红松幼苗对光环境适应性的研究

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本文以红松幼苗为材料,在自然光、自然遮荫、人工光、人工遮荫等光环境下,测定了光合参数、荧光参数、光合放氧能力、保护酶活性和生态等指标,研究了红松幼苗光系统对不同光环境的响应特性,以及适应能力,主要结果如下:(1)生长在弱光条件下的红松幼苗转到的自然光(午间光强为800μmol·m-2s-1)下,第2 d、第3 d和第4 d午间红松幼苗的光系统Ⅱ(PSⅡ)的原初光化学效率(Fv/Fm)分别为对照的90.2%、91.8%和97.6%。而生长在弱光条件下的红松幼苗转到人工光(光强为200μmol·m-2s-1)下后,第2 d、第3 d和第4 d午间红松幼苗的Fv/Fm分别为对照的91.9%、94.3%和98.2%。可见生长在弱光条件下的红松幼苗在突然暴露于高光时会发生光抑制,且光强越大对红松幼苗光合机构的光抑制程度就越大。(2)在8%自然光(光强为50μmol·m-2s-1,自然光的光强为1200μmol·m-2s-1)的遮阴条件下生长的红松幼苗,分别移植到20%自然光强(200μmol·m-2s-1)和60%自然光强(光强为600-700μmol·m-2s-1)下,Fv/Fm和光化学淬灭系数(qP)与自然光强之间的差异不明显,20%和60%的自然光强不会对红松幼苗产生光抑制。(3)生长在8%自然光的遮阴条件下,将红松幼苗在转到自然光(光强为1200μmol·m-2s-1下,红松幼苗的Fv/Fm只为遮荫条件下的10.6%,光合作用出现明显的光抑制。随后恢复遮荫,5 d后红松幼苗Fv/Fm与生长在8%自然光强下的基本相同(0.85),说明自然光对红松幼苗造成的光抑制是可逆的。但是当红松幼苗再次转移到自然光强下,10 d后红松幼苗Fv/Fm、qP和PSⅡ的实际光化学效率(ΦPSⅡ)均降低到较低的水平,且不能恢复,红松幼苗光系统产生光破坏。因此,在人工红松林的培育过程中,不能将红松幼苗放在变化的光环境中。(4)高郁闭度(光强为50-220μmol·m-2s-1)下红松幼苗的光量子产额(AQY)和羧化效率(CE)高于低郁闭度(光强为500-1200μmol·m-2s-1)下的红松幼苗,低郁闭度下的红松幼苗的光饱和点(LSP)和光饱和时的净光合速率(A350)高于高郁闭度下的红松幼苗的LSP和A350。在作用光较弱时,高郁闭度下的红松幼苗的qP、NPQ和ΦPSⅡ高于低郁闭度下的红松幼苗,当光强高于200μmol·m-2s-1,生长在高郁闭度下的红松幼苗的qP、NPQ和ΦPSⅡ低于生长在低郁闭度下的红松幼苗。(5)在光诱导的过程中,生长在弱光条件下的红松幼苗qP和ΦPSⅡ达到稳定的最大值的时间要比生长在高光条件下的红松幼苗的qP和ΦPSⅡ达到稳定的最大值的时间长,也就是说生长在弱光条件下的红松幼苗的光系统启动速度较慢。(6)在人工光照和遮荫时,相同光强下(200μmol·m-2s-1)恒定的光照对红松幼苗造成了光抑制,而遮荫条件下的红松幼苗没有发生光抑制。林下的光强是波动的光斑,红松幼苗对光的波动产生了较强的适应性,因此,生长在低郁闭度林下的红松幼苗在光处理时没有产生光抑制,而人工光生长的红松幼苗却发生光抑制。(7)生长在低郁闭度下的红松幼苗的株高、当年生茎长和地径都明显高于生长在高郁闭度下的红松幼苗,红松幼苗的生长量与光照强度成正比例关系。
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