Page 64 - 《广西植物》2022年第3期

４ ０ ８ 广 西 植 物 ４２ 卷
对植物幼苗光合作用的影响ꎬ分析光环境变化对 测定毛竹叶片 ＣＯ 响应曲线时ꎬ测定时间和叶
２
植物生长和更新的影响ꎬ为造林树种选择和结构 片选择同光响应曲线ꎬ根据光合作用光饱和点测
配置ꎬ以及森林经营管理奠定理论基础ꎮ 本试验 定的结果ꎬ光源控制光强在 １ ２００ μｍｏｌｍ ｓ ꎬ
￣１
￣２
选用毛竹幼苗进行施氮处理ꎬ进行了植物光合的 光诱导 ３０ ｍｉｎꎬ利用 Ｌｉ￣６４００￣０１ 液 化 钢 瓶 控 制
光响应和 ＣＯ 响应曲线( Ａ / Ｃ 曲线) 的测定ꎬ并对 参 比 叶 室 中 的 ＣＯ 浓 度ꎬ设定 ＣＯ 浓度梯度为
２ ｉ ２ ２
毛竹幼苗在饱和光照水平和低光照水平分别测定 ４００、３００、 ２００、 １００、 ５０、 ３００、 ４５０、 ５００、 ６００、 ８００、
Ａ / Ｃ 曲线ꎬ获得不同条件下毛竹幼苗的光合生理 １ ０００、１ ２００、１ ５００、１ ８００、２ ０００ μｍｏｌｍ ｓ ꎬ
￣１
￣２
ｉ
参数ꎬ以解决以下几个问题:(１) 氮素添加的毛竹 每个 ＣＯ 浓度梯度下的平衡时间为 １２０ ｓꎬ测定并
２
幼苗通过哪些限速步骤的改善获得快速的生长ꎻ 记录每个 ＣＯ 浓度梯度下的 Ｐ ꎮ
ｎ
２
(２) 短时间光照条件的改变怎样影响植株的光合 为了模拟植物叶片内部的光合生理生化反应
作用ꎬ处于不利光环境下的幼苗其光合限速因子 过程ꎬ采用 Ｇｕ ＆ Ｓｕｎ 改进的 ＦｖＣＢ 光合模型(Ｇｕ ｅｔ
是什么ꎻ(３) 氮素添加和短时间光照条件的变化 ａｌ.ꎬ ２０１０ꎻ Ｇｕ ＆ Ｓｕｎꎬ ２０１３)ꎬ 获 得 植 株 的 Ｖ ｃｍａｘ 、
是否改变毛竹幼苗的 ｇ 值大小ꎮ Ｊ 、ｇ 和 Ｔ 等光合参数ꎬ预测毛竹叶片活体光合
ｍ ｍａｘ ｍ ｐ
系统的内在生理生化变化ꎬ加深对毛竹光合生理
１ 研究地概况及研究方法 机制的理解ꎮ 对生化模型无法计算的光合能力和
ＣＯ 饱和点ꎬ利用光合 －ＣＯ 的经验模型进行估计
２ ２
１.１ 研究地概况 (董志新等ꎬ２００７)ꎮ
试验设置在浙江钱江源森林生态系统定位观 １.２.３ ＦｖＣＢ 模型 利用 Ｇｕ ＆ Ｓｕｎ 改进的 ＦｖＣＢ 光

测 研 究 站ꎬ 地 理 位 置 为 １１９° ５６′—１２０° ０２′ Ｅ、 合模型ꎬ假定 Ｃ 植物有相同的 Ｒｕｂｉｓｃｏ 酶动力常数
３
３０°０３′—３０°０６′ Ｎꎬ属于中亚热带季风气候ꎬ降水 (Ｋ 和 Ｋ )ꎬ由于 ＦｖＣＢ 模型本身可能存在超拟合
ｏ
ｃ
充沛ꎬ年平均降水量 １ ４４１.９ ｍｍꎬ气候温和ꎬ年平 现象ꎬ一般把 Γ 作为输入常数ꎬ在进行模型拟合
∗
均气温 １６.１ ℃ ꎬ极端最高气温 ４０.２ ℃ ꎬ极端最低 时采用变点模型ꎬ用特有的拟合方法进行拟合( Ｇｕ
