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文檔簡介
1、4個(gè)油茶物種的光合特性研究第卷第期西南大學(xué)學(xué)報(bào)口然科學(xué)版年 月35 1 2013 1vol. 35 no. 1 journalofsouthwestuniversity naturalscienceedition jan. 2013文章編號(hào):1673 9868201301 0016 07個(gè)油茶物種的光合特性研究4123 1 23孔文娟,劉學(xué)錄,姚小華,, , ,23 23 23王開良任華東曹永慶廿肅農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院,蘭州;中國林業(yè)科學(xué) 研究院亞熱帶林業(yè)研究所,浙江富陽1. 7300702. 311400國家油茶科學(xué)中心種質(zhì)創(chuàng)新與利用實(shí)驗(yàn)室,浙江富 陽3. 311400摘要:以普通油茶、小
2、果油茶、浙江紅屁油茶、攸縣 油茶為試材,利用便攜式光合作用系統(tǒng)測定了licor6400xt不同物種油茶秋季光合作用h變化及光響應(yīng)曲線結(jié) 果表明:種油茶秋季的凈光合速率日變化均呈單峰曲 線,無4光合午休現(xiàn)象,最大凈光合速率從大到小依次為小 果汕茶、普通汕茶、浙江紅花汕茶、攸縣汕茶;種汕茶 蒸騰速4率口變化也均為單峰曲線根據(jù)種油茶的光響應(yīng)曲線 得出,小果油茶光補(bǔ)償點(diǎn) 最高,利用弱光光合能力最 4 l cp低,從大到小依次為小果油茶、浙江紅花油茶、普通 油茶、攸縣油茶;光飽和點(diǎn) 最大的為普通油茶,小果油茶和攸縣油茶次z ,浙江紅花油茶垠小,說明普 通油茶在高光強(qiáng)下具有更好的光合能力關(guān)鍵詞:油茶; 光
3、合作用;光響應(yīng)曲線中圖分類號(hào):文獻(xiàn)標(biāo)志碼:s 7 9 44 a油茶乂名茶子樹,是茶科茶屬植物中油脂比例較高 且具有栽培經(jīng)濟(jì)價(jià)值的一類植物oil-tc acamellia1-2的總稱我國現(xiàn)有油茶栽培面積多萬公頃,分布于長 江流域及其以南的個(gè)省,多個(gè)縣市,367 18 11003-4 5茶油總產(chǎn)量每年力因其有很高的綜合利用價(jià)值,近 兒年國家高度重視油茶產(chǎn)業(yè)的發(fā)展光合22 i.作用是植物生長發(fā)育的基礎(chǔ)和生產(chǎn)力高低的決定因 素,同時(shí)乂是對(duì)環(huán)境敏感的生理過程,受到諸多內(nèi)外因入,前對(duì)不 數(shù)方當(dāng)年生 速率存 光合速ill茶屬岳麓連種間光素的限制,通過研究油茶光合特性以提高其產(chǎn)量成 為油茶研究的重點(diǎn)如何使油茶
4、能夠穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn),深 地研究其光合生理生態(tài)特性是十分必要的目 同品種的油茶在光合生理特性及葉綠素質(zhì)量分 7-12 13面均有相關(guān)研究梁根桃等在夏季對(duì)普通油茶 葉片做了光合速率日變化的測定研究,認(rèn)為光合 在光合“午休”現(xiàn)彖,但是在其研究屮發(fā)現(xiàn)油茶凈 率日變化曲線為單峰,高峰ii;現(xiàn)在早上1014點(diǎn),之后一直下降無次高峰出現(xiàn)駱琴雅等對(duì) 植物高州油茶、扁果紅山茶、厚葉紅山茶、皺果茶、 蕊茶個(gè)物種進(jìn)行了光合作用方面的研究,認(rèn)為物 合速率差異明顯,各物種光合fi變化曲線515總的趨勢一致并具有明顯的光合作用午休現(xiàn)象唐偉 等對(duì)宛田紅花油茶攸縣油茶普通油茶種3山茶屬油茶做了光合特性日變化的研究,認(rèn)為攸縣 油茶比
