不同光照强度对濒危植物水青树幼树生理生态特征的影响

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本文以濒危植物水青树(Tetracentron sinense Oliv.)2年生幼树为研究对象,通过人工遮阴的方法,设置不同光照强度(L1:100%NS(natural sunlight);L2:50%NS;L3:10%NS)模拟水青树自然生境中空旷地、林窗或林缘、林下的光照强度,对水青树幼树的形态特征、生理生化特征、光合特性及叶片超微结构进行观测,分析光照强度对水青树幼树建成的影响机制,为水青树的有效管理和保护提供科学依据。主要研究结果如下:(1)光照强度对幼树形态特征的影响遮光处理60 d后,不同光照强度下水青树幼树的株高增长量及根冠比均没有显著性差异。L3处理下幼树基径的增长量显著低于L1、L2处理;L2处理下叶片数量最多,且叶面积显著增加,L2、L3处理下的比叶面积显著大于L1。这表明50%光照有利于水青树幼树叶片捕获更多的光能,合成更多的有机物。(2)光照强度对幼树生理生化特征的影响随处理时间增加,L1、L3处理中SOD、CAT活性逐渐低于L2,实验处理60d时,差异达到显著水平;在处理40 d、60 d时,MDA含量显著高于L2处理;POD活性在整个实验处理过程中均表现为L3处理显著高于其它处理。结果表明50%光照强度下水青树幼树受到抗氧化酶的较好保护。各处理时间,不同光照强度下水青树幼树叶片可溶性糖含量均存在显著性差异,表现为L1>L2>L3;可溶性蛋白及游离脯氨酸的含量在L1、L2处理中都显著高于L3处理。这说明光强过弱会引起水青树幼树光合作用受阻,导致同化产物的积累减少。(3)光照强度对幼树光合特性的影响遮阴显著增加了水青树叶片中Chla、Chlb及总Chl含量;处理60 d时,不同光照条件下叶片Chla/b值没有显著差异。光响应曲线表明,适度遮阴能提高水青树幼树叶片的光合速率,L2条件下Pn max显著大于L1、L3,L2、L3处理中叶片的LCP、Rd显著低于L1处理,而LSP显著高于L1处理;不同处理下Ci和Tr均表现为L3>L2>L1,而Gs表现为L2>L3>L1,WUE表现为L1>L2>L3,LUE表现为L2>L1>L3。结果表明,100%光强下水青树幼树叶片受到光抑制,发生气孔限制,而10%光强下水青树幼树不能快速达到最大光合速率,叶片受到非气孔限制。(4)光照强度对幼树叶片超微结构的影响L2处理下,水青树幼树叶片的叶绿体结构良好,嗜饿颗粒少,基粒片层与基质片层数目较多且排列紧致;L1、L3处理中其叶绿体超微结构受到不同程度的伤害,随处理时间增长,伤害程度逐渐增加。结果表明,相较其他光照强度,50%光照强度下水青树幼树叶片的光合构件结构更为良好,有利于光合作用的高效进行。综合分析表明,林窗或林缘环境(50%NS)有利于水青树幼树存活和生长,而空旷地(100%NS)、林下环境(10%NS)均不利于水青树幼树的生存生长。水青树具有林窗、林缘更新特点,在水青树的自然种群恢复过程中,应创造适于幼树生长的林窗或林缘光照环境,促进水青树的幼树建成。
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