环剥对黄柏光合作用及C-同化物运输、分配的影响

来源 :四川农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:syris
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本文以黄柏(Phellodendron.chinense Schneid.var.glabriusculum)2年生苗木为研究对象,在四川农业大学教学农场和原子能农业应用研究室进行。研究内容: (1)采用Li一6400光合测定系统,对正常植株的净光合速率(Pn)、气孔导度(Cond)、胞间C02浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)等光合、蒸腾参数的日变化规律及光响应曲线进行了测定,初步探讨黄柏的光合生理特性;以环剥再生的植株为研究对象研究了剥皮再生对黄柏蒸腾速率(Tr)、净光合速率(Pn)、光系统Ⅱ最大量子效率(φ<,PO>)、作用光下的实际量子效率(φ<,P>)、光化学猝灭系数(qP)的影响; (2)应用同位素示踪技术,对黄柏的光合同化物进行<14>C标记,探讨环剥对黄柏同化物运输、分配的影响。 结果表明: (1)通过对黄柏光合、蒸腾速率日变化的测定表明,黄柏叶片净光合速率日变化在生长中后期呈单峰曲线,无光合“午休”现象,峰值出现在10:00左右,为26μmol.m<-2>.s<-1>;蒸腾速率与光合速率间存在相同的变化趋势,峰值出现在11:00,为9.5mol.m<-2>.s<-1>;叶片气孔导度与叶片净光合速率的日变化正相关,呈平行变化趋势;胞间C02浓度早晚高,中午低,呈“U”型曲线;黄柏的水分利用效率(WUE)日变化以早上10:00最高,为3.6μmolCO<,2>.mmol<-1>H<,2>O,日平均为2.17μmolCO<,2>.mmol<-2>H<,2>O;黄柏叶片光能利用率(SUE)以早上8:00和下午15:00左右为最高,为3.12和3.44mmolCO<,2>/mol photons;全天平均为2.171mmolCO<,2>/mol photons;光响应曲线测定得出黄柏的光补偿点(LCP)为29μmol.m<-2>.s<-1>,光饱和点(LSP)为1491μmol.m<-2>.s<-1>,暗呼吸速率(R<,d>)为1.8614pmoI.m<-2>.s<-1>。初步研究表明黄柏属阳性C<,3>呈物。 (2)通过剥皮再生对黄柏气体交换和叶绿素荧光的研究得出:在剥皮后15d内,光合作用显著下降,第15d达到最低值3.75+1.24μmol.m<-2>.s<-1>,随后光合作用较迅速地恢复,至第20d恢复至10.87±1.201.24μmol.m<-2>. s<-1>,与剥皮后第1d无显著差异;剥皮对蒸腾作用的影响也十分显著,剥皮前蒸腾速率为5.8±0.37 m01.m<-2>.s<-1>,剥皮后第1d就大幅下降至2.69±0.31 mol.m<-2>.s<-1>,剥皮后第15d,蒸腾作用较第1d和第5d有显著提高,恢复到3.85±0.82 mol.m<-2>.s<-1>,至第20d蒸腾作用恢复到剥皮前的正常水平;在整个剥皮再生过程中原初光化学反应的最大量子效率φ<,PO>除第15d显著降低外,其他时间均无显著差异;光下实际量子效率φ<,P>在剥皮后的15d内明显下降,第20d在第15d的基础上有显著的升高,与光合速率在剥皮的先下降,再回升的结果一致;光化学猝灭系数qP在剥皮后显著下降,至第15d达到最低值0.6±0.05,剥皮后第20dqP和φ<,P>相对于第15d均显著增加,这与光合作用测定结果相吻合。光合和荧光参数都在剥皮后15天左右达到低谷,在剥后20天左右基本恢复。剥皮不仅直接截断了碳水化合物由枝叶向根系的转运,而且显著降低蒸腾作用,打破植株的水分平衡。剥皮后光合作用在一定时间内下降的原因,不是由于剥皮对光系统结构的破坏,而是由于光合产物对光合过程的反馈抑制造成的。一旦光合碳同化物向下运输的功能恢复,这种反馈抑制随即解除,光合、蒸腾作用就迅速恢复。 (3)正常生长的2年生黄柏韧皮部<14>C--同化物的运输速率为43.2~57.5cm/h,平均50.2cm/h,说明树高为1.5~1.8m的2年生黄柏,其叶片合成的光合同化物3~4h后可运输到根部。 (4)黄柏在环状剥皮后<14>C--同化物在韧皮部向下运输通道被阻断,随着新生韧皮部组织的形成,<14>C--同化物的向下运输在逐渐恢复,在11d出现的新生韧皮部组织中检测到了<14>C--同化物的存在,在15d,观察到新生韧皮部组织上下连通后,不仅在新生组织中检测到<14>C--同化物,在下剥口以下的韧皮部和根系中也出现了<14>C--同化物。证明在新生韧皮部连通后,<14>C--同化物在黄柏韧皮部的运输恢复。 (5)未剥皮黄柏树冠不同部位叶片的同化物分配为:中部功能叶>上部功能叶>下部功能叶,在1~15 d保持稳定状态;剥皮树从剥皮当天直到第15天,同化物的分配为上部功能叶>中部功能叶>下部功能叶。 (6)未剥皮黄柏在标记1~15d时树皮和根系中均有<14>C--同化物,第1天的含量分别为11.3%和9.1%,以后基本呈一条直线,表睨叶片制造的光合同化物呈稳定态通过韧皮部运输至根系。剥皮树主干有20cm长的树皮被剥去,从1~11d,只能在剥口上方检测到<14>C--同化物,新生皮和根系均未测到,说明主干韧皮部被剥离后,完全阻断了<14>C--同化物向下方韧皮部及根系的运输;第15天在新生韧皮部和根系开始检测到<14>C--同化物,表明新生韧皮部的输导组织将上下剥口连通,运输功能恢复。 (7)剥口上方树皮的<14>C--同化物含量变化曲线呈S型,剥皮第2天同化物达到最高值,以后逐渐下降,在11d最低,15d时上升到第1天的水平;剥口下方树皮在11d以前,均无<14>C--同化物存在,直到15d,同化物含量高于剥口上方,低于新生韧皮部,但未能达到未剥皮树树皮的平均水平。
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