5、普通油茶和宛出紅花油茶有更好的光合作用效率雖在油茶光合方面的研究較多,但是鮮有針對(duì)小 果油茶和浙江紅花油茶光合特性方面的研究,且秋季,對(duì)于油茶品種是很重要的一個(gè)時(shí)期許多油茶品種其 果實(shí)成熟期和花期均在秋季而針對(duì)油茶在秋季的光收稿日期: 2012 07 03基金項(xiàng)目:國家科技支撐計(jì)劃課題油茶高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)新 種質(zhì)創(chuàng)制資助項(xiàng)目;黔科合重大專項(xiàng)油茶種質(zhì)資源收 集與種質(zhì)2009badb1b01創(chuàng)新資助項(xiàng)口 20096004 1.作者簡介:孔文娟,女,廿肅永靖人碩士研究生,主要 從事景觀生態(tài)學(xué)研究1987通信作者:劉學(xué)錄,博士,教授西南大學(xué)學(xué)報(bào)自然科學(xué)版:/ /第卷htt /0>.352 p j合特性的
6、研究少之乂少因此本文針對(duì)普通油茶小果油茶攸縣油茶和浙江紅花油茶種油茶對(duì)其在4秋季的凈光合速率、蒸騰速率、水分利用效率、光響應(yīng) 曲線等進(jìn)行了分析研究,這對(duì)于比較種油茶光合4作用的弄異性,篩選出具有良好光合特性的植株品 種并利用其雜種優(yōu)勢培育高產(chǎn)油茶品種,指導(dǎo)種油茶育種、選優(yōu)及規(guī)范化栽培,從而為提高汕茶產(chǎn)量等方 面具有重要的理論意義材料與方法1試驗(yàn)地概況11試驗(yàn)樣地為國家汕茶科學(xué)中心金華種質(zhì)資源保存基 地,位于浙江省金華市婺城區(qū)東方紅林場油茶無性有效積溫年20° or n 119° 30f e 80m 6486. 8°c 1408. 4mm熱帶季風(fēng)氣候內(nèi)地勢平坦為紅壤
7、低丘緩坡土層深以 上有機(jī)質(zhì)比例小于硝態(tài)氮小于lm 1%/,速效磷小于/ ,速效鉀小于/ ,值為,具酸、瘦、粘等lomgkg 2.5mgkg 25mgkgph 45 試驗(yàn)材料12以年生普通油茶,小果油茶,浙江紅花油茶4 c a m e 1 1 iaseciescamel 1 iameiocaracam elliacheki-p p和攸縣汕茶為試林每個(gè)品種選取棵長勢良好、無病 蟲害的植株,以樹anoleosacamel 1 iauhsienensi s 3g y冠屮上部當(dāng)年成熟枝條的第三、四片新梢葉為研究 對(duì)象進(jìn)行光合作用測定研究方法13凈光合速率日變化1.3. 1年)i h做凈光合速率fi變化測
8、定,當(dāng)fi天氣晴朗無 風(fēng),從早上:到下午:,每隔2011 10 9 800 1700 lh測定光合作用日變化指標(biāo)次,每個(gè)植株測片葉,每片 葉記錄次數(shù)據(jù),取其平均值測定儀器為開放式1 3 32氣體交換便攜式光合測定系統(tǒng),其測量參數(shù)包括:凈 光合速率,/ ?和蒸騰速licor6400xt p n molm s2率等測定時(shí)葉片口然生長角度保持不變并計(jì)算水分利用效率t r mmolm swatcrusccfficicnc公式為w u e/w u e p n t r其中,為凈光合速率;為蒸騰速率p n t r凈光合速率對(duì)光強(qiáng)響應(yīng)曲線1.3.2凈光合速率對(duì)光強(qiáng)響應(yīng)曲線的測定于年 月,日上午時(shí),將測試植株葉
