桃园复合生草模式对单叶净光合速率的影响

王莹

摘 要：本实验研究通过测定在人工生草与自然生草相结合，所形成的复合生草模式下的单叶净光合速率，进而讨论复合生草模式下生草群落的固碳能力，以期对经济林生态系统的碳平衡管理提供理论帮助，为发展可持续型生态果园提供指导依据。

关键词：果园生草；单叶净光合速率；固碳特性

1 材料与方法

1.1 试验区概况

试验在云南省昆明市云南农业大学果树实习农场的一片20年生桃园中进行（海拔1891米），属低纬度高原山地季风气候，年平均气温15℃左右，年均日照2200小时左右，无霜期240天以上，年均降水约1000mm，5～10月为雨季，降水量占全年的85%左右。

1.2 供试材料

试验材料为当地果园二十年生的桃树（Prunus persica （Linn.） Batsch）。

1）人工生草选择：杂三叶草种子从阳光绿野园林绿化用品专卖店购买。

杂三叶（Trifolium hybridum Linn.）豆科车轴草属一年生或多年生草本，根系发达，入土较浅，喜温凉湿润气候，最适生长温度为19～20℃。

2）自然生草：桃园中自然生长的优势生草种群——圆叶牵牛和艾蒿

圆叶牵牛（Pharbitis purpurea （Linn.） Voigt）旋花科牽牛花属一年或多年生匍匐草本，喜气候温和、光照充足，对土壤适应性强，较耐干旱盐碱、不怕高温酷暑、属深根性植物。

艾蒿（Artemisia argyi H. Lévl. et Vaniot）菊科蒿属多年生直立草本或略成半灌木状，植株有浓烈香气。主根明显，略粗长，直径达1.5厘米，侧根多。茎单生，高80～250厘米。

1.3 试验设计及试验小区布置

试验区于2011年6月初在桃园开始实施生草措施，设置5块实验小区，各小区面积为10m×30m，各小区管理措施相同，具体处理分别如下（详见表1）：

1.4 试验方法——单叶净光合速率测定

采用美国LI-6400便携式光合测定仪分别于夏季7、8月份中旬生草生长最旺盛时期进行全天测定，时间为每隔两小时测定一次，即8：00、10：00、12：00、14：00、16：00、18：00，采取五点式随机抽样，每次抽样重复3次。

2 结果与分析

2.1单叶净光合速率值

各生草模式单叶净光合速率均值（见图1），四种生草模式中，复合匍匐型（Fp）的净光合速率最高，比CK高34.96%；单一直立型（Dz）的速率值最低，比CK高10.87%。

总体比较：复合匍匐型（Fp）>单一匍匐型（Dp）>复合直立型（Fz）>单一直立型（Dz）>清耕对照（CK）。

2.2 单叶净光合速率日变化趋势

5种模式的单叶净光合速率日变化趋势呈典型的双峰型（见图2）。各模式总体趋势相同，在10点出现第一次峰值，12点到14点出现“午休”，16点时到达第二次高峰，上午的峰值明显高于下午，这与袁继存[1]对秦岭北麓6个猕猴桃主栽品种的净光合速率日变化研究结果一致。

2.3生草对桃树单叶净光合速率日变化趋势的影响

生草模式对桃树单叶净光合速率日变化趋势的影响有略微差别（见图3），但整体变化趋势一致，同样呈现双峰曲线，存在“午休”现象。一天中两个光合速率高峰值分别为10点、16点，净光合速率在13～17μmol CO2/m2·s和9～12μmol CO2/m2·s范围内浮动。12点到14点为光合速率的“午休”时段，其净光合速率范围界于2～6μmol CO2/m2·s和1～3μmol CO2/m2·s。

10点的峰值，各模式中速率最高的为复合匍匐型（Fp）的17.17μmol CO2/m2·s，比CK高26.91%%，单一直立型（Dz）的速率最低，为13.39μmol CO2/m2·s，比CK低1.04%。

16点的峰值，单一匍匐型（Dp）的净光合速率最高，为13.62μmol CO2/m2·s，比CK高35.34%，复合直立型（Fz）的速率最低，为10.90μmol CO2/m2·s，比CK高8.34%。

