夏季遮光對(duì)糖槭光合特性和葉綠素?zé)晒鈩?dòng)力學(xué)特征的影響

聞婧　張俊　孟力力等

摘要： 選用糖槭為材料，使用不同型號(hào)遮陽網(wǎng)、設(shè)置不同遮光環(huán)境，研究不同遮光條件對(duì)糖槭葉片葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響。結(jié)果表明，遮光可以顯著提高糖槭葉片的Fv/Fm、PIABS、ET0/TR0和ET0/ABS，降低葉片的ABS/RC、ET0/RC和DI0/RC；在遮光50%的條件下，糖槭表現(xiàn)出最大凈光合速率。遮光有利于提高糖槭葉片PSⅡ反應(yīng)中心對(duì)能量的轉(zhuǎn)化和利用，同時(shí)降低對(duì)能量的耗散，兩者平衡是提高糖槭光合性能的關(guān)鍵。

關(guān)鍵詞： 糖槭；葉綠素?zé)晒?；遮光；葉綠素；光合特性

中圖分類號(hào)： Q945 11 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)：1002-1302（2015）08-0189-02

糖槭（Acer saccharum Marsh ）是多年生落葉喬木，秋季葉片變紅，猶如燦爛的朝霞，是加拿大的標(biāo)志。糖槭還是世界三大糖科植物之一，含糖量豐富，是極具觀賞性和實(shí)用性的優(yōu)良樹種，在我國多用于城市園林綠化。但城市中建筑物和各種設(shè)施數(shù)量不斷增加，很多園林植物生長都處在遮光環(huán)境下，對(duì)植物的光合生理等造成影響 [1-2]。本試驗(yàn)以糖槭為材料，研究其在不同遮光環(huán)境下的光合生理特性，為糖槭在園林綠化中的應(yīng)用提供有益參考。

1 材料與方法

1 1 供試材料

試驗(yàn)于2013年夏季（6—9月）在江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗(yàn)苗圃進(jìn)行，采用不同規(guī)格的黑色遮陽網(wǎng)分別搭建2 5 m高的遮陰棚，以生長健壯、長勢(shì)基本一致的2年生糖槭幼苗為材料，株間距40 cm×40 cm。遮陽網(wǎng)規(guī)格和使用情況見表1。

1 2 測(cè)定指標(biāo)

植株定植后3個(gè)月，從植株頂端向下選取2～5節(jié)完全展開的功能葉片，使用PP Systems公司生產(chǎn)的CIRAS-2光合儀測(cè)定光響應(yīng)曲線參數(shù)，使用Handy PEA植物效率分析儀測(cè)量葉片葉綠素?zé)晒鈩?dòng)力學(xué)參數(shù)，每株測(cè)量3張葉片，每處理測(cè)量3株。CIRAS-2光合儀使用LED光源， 設(shè)置1 400、1 200、1 000、800、600、400、200、100、50、0 μmol/（m2·s）共10個(gè)光合有效輻射梯度，CO2注入系統(tǒng)設(shè)定值為 400 μmol/（m2·s）。

1 3 數(shù)據(jù)分析

使用SPSS、Excel軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析、LSD多重比較及作圖。

2 結(jié)果與分析

2 1 遮光處理對(duì)槭樹光合特性的影響

由圖1可知，糖槭在光合有效輻射為0～400 μmol/（m2·s） 時(shí)，處理TQ-1、TQ-2和TQ-3光響應(yīng)曲線基本一致，且上升趨勢(shì)明顯快于CK；CK在光合有效輻射達(dá)到800 μmol/（m2·s） 后，光合速率明顯下降；處理TQ-1和TQ-2的光合曲線總體一致，并明顯高于TQ-3和CK。由表2可知，處理TQ-1的糖槭最大凈光合速率和光飽和點(diǎn)最高，分別為17 3、1 300 μmol/（m2·s）， 明顯大于CK無遮光處理；隨著遮光程度的增加，糖槭最大凈光合速率和光飽和點(diǎn)下降；遮光降低了糖槭的光補(bǔ)償點(diǎn)，光補(bǔ)償點(diǎn)大小為CK>TQ-3>TQ-2>TQ-1。

2 2 遮光處理對(duì)葉綠素?zé)晒鈩?dòng)力學(xué)特征的影響

2 2 1 遮光處理對(duì)葉綠素?zé)晒鈪?shù)Fo、Fv/Fm、PIABS、ABS/RC、ET0/RC和DI0/RC的影響 Fo為初始熒光，是判斷PSⅡ反應(yīng)中心運(yùn)轉(zhuǎn)情況的重要指標(biāo)，F(xiàn)o升高表明PSⅡ反應(yīng)中心受到破壞或者失活；Fv/Fm為PSⅡ最大光化學(xué)效率，反映PSⅡ反應(yīng)中心光能的轉(zhuǎn)換效率，在發(fā)生光抑制時(shí)會(huì)降低；PIABS為葉片光合性能的指標(biāo)，ABS/RC表示單位反應(yīng)中心吸收的能量， ET0/RC表示單位反應(yīng)中心用于電子傳遞的能量，DI0/RC表示單位反應(yīng)中心熱耗散的能量。由表3可知，糖槭