9、片充分活化誘2011 10 4567 9導(dǎo)后,采用便攜式光合作用系統(tǒng)的口動(dòng)光曲線程序來測 定光響應(yīng)測 定系統(tǒng)調(diào)節(jié)光合有效licor6400xt-2輻射在/?范圍內(nèi),將光合有效輻射設(shè)定,02000 molm s par 2000010008002?等梯度測定凈光合速率,測定時(shí)通過系統(tǒng)50030020000 molm s licor6400xt控制葉片溫度為體積分?jǐn)?shù)為種油茶光飽和點(diǎn)及光補(bǔ)償點(diǎn)均22±1 °c c02 400 molmol. 4 l c p l s p利用非一直角雙曲線擬合來獲得,非直角雙曲線法是 采用最小殘差平方原理,即通過迭代方法使擬合殘差的16 17平方和達(dá)
10、到最小或者相鄰兩次擬合的殘差變化不大時(shí)為止表達(dá)式為:52/p n a i + p n - sqrt a i + pn - 4()a i p n 2()- r 1 d, , , ,式中為凈光合速率為光強(qiáng)為植物光合作用對(duì)光響應(yīng) 曲線在 時(shí)的斜率即光響應(yīng)曲線的初p n i a 10始斜率也稱為初始量子效率為最大凈光合速率為喑 呼吸速率為凸度p n r 0 convexity.d數(shù)據(jù)分析14數(shù)據(jù)采用及軟件統(tǒng)計(jì)分析excel spss13. 0結(jié)果與分析2環(huán)境因了的日變化曲線由圖可以看出光合有效輻射日變化呈單峰曲線在z 間達(dá)到高峰為1 par 11 00-12 00第期孔文娟,等:個(gè)油茶物種的光合特 性
11、研究1 432 2/ ? , : , : / ?以后快速下降至降至最低為溫度和1342 molm sl200 par 1700 4.9 molm s. t par的fl變化趨勢相似,呈單峰莒線,h變化幅度較大,h 溫差可達(dá),最高溫度出現(xiàn)在:,滯后10°c 27°c 1300于,此后溫度有所降低至:降至par 1700 17°c從圖可以看出空氣相對(duì)濕度與和正好相反呈先下降 后上升的趨勢上午的空氣濕2 rh par t度較高,達(dá)到以上,隨后隨著的上升而下降,: 時(shí)降至最低值,此后開始冋升,至:60% t 1300 29% 1700達(dá)到最大值葉面水汽壓虧缺的日變化呈現(xiàn)岀
12、先上 升后下降的趨勢,在:達(dá)到最大值,最54%. vpd 1300小值出現(xiàn)在:800.圖光合有效輻射及大氣溫度口變化曲線1圖空氣相對(duì)濕度及葉面積水汽壓虧缺日變化2種油茶光合作用相關(guān)參數(shù)的日變化曲線22 4從圖可以看岀,普通油茶、浙江紅花油茶、攸縣油茶和小果汕茶凈光合速率日變化趨勢均呈單峰曲線從:開始,隨著時(shí)間變化光強(qiáng)不斷增加,氣溫也開始逐漸升高,迅速増大,到8 00 p n左右達(dá)到最犬值并保持在一個(gè)相對(duì)較高的水平相比而言個(gè)物種小小果油茶全10 00-11 004,:/ ?;天小的均高于其他個(gè)油茶物種光合能力較高在左右 其達(dá)到最大值p n 3 1100 p n 15.15 molm sn2 2普
13、通油茶和攸縣油茶峰值出現(xiàn)在:左右,分別是/ ?和/ ?;浙江10 00 13. 15 molm s & 63 molm s2紅花油茶峰值/ ? !1;現(xiàn)在:以上種油茶在:之后有明顯的下降趨勢,主8. 92 molm s 12 00. 4 12 00要是因?yàn)槲玳g高光輻射使氣溫升高,且空氣濕度降 低,蒸騰強(qiáng)烈,植物體內(nèi)水分不足引起氣孔關(guān)閉,18導(dǎo)致其凈光合速率下降:以后,種油茶的凈光合速率都快速下降從數(shù)據(jù)上看,小果油茶16 00 4和普通油茶均表現(xiàn);1|較高的光合速率,由此可知小果油茶和普通油茶較浙江紅花油茶和攸縣油茶具有更強(qiáng)的光合能力.西南大學(xué)學(xué)報(bào) 口然科學(xué)版:/ /第卷htt /354
