣Ｂｅｒｒｙ 生 响植物光合和生长的两大重要因素ꎮ 氮素对植物
物化学光合模型( ＦｖＣＢ 模型) 模拟植物叶片内部 光合器官的合成和活性具有重要的调节作用ꎬ研
的光合生理生化反应过程ꎬ分析不同环境条件下 究表明ꎬ叶片氮含量与叶片 Ｒｕｂｉｓｃｏ 酶含量呈正相
植物光合系统的内在生理变化ꎮ 研究表明ꎬ影响 关关系( Ｙａｍｏｒｉ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１１ꎻＸｉｏｎｇ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１５)ꎬ

Ｃ 植物叶片光合碳反应的主要因素包括 Ｒｕｂｉｓｃｏ 从而间接影响叶片 Ｒｕｂｉｓｃｏ 酶的羧化能力( Ｎａｋａｎｏ
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酶含量和活性、ＲｕＢＰ 的再生能力以及光合产物— ｅｔ ａｌ.ꎬ １９９７)ꎮ 此外ꎬ叶片氮含量与 ｇ 呈正相关
ｍ
磷酸丙糖运出叶绿体的能力(Ｆａｒｑｕｈａｒ ｅｔ ａｌ.ꎬ １９８０ꎻ (Ｘｉｏｎｇ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１５)ꎬ因此ꎬ可以推断叶片氮含量
Ｍａｎｔｅｒ ＆ Ｋｅｒｒｉｇａｎꎬ ２００４)ꎮ 利用 ＦｖＣＢ 模型ꎬ引入植 可能通过调控 ｇ 的变化来影响植物的光合作用ꎮ
ｍ
物叶片的 Ｒｕｂｉｓｃｏ 最大羧化速率 (Ｖ )、ＲｕＢＰ 再 而光照是植物进行光合作用必不可少的要素之
ｃｍａｘ
生最大速率 (Ｊ )、磷酸丙糖利用率 (Ｔ ) 和叶肉 一ꎬ光照强度的变化对植物叶片光合作用具有重
ｍａｘ ｐ
细胞导度 (ｇ )等光合生理特征参数的变化趋势ꎬ可 要的影响ꎬ尤其是生活在林下多变光环境中的幼
ｍ
以据此判断植物光合能力的变化ꎬ研究植物光合特 苗ꎮ 不同植物对环境光照强度变化的适应性存在
征对环境变化的响应(Ｓａｇｅꎬ １９９４ꎻＥｖａｎｓ ＆ Ｌｏｒｅｔｏꎬ 很大差异ꎮ 光照强度较低时会影响植物的光合作
２０００ꎻＴｈｏｌｅｎ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１２)ꎮ 用ꎬ影响植物的生长发育ꎬ光照强度过高也可能由
毛竹作为典型的 Ｃ 植物ꎬ因其生长快、用途 于光抑制而影响植物的光合功能ꎮ 研究光照强度
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