“午休”时段除复合直立型（Fz）的最低值出现在12点，其余模式的最低净光合速率均出现在14点。其中复合直立型（Fz）在12点的净光合速率为3.63μmol CO2/m2·s，14点时为3.84μmol CO2/m2·s。14点时段，净光合速率最低的是单一直立型（Dz），为1.34μmol CO2/m2·s，比CK低20.73%。以上数据表明复合直立型生草模式对于桃树净光合速率的影响有别于其他模式，但该影响是否提升了桃树的固碳能力仍需进一步分析。

方差分析显示：除16点各模式间差异不显著，其余时段各模式的净光合速率均有显著差异，这说明不同生草模式对于桃树光合作用的影响差异很大。各模式在8点（F=5.13**，P>0.01）、10点（F=10.15**，P>0.01）、12点（F=6.87**，P>0.01）及18点（F=11.22**，P>0.01）表现为差异极显著，在14点表现为差异显著（F=3.75*，P>0.05）。

由表2的LSR多重比较结果得出，8点时单一匍匐型（Dp）对CK表现为差异显著，其余各处理与对照差异不显著，单一匍匐型（Dp）对复合匍匐型（Fp）、单一直立型（Dz）表现为差异极显著；10点时复合匍匐型（Fp）对CK表现为差异极显著，其余各处理与对照差异不显著；12点时复合匍匐型（Fp）仍对CK表现为差异极显著，单一匍匐型（Dp）对CK表现为差异显著，其余各处理与对照差异不显著；14点时复合直立型（Fz）对CK表现为差异极显著，其余各处理与对照差异不显著，复合直立型（Fz）对单一直立型（Dz）表现为差异极显著；18点时仍为复合直立型（Fz）对CK差异极显著，其余各处理与对照差异不显著。分析各模式对桃树单叶净光合速率的影响，以两种复合模式以及单一匍匐模式较为显著，这与其对本区域内微环境的影响相吻合。

3.讨论

净光合速率是光合作用的直接体现，也是植株固碳能力的一项重要指标。四种生草模式的单叶净光合速率均高于对照，说明生草对提高植物群体的光合能力有明显作用。

两种匍匐型模式与两种直立型模式整体比较，匍匐型的单叶净光合速率高于直立型，从复合型与单一型方面进行比较，复合型的单叶净光合速率分别大于相应生草的单一型，即复合匍匐型（Fp）>单一匍匐型（Dp），复合直立型（Fz）>单一直立型（Dz）。这表明并非植物种类越多，其光合效率就越高，合理的植物种类选择，合理的植物群落結构，才能获得较高的光合效率。

“午休”现象是植物正常的生理反应还是对不利环境的响应是一个值得进一步深入探讨的问题。在其他学者的研究报道中表明，植物净光合速率的“午休”现象与季节、开花期、结果期等条件有不同的相关性。据王静对冬夏季桂花的净光合速率研究显示，夏季桂花的净光合速率表现为双峰曲线，有“午休”现象，但冬季的表现为单峰曲线，无“午休”现象。在徐新娟对不同品种大豆的光合指标日变化研究中，大豆在开花期均表现为双峰曲线，峰值分别位于10点和15点，而在结荚期则主要表现为单峰型曲线。通过不同生草模式的反映可见，尽管各生草模式对果树微环境的水份、湿度、温度等具有不同程度的调节作用，各模式下的植被仍发生“午休”现象，则推测“午休”现象的发生为植物生长期内的一种生理调节反应，环境对于该现象的发生起到一定的影响作用，但不是诱发其发生的主导因素。

参考文献

[1] 袁继存，张林森，李丙智，龙周侠，姚春潮，刘旭峰.秦岭北麓猕猴桃主栽品种光合特性研究[J].西北林学院学报，2011，26（1）：39～42.

[2] Sistachs M， Gonzalez I， Padilla C， et al. Intercropping of forage sorghum， maize and soyabean during the establishment of different grasses in a vertisol soil. I. King grass（Pennisetum purpureum） [J]. Cuban Journal of Agricultural Science，1990，24（1）：123～129.

[3] 王静，秦俊，高凯，胡永红.冬夏季桂花净光合速率及其对环境因子的响应[J].生态环境学报，2010，19（4）：908～912.

[4] 徐新娟，王伟，黄中文.大豆品种主要光合指标日变化研究[J].河南农业科学，2011，40（11）：49～52.