14、 p j種油茶蒸騰速率日變化曲線見圖從圖中可以看出普 通油茶浙江紅花油茶攸縣油茶和4 t r 4 4小果汕茶種汕茶蒸騰速率變化趨勢都是單峰曲線, 峰值均出現(xiàn)在:,此時(shí)的溫度達(dá)到最大值,4 1300 27°c空氣相對(duì)濕度達(dá)到最低點(diǎn),氣溫較高而空氣相對(duì)比 較干燥從而導(dǎo)致蒸騰速率在:以后岀現(xiàn)高峰29% 120018嚴(yán)俊鑫等認(rèn)為葉片在清晨氣孔導(dǎo)度較小蒸騰作用較 弱低隨著光照増強(qiáng)氣溫升高氣孔導(dǎo)度t r增尢葉內(nèi)外水汽壓差增尢不斷升高,在中午前后達(dá)到峰值,午后植物為維持體內(nèi)水分平衡,較強(qiáng)蒸t r騰耗水使氣孔導(dǎo)度減小,口隨著光照減弱,蒸騰減弱 本文中種油茶fi變化基本符合這一規(guī)律,種4 t r 42
15、 2油茶最大值從大到小依次為普通油茶/ ?、小果油茶/ ?、浙江紅花油tr 2. 28mmolm s 2. 2mmolm s22/?、 / ?茶攸縣油茶1.74mmolm s0. 86mmolm s.圖種油茶凈光合速率h變化曲線34圖種油茶蒸騰速率口變化曲線4 4葉片的水分利用效率,即單位水量通過葉片蒸騰散 失時(shí)所形成的有機(jī)物的量,取決于葉片光合w u e19速率與蒸騰速率的比值從圖屮可以看出油茶不同物 種間的不同從上午到p n t r5 w u e 800:左右,隨著光合有效輻射增強(qiáng),氣孔導(dǎo)度逐漸變大,隨z變大,而增大得較慢,空氣相對(duì)濕度900 p n t r變大所以導(dǎo)致開始上升個(gè)油茶物種中
16、普通油茶、浙 江紅花油茶和攸縣油茶的日變化趨rh w u e 4 w u e勢大致上一致,從上午:至:升至最高,之后逐漸下降, 攸縣油茶從:開始轉(zhuǎn)為上升800 1000 w u e 1300至:達(dá)到次高峰z后緩慢下降;小果油茶在:有一個(gè) 高峰z后,由于迅速達(dá)到一個(gè)小高峰而1400 900 t r在此時(shí)的變化較增大的速率慢,所以導(dǎo)致迅速下降, 從:開始轉(zhuǎn)為上升至:達(dá)到次p n t r w u e 1100 1200高峰,z后開始緩慢下降種油茶的在:均會(huì)稍有回升, 到:下降到最低點(diǎn),口變化曲4 w u e 1600 1700線整體呈下降趨勢第期孔文娟,等:個(gè)油茶物種的光合特性研究14圖種油茶水分利
17、用效率fi變化曲線種油茶凈光合速率對(duì)光強(qiáng)響應(yīng)曲線23 4種油茶凈光合速率響應(yīng)曲線的測定結(jié)果表明個(gè)物種油茶光響應(yīng)曲線都是平滑上升曲線且無明顯峰4 4點(diǎn)根據(jù)測定的現(xiàn)有數(shù)據(jù)利用非宜角雙曲線擬合來測 定個(gè)物種油茶的凈光合速率最大值光補(bǔ)償4 p n點(diǎn)及光:飽和點(diǎn)圖、表從圖屮可以看出,隨著光合有效輻射強(qiáng)度的增大l c l s6 1. 6 par (tp p2/?,種油茶的光合速率也相應(yīng)迅速增大,葉片光合速率由負(fù)值轉(zhuǎn)為正值時(shí)的有效輻射200 molm s 4 p n p n強(qiáng)度即為光合作用的光補(bǔ)償點(diǎn),分別是普通油茶/ ?,小果油茶/ ?,攸par l c p 37.57 molm s 44.41 molm
