遮陰對烈香茶花光合作用參數(shù)日變化的影響

遮陰對烈香茶花光合作用參數(shù)日變化的影響

山茶花是一種常見的綠色灌木和小樹。由于花大色美麗，葉綠花嬌，因此通常作為一種花園裝飾樹種。山茶花的產(chǎn)業(yè)發(fā)展也越來越受到重視。近年來,通過人工培育馴化,山茶花有很多品種,但并不是所有的山茶花品種都能夠適應(yīng)其周圍的自然環(huán)境。光照條件對植物的形態(tài)建成及生長有著重要的影響,光照過強(qiáng),植物葉溫升高,造成植物葉片的灼傷;光照過弱,無法滿足植物的正常生長需求。有關(guān)光照條件對山茶花的生理特性變化影響的研究很少,因此,本研究通過人工搭建遮陰網(wǎng)改變光照條件來研究山茶花品種烈香茶花(Camelliajaponica‘Liexiang’)光合特性的變化,為烈香茶花栽培提供科學(xué)指導(dǎo)。1材料和方法1.1遮陰網(wǎng)處理選用生長健壯,長勢相當(dāng)?shù)牧蚁悴杌?a生嫁接苗為試驗(yàn)材料,苗高為35～40cm。2010年5月,設(shè)置3個(gè)遮陰處理,分別為全光照的80%(1層遮陰網(wǎng))、全光照的40%(2層遮陰網(wǎng)),以全光照為對照(CK)。每個(gè)處理10株苗,進(jìn)行相同水肥管理,經(jīng)不同光照處理45d后,測定光合作用參數(shù)。1.2增光效果測定使用Li-6400光合儀,于2010年6月選擇晴朗無風(fēng)的一天(6月22日),在8:00—18:00時(shí)每隔2h隨機(jī)選取不同遮陰處理的烈香茶花葉片(每處理測3株,每株選上、中部位各2片葉,每片葉重復(fù)3次),測定光照強(qiáng)度(PAR,μmol·m-2s-1)、葉溫(℃)、凈光合速率(Pn,μmolCO2·m-2·s-1)、氣孔導(dǎo)度(Gs,mmolH2O·m-2·s-1)、胞間CO2濃度(Ci,μmolCO2·mol-1)、蒸騰速率(Tr,mmolH2O·m-2·s-1)。2結(jié)果與分析2.1環(huán)境因子的日變化2.2.1勢相似的親水性參數(shù)光合有效輻射測定結(jié)果表明,3個(gè)不同光照處理的光照強(qiáng)度變化趨勢基本相同(圖1)。一天當(dāng)中,光照強(qiáng)度隨著時(shí)間的變化呈現(xiàn)單峰趨勢,從早晨8:00時(shí)開始,到13:00時(shí)左右達(dá)到最大值,隨后光照強(qiáng)度減弱,到19:00時(shí)左右達(dá)到測定時(shí)間段內(nèi)的最低值。2.2.2峰曲線變化分析一天中烈香茶花葉片溫度的日變化趨勢見圖2,呈單峰曲線變化。在13:00時(shí)左右,葉片表面溫度達(dá)到最大值,在19:00時(shí)左右達(dá)到測定時(shí)間段內(nèi)的最低值,表明光合有效輻射降低,直接影響了葉片溫度。2.2呼吸速率型中小空氣溫度16:30葉片光合速率低,呼吸速率低,呈下降態(tài)勢下降由圖3可知,遮陰并沒有改變烈香茶花凈光合速率的日變化趨勢。3個(gè)處理的烈香茶花凈光合速率的日變化呈雙峰曲線。從8:30時(shí)開始,烈香茶花葉片光合速率逐漸上升,在10:30時(shí)出現(xiàn)第1個(gè)峰值,在13:00—14:00時(shí)出現(xiàn)午休現(xiàn)象,光合作用受到抑制,在16:30時(shí)左右出現(xiàn)第2個(gè)峰值,隨后光合速率逐漸降低,出現(xiàn)負(fù)值(葉片光合作用弱,光合速率低于呼吸速率)。隨著遮陰度的增加,烈香茶花凈光合速率依次呈現(xiàn)不同程度的降低,一天中,全光照(CK)下的平均Pn(2.22μmolCO2·m-2·s-1)>80%光照下的平均Pn(1.97μmolCO2·m-2·s-1)>40%光照下的平均Pn(1.37μmolCO2·m-2·s-1),全光照(CK)下的最大Pn(3.77μmolCO2·m-2·s-1)>40%光照下的最大Pn(3.18μmolCO2·m-2·s-1)>80%光照下的最大Pn(3.08μmolCO2·m-2·s-1)。