群众杨光合日变化研究

宋佩东

(辽宁省高速公路运营管理有限责任公司本溪分公司，辽宁 本溪 117000)

群众杨属杨柳科杨属树种，是以小叶杨为母本，钻天杨和旱柳混合花粉为父本进行杂交而培育出的杨树优良品种。其具有速生、抗盐能力强、耐旱等特性[1]。光合作用是植物生长发育的基础，其受到外界环境因素和内部自身因素的双重影响。树木光合日变化的研究对了解内部和外部因素如何影响树木的净光合速率起到了重要作用[2]。本研究采用Li-6400光合仪测定了一年生群众杨在自然环境下的光合日变化，以分析其适宜的生长环境，为制定其高效栽培技术提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料

以当年扦插的群众杨为试验材料，常规水肥管理。

1.2 方法

试验时间：在8月中旬选择天气晴朗的日子进行试验。

叶片选择：在3株生长健康且一致的树上，选取完全展开的第6、7、8片叶片进行测定。

测定方法：采用Li-6400光合仪的透明叶室进行测定，从早上8点到下午6点，每2 h测定1次。每个时间点上取平均值用于统计分析。测定指标：气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率、大气温度、相对湿度、光合有效辐射、大气CO2浓度等指标。

1.3 数据处理

采用DPS软件和Excel软件进行数据分析和图表制作。

2 结果与分析

2.1 环境因子日变化

环境因子包括气温、相对湿度、光照强度等都影响着植物光合作用的日变化[4]。从图1、图2可以看出，试验当天大气温度、相对湿度、光合有效辐射、大气CO2浓度均呈单峰型曲线。大气温度和光合有效辐射的变化趋势相同，均是先升高后降低。气温是从早上8点的35.93 ℃升到中午12点的40.02 ℃，随后逐渐降低，到下午6点降到最低；光合有效辐射从早上8点的941 μmol/m2·s升到中午12点的1873 μmol/m2·s，随后逐渐下降，到下午6点仅为214 μmol/m2·s。相对湿度和大气CO2浓度的变化趋势相同，均是先降后升型。相对湿度在早晚的时间段较高，可达到50%以上，下午2点时则最低，仅为38%；大气CO2浓度也是在早晚的时间段内的稍高些，在下午2点时最低，最低浓度为382 μmol/mol。

图1 大气温度、相对湿度日变化

图2 光合有效辐射、大气CO2浓度日变化

2.2 净光合速率和气孔导度日变化

从图3可知，净光合速率与气孔导度的日变化趋势均是双峰曲线，且就峰值来说，第一个峰值高于第二个峰值。实验当天净光合速率在早上8点时为19.02 μmol/m2·s，到上午10点上升到19.28 μmol/m2·s，为第一个峰值，中午12:00点出现了光合“午休”现象，到下午2点净光合速率回升到17.37 μmol/m2·s，随后逐渐下降，到下午6点时仅为4.32 μmol/m2·s。气孔导度的日变化趋势也呈“高—低—高”型，双峰分别出现在上午10点和下午2点。

图3 净光合速率和气孔导度的日变化

2.3 蒸腾速率和胞间CO2浓度日变化

图4是蒸腾速率和胞间CO2浓度日变化的趋势图。从图中可知，蒸腾速率也是“高—低—高”的双峰型曲线，在上午时间内，随着光照强度增大，气温上升，相对湿度逐渐下降，气孔打开，蒸腾速率随之增大；中午时间光照强度最大，气孔导度有所降低，蒸腾速率略有降低；在下午2点小幅回升后持续下降。胞间CO2浓度在早上受到大气CO2浓度的影响，其值较高；之后随着光照强度增大，气温上升，气孔导度降低，在下午2点降至最低；下午2点到6点的时间内，胞间CO2浓度又逐渐回升，在下午6点时达到最高。

图4 蒸腾速率和胞间CO2浓度日变化

3 结论

本研究测定了净光合速率、气孔导度、蒸腾速率及胞间CO2浓度的日变化，其中前三者的日变化是双峰型曲线，后者是单峰型曲线。净光合速率的日变化在上午10点达到全天最大值19.28 μmol/m2·s，下午2点达到全天第二个峰值，中午时段则存在明显的“光合午休”现象，这种现象在许多植物中都有存在[5-6]，其被认为是植物自身的一种保护机制[7]。有两种原因可以产生“光合午休”，分别是气孔因素和非气孔因素。前者主要是通过外界因子，如高强度光照、高温等引起气孔的闭合，从而导致进入细胞的CO2降低，进而影响净光合速率；后者则是多因素综合作用而影响净光合速率。

通过测定群众杨的光合日变化，可以了解其光合生理特性，为制定其高效丰产的栽培技术提供依据。