18、s2 2/ ? , / ?縣油茶浙江紅花油茶是衡量植物利用弱光能力的一 個(gè)指15. 42 molm s 33. 79 molm s. l cp20標(biāo),越低,植物利用弱光的能力越強(qiáng)個(gè)汕茶物種的光補(bǔ)償點(diǎn)是小果油茶最高,浙江紅花l c 4 l cp p油茶和普通油茶次之,攸縣油!茶最'低,說明攸縣油茶利用弱光能力相比其他種汕茶最高,小果汕茶利32用弱光能力最低當(dāng)光合有效輻射強(qiáng)度在/?之間時(shí), 光合速率緩慢增大,par 200500 molm s p n當(dāng)達(dá)到時(shí)的光合有效輻射稱為光合作用的光飽和點(diǎn) 個(gè)油茶物種的光飽和點(diǎn)分別是p n p n l s 4 l sp p2 2 2普通汕茶/ ?,小果
19、汕茶/ ?,攸縣汕茶/ ?,浙江紅花476.97 molm s 420.45 molm s 377.27 molm su u u2油茶/ ?從表可知,攸縣油茶光補(bǔ)償點(diǎn)很低而飽和點(diǎn) 相比浙江紅花汕茶高,說明攸348. 83 molm s. 1縣油茶利用弱光的能力相比其他種油茶最強(qiáng)即耐陰 能力最強(qiáng)而普通汕茶的光飽和點(diǎn)相比其他種3 3最大,說明普通油茶在高光強(qiáng)下具有更好的固碳能 力;浙江紅花油茶的補(bǔ)償點(diǎn)相對(duì)較高但是飽和點(diǎn)又很低,說明浙江紅花油茶對(duì)低海撥緩坡地環(huán)境的適應(yīng)能力比較低,而普通油茶明顯對(duì)這種環(huán)境的適應(yīng)能力2較強(qiáng)當(dāng)光合有效輻射超過/?時(shí),個(gè)物種的凈光合速率隨光強(qiáng)的增大而變化幅度不大500 mo
20、lm s 4 u最大凈光合速率是植物達(dá)到光飽和時(shí)的凈光合速率為最大光合速率與呼吸速率的凈值它反映了植物21的光合作用能力根據(jù)非直角雙曲線擬合來測定的個(gè) 物種油茶的凈光合速率最大值分別是小4 p n2 2 2果汕茶/ ?,普通汕茶/ ?,攸縣汕茶/ ?,浙江紅花汕茶14. 06 molm s 13. 09 molm s 7. 86 molm su u u2/ ?,由此可知在高光強(qiáng)條件下小果油茶的光合能力 最尢浙江紅花汕茶的光合能力最小5. 69 molm s u圖種油茶物種光響應(yīng)曲線圖6 4西南大學(xué)學(xué)報(bào)自然科學(xué)版:/ /第卷htt /.35表非直角雙曲線擬合的凈光合速率對(duì)光強(qiáng)的響應(yīng)參 數(shù)1表觀量
21、子最大凈 光合速喑呼吸速率擬合程度 光飽和 點(diǎn)光補(bǔ)償點(diǎn)油茶物種2效率率u pnrrlslcd p p普通油茶0. 074 13. 10 1.87 0. 999 476. 97 37. 47小果汕茶0. 06 14. 06 2. 19 0. 993 420. 45 42. 93攸縣油茶0. 042 7. 86 0. 27 0. 992 377. 27 15. 43浙江紅花油茶0. 028 5. 70 0. 96 0. 994 348. 83 37. 902:,/?注的單位均為q pn rdlsplcp molm s.3 ,、種油茶月份凈光合速率el變化呈單峰曲線口無明顯 光合午休現(xiàn)彖從大到小依此
22、為小果油茶14 1015普通汕茶、浙江紅花汕茶、攸縣汕茶唐偉等認(rèn)為攸縣 油茶比普通油茶湘林系列和宛田紅花油茶有更好的光 合作用效率,而木文認(rèn)為普通油茶長林系列比攸縣油茶 有更好的光合作用效率種油茶蒸騰速率口變化均呈單 峰曲線從大到小依此是普通油茶、小果油茶、浙江紅花 汕茶、4 t rt r22-23攸縣汕茶的大小在一定程度上反映了植物調(diào)節(jié)水分 損失及適應(yīng)逆境的能力因此普通油茶和小t r果油茶光合作用 能在高溫下得以進(jìn)行較浙江紅花油 茶和攸縣油茶具有更好的緩解高溫脅迫的能力種.4油茶水分利用效率日變化整體呈下降趨勢,:時(shí)種油 茶水分利用效率最高w u e 1000 424冷平生等認(rèn)為和均較低是典