遮光后的Fo沒有表現(xiàn)出顯著的升高，這說明遮光沒有對(duì)Fo造成顯著影響，PSⅡ反應(yīng)中心運(yùn)轉(zhuǎn)情況良好；隨著遮光程度的加深，糖槭的Fv/Fm均有顯著增加，這說明遮光可以顯著提高糖槭的光能轉(zhuǎn)換效率，在無遮光條件下會(huì)受到光抑制 [3]；糖槭的PIABS有顯著升高；遮陽率達(dá)到90%（處理TQ-3），糖槭葉片ABS/RC顯著下降，其他處理間無顯著性差異，這說明深度遮光顯著減少了糖槭對(duì)能量的吸收；糖槭在遮陽率50%的處理下ET0/RC最高，并顯著高于其他處理，這說明適度遮光可以促使糖槭葉片單位反應(yīng)中心更多的能量用于電子傳遞，深度遮光則對(duì)其有抑制作用；DI0/RC在無遮光對(duì)照下最大，并隨遮光程度的加深而降低，這說明遮光可以顯著降低葉片單位反應(yīng)中心能量的耗散 [4]。

2 2 2 遮光對(duì)葉綠素?zé)晒鈪?shù)VJ、Wk、Sm、M0、ET0/TR0和ET0/ABS的影響 VJ為J點(diǎn)的可變熒光，在一定程度上反映PSⅡ反應(yīng)中心受體側(cè)的情況；Wk為k點(diǎn)的相對(duì)可變熒光Fk占FJ～F0振幅的比例，與PSⅡ反應(yīng)中心供體側(cè)（放氧復(fù)合體）的傷害有關(guān)；ET0/TR0反映光合激發(fā)能從QA向QB以下傳遞的效率，ET0/ABS反映天線吸收的能量傳遞到QB以下的效率 [5]。由表4可知，遮光使糖槭的VJ有顯著下降，這說明PSⅡ反應(yīng)中心受體側(cè)電子傳遞正常；而糖槭Wk未顯著升高，這說明PSⅡ反應(yīng)中心供體側(cè)電子也傳遞正常 [6]；遮光可顯著提高糖槭的ET0/TR0和ET0/ABS，這說明遮光環(huán)境下糖槭的電子傳遞鏈情況良好。

3 結(jié)論

經(jīng)遮光處理，糖槭葉片PSⅡ反應(yīng)中心的光能轉(zhuǎn)化效率顯著提高，但僅在遮光50%的條件下，最大凈光合速率最優(yōu)，并大于無遮光處理。從葉綠素?zé)晒鈪?shù)看，糖槭隨著遮光程度的加深，葉片 Fv/Fm、PIABS、ET0/TR0和ET0/ABS均有顯著提高，這說明遮光有利于提高糖槭PSⅡ反應(yīng)中心對(duì)能量的轉(zhuǎn)化和利用，這與前人對(duì)青榨槭、云南金錢槭、紅松幼苗、花生等的研究結(jié)果 [7-10]相似；在無遮光處理下，糖槭植株葉片在一定程度上受到了光抑制。遮光處理并沒有使糖槭葉片在PSⅡ反應(yīng)中心對(duì)能量的利用率和轉(zhuǎn)化率最高時(shí)表現(xiàn)出最大凈光合速率，這是因?yàn)檎诠馔瑫r(shí)降低了葉片對(duì)能量的吸收。因此，在葉片PSⅡ反應(yīng)中心性能提升的前提下，增加對(duì)能量的吸收、減少對(duì)能量的耗散是植物提高光合速率的重點(diǎn)，只有兩者達(dá)到完美的契合，才能使植物發(fā)揮出最大的生長潛能。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張斌斌，姜衛(wèi)兵，翁忙玲，等 遮蔭對(duì)紅葉桃葉片光合生理的影響[J] 園藝學(xué)報(bào)，2010，37（8）：1287-1294

[2]于盈盈，胡 聃，郭二輝，等 城市遮陰環(huán)境變化對(duì)大葉黃楊光合過程的影響[J] 生態(tài)學(xué)報(bào)，2011，31（19）：5646-5653

[3]曹 剛，張國斌，郁繼華，等 不同光質(zhì)LED光源對(duì)黃瓜苗期生長及葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響[J] 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，46（6）：1297-1304

[4]李鵬民 快速葉綠素?zé)晒庹T導(dǎo)動(dòng)力學(xué)在植物逆境生理研究中的應(yīng)用[D] 泰安：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)，2007：14-50

[5]張子山，張立濤，高輝遠(yuǎn)，等 不同光強(qiáng)與低溫交叉脅迫下黃瓜PSⅠ與PSⅡ的光抑制研究[J] 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，42（12）：4288-4293

[6] 付春霞，張?jiān)?，王衍安，?缺鋅脅迫對(duì)蘋果葉片光合速率及葉綠素 熒光特性的影響[J] 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，46（18）：3826-3833

[7]繳麗莉，路丙社，周如久，等 遮光對(duì)青榨槭光合速率及葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響[J] 園藝學(xué)報(bào)，2007，34（1）：173-178

[8]張光飛，歐陽志勤，蘇文華 生境光強(qiáng)對(duì)云南金錢槭幼苗生長及光合速率的影響[J] 湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，48（11）：2780-2782

[9]金 鑫，胡萬良，丁 磊，等 遮蔭對(duì)紅松幼苗生長及光合特性的影響[J] 東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2009，37（9）：12-13

[10] 張 昆，萬勇善，劉風(fēng)珍 苗期弱光對(duì)花生光合特性的影響[J] 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，43（1）：65-71