2.3遮蔭對烈香茶呼吸誘導(dǎo)和蒸騰速度的影響2.3.1烈香菊花氣孔導(dǎo)度遮陰條件下的烈香茶花氣孔導(dǎo)度日變化趨勢基本一致,都呈單峰曲線(圖4)。在14:30時(shí)左右,全光照(CK)下的烈香茶花氣孔導(dǎo)度出現(xiàn)最大值,為0.0317mmolH2O·m-2·s-1,而遮陰條件下的氣孔導(dǎo)度最大值出現(xiàn)在12:30時(shí)左右,其中80%光照下為0.0279mmolH2O·m-2·s-1,40%光照下為0.0239mmolH2O·m-2·s-1,分別比全光照降低了12.1%,24.5%。2.3.2遮陰對烈香花蒸騰的影響烈香茶花蒸騰速率的日變化曲線呈現(xiàn)明顯的單峰(圖5),全光照(CK)處理在14:30時(shí)出現(xiàn)高峰,為1.16mmolH2O·m-2·s-1;80%光照及40%光照在12:30時(shí)出現(xiàn)高峰,分別為1.17,0.92mmolH2O·m-2·s-1。遮陰對烈香茶花蒸騰作用有明顯影響,遮陰后蒸騰速率較全光照(CK)處理明顯降低,并隨遮陰強(qiáng)度增強(qiáng),降低趨勢越來越明顯。全光照(CK)下日平均蒸騰速率為0.75mmolH2O·m-2·s-1,80%光照及40%光照條件下,日平均蒸騰速率依次比全光照下降15.5%,32.9%。2.4molcomol-1,80%光照烈香茶花胞間CO2濃度日變化曲線在各處理中呈現(xiàn)W型(圖6),在12:30—14:30時(shí)表現(xiàn)很平緩,在18:30時(shí)達(dá)到峰值。各處理的平均胞間CO2濃度分別為全光照247.98μmolCO2·mol-1,80%光照240.46μmolCO2·mol-1,40%光照297.40μmolCO2·mol-1。在18:30時(shí),各處理胞間CO2濃度排序?yàn)?40%光照(681.89μmolCO2·mol-1)>80%光照(454.96μmolCO2·mol-1)>全光照(333.16μmolCO2·mol-1),三者之間存在明顯差異,40%及80%光照的分別比全光照提高了1.04倍,0.37倍。3遮陰處理對烈香菊花光合、蒸騰和光合速率的影響植物生長狀況與其所處的環(huán)境密切相關(guān),光合作用是植物體內(nèi)極為重要的代謝過程,光合特性指標(biāo)直接反映植物對周圍環(huán)境適應(yīng)的程度。人工或自然遮陰對植物生長狀況的影響已有許多研究。捕獲光能總量的不足是遮陰下光合速率下降的主要原因,本實(shí)驗(yàn)中,各處理凈光合速率日均值的大小順序?yàn)?全光照>80%光照>40%光照。劉玉玲等研究發(fā)現(xiàn)杜鵑紅山茶(Camelliaazalea)的光合日變化為單峰曲線,而本實(shí)驗(yàn)中,遮陰處理后的烈香茶花的凈光合速率均為“雙峰”曲線,凈光合速率在13:00—14:00時(shí)出現(xiàn)“光合午休”現(xiàn)象。Farquhar等認(rèn)為只有當(dāng)胞間CO2濃度降低和氣孔限制值增大時(shí),光合速率降低才是由氣孔導(dǎo)度降低引起的;相反,光合速率降低,而胞間CO2濃度升高,則歸因于非氣孔引起的。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)光合速率的變化趨勢與胞間CO2濃度的變化趨勢相反,前者呈現(xiàn)M型,后者呈現(xiàn)W型,可推斷光合速率的下降伴隨著胞間CO2濃度的升高,光合速率的下降歸因于非氣孔因素。氣孔是植物葉片與外界進(jìn)行氣體和水分交換的主要通道,氣孔導(dǎo)度的變化是植物葉片氣體和水分交換的控制因子