23、型的耐陰植物,能充分 地利用弱光進(jìn)行光合作用;較2 l c l s l cp p p低而較高的植物對(duì)環(huán)境適應(yīng)性很強(qiáng);較高而較低的 植物對(duì)光照的適應(yīng)范圍相對(duì)較窄個(gè)油l s l c l s 4p p p, , ,茶物種的補(bǔ)償點(diǎn)是小果油茶最高浙江 紅花油茶和 普 通油茶次之攸縣油茶最低小果油茶利用弱 光l cp能力最低光飽和點(diǎn)是普通油茶最大,其次是小果油 茶,攸縣油茶和浙江紅花油茶均較低,說明普通l s p油茶在高光強(qiáng)下具有更好的固碳能力最大凈光合速 率從大到小依次是小果油茶、普通油茶、攸縣油p n茶、浙江紅花油茶 在高光強(qiáng)條件下小果油茶的光合 能力最大,浙江紅花油茶最小,、針對(duì)茶樹光合作用的研究較
24、多但是油茶光合方面的 研 究較少尤其是對(duì)秋季小果油茶攸縣油茶3浙江紅花油茶和普通油茶光合特性方面的研處較少 本研究綜合地分析了以上種汕茶在秋季的光合特4性,比較種油茶光合作用的差異性,以便今后在篩選;1!貝有良好光合特性親木的基礎(chǔ)上進(jìn)一步利用其雜4種優(yōu)勢選育出產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)性狀不低于親本,且具右 優(yōu)良遺傳品種的雜交組合,進(jìn)而培育出高產(chǎn)汕茶品種,同時(shí)在此基礎(chǔ)上對(duì)以上種油茶做更加系統(tǒng)的研究以 期能更加全面地指導(dǎo)種油茶規(guī)范化栽培4 4參考文獻(xiàn):,:,莊瑞林周啟仁姚小華等中國汕茶版北京中國林業(yè)出 版社1m 22008.張乃燕廣西油茶的現(xiàn)狀及發(fā)展策略廣西林業(yè)科 學(xué),2j. 2003324 211-213.,
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29、characteris ticsyoffouroi 1-teacamel 1 iasecies123 1 23kongwenuan lluxuelu yaoxiaohua-j -, , ,23 23 23wangkailian renhuadon caoyon ing g gqg1c o 1 legeofresourseandenvironmentga nsuagricul turaluniversityla nzhou7300 7 0 c h i n a, , , ,2researchi nst ituteofsub troicalfore strcaffuanzheian31 1400chinap y y g j g3nationalcenterforscie ncelnnovatio n andcamel 1 iaseciesusi nlabora to r f u a n zh e i a n 3 1 1400chinaa b s t r a c tthcli6400portablcphotosynthcsissystcmwasuscdtodctcrmincthcdiurnalvar iationsinphotosnthesisofoil tea camel 1 i asecies c. o 1 e i e r a c. m e i o c a r a c. chc
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