－１４.４ ℃ (周本智和傅懋毅ꎬ２００８)ꎮ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１０ꎻＧｕ ＆ Ｓｕｎꎬ ２０１３)ꎮ 该拟合方案克服
１.２ 研究方法 了 Ｒｕｂｉｓｃｏ 酶活性限制阶段到 ＲｕＢＰ 再生速率限制
１.２.１ 毛竹幼苗的氮素处理 试验于 ２０１４ 年 ４ 月 阶段转换点以及 ＲｕＢＰ 再生速率限制到 Ｔ 限制转
ｐ
开始ꎬ试验苗木为健康、大小均匀的毛竹 ２ 年生实 换点分界人为划分的缺点ꎬ且获得的最佳阶段分
生幼苗 ２０ 株ꎬ挖取该定位观测研究站内固定样地 配组合也符合这 ３ 个阶段的实际顺序ꎬ是一种较
的土壤并过 １ ｃｍ 的钢筛以除去石块后ꎬ将毛竹幼 好的拟合方法(Ｇｕ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１０)ꎮ
苗种植于盆高 ３５ ｃｍꎬ盆径 ３０ ｃｍ 左右的花盆中ꎬ 对于传统的 ＦｖＣＢ 模型ꎬ下列公式描述了植物
每盆装土约 ５ ｋｇꎬ分别进行对照和施氮素处理ꎬ每 的光合和其限速步骤:
组 １０ 株ꎮ 施氮处理组中加入硝酸铵肥料ꎬ使每盆 假设 Ｃ >(１＋３α) Γ ꎬ
∗
ｃ
￣１ ∗
土壤供氮水平为纯氮 ０.２ ｇｋｇ (土)ꎮ æ Γ ö
{
Ａ ＝ ｍｉｎ Ｗ ꎬ Ｗ ꎬ Ｗ } １－ ÷ －Ｒ ꎬ
ç
１.２.２ 测 定 方 法 ２０１５ 年 ９—１０ 月 ( 晴 天) 上 午 ｃ ｊ ｐ è Ｃ ø ｄ
ｃ
９:００—１２:００ꎬ每个处理选择 ５ 株生长良好的植株 Ａ
Ｃ ＝ Ｃ － ꎮ
ｃ
ｉ
作为测定对象ꎬ选择自顶端向下第三或第四片完 ｇ ｍ
全受光的成熟叶ꎬ采用美国 Ｌｉｃｏｒ 公司 ＬＩ￣６４００ 型 式中:Ｃ 表示叶绿体内 ＣＯ 分压ꎻα 表示光呼吸
ｃ
２
∗
便携式光合作用仪进行光响应曲线测定ꎬ采用原 中未返回的乙醇酸所含 Ｃ 占的比例ꎻΓ 表示叶绿体
位测量方法ꎬ光合有效辐射强度分别设定 １８ 个梯 内 ＣＯ 补偿点ꎻＡ 表示 ＣＯ 净吸收率ꎻＷ 表示 Ｒｕｂｉｓｃｏ
ｃ
２
２
限制下的羧化速率ꎻＷ 表示 ＲｕＢＰ 再生限制下的羧
度ꎬ具体为 ２ ０００、１ ８００、１ ５００、１ ２００、１ ０００、８００、 ｊ
化速率ꎻＷ 表示 Ｔ 限制下的羧化速率ꎻＲ 表示暗呼吸
７００、６００、５００、４００、３００、２００、１５０、１００、８０、５０、２０、０ ｐ ｐ ｄ
￣２
￣１
μｍｏｌｍ ｓ ꎬ每 个 光 强 梯 度 下 的 平 衡 时 间 为 速率ꎻＣ 表示胞间 ＣＯ 分压ꎻｇ 表示叶肉 ＣＯ 导度ꎮ
ｉ
ｍ
２
２
１２０ ｓꎬ参考董志新等(２００７) 的方法对毛竹的净光 Ｖ ｃｍａｘ Ｃ ｃ
Ｗ ＝ ꎻ
ｃ Ｃ ＋Ｋ
合速率和光强的关系进行拟合ꎮ ｃ ｃｏ