白檀光合作用光补偿点和光饱和点的研究

张婷婷，郭太君

(吉林农业大学，长春 130118)



白檀光合作用光补偿点和光饱和点的研究

张婷婷，郭太君

(吉林农业大学，长春 130118)

测定了吉林省通化山区自然生境下3种白檀资源在不同光照强度(PAR)下的净光合速率(Pn)值。利用二次项回归与弱光(≤200 μmol·m-2·s-1)下的直线回归法分析光响应曲线，计算出光饱和点和光补偿点等相关生理参数。结果表明:3种白檀资源的光饱和点分别为1 125，1 250，1 300 μmol·m-2·s-1；光补偿点分别为152.25，127.69，101.31 μmol·m-2·s-1，均具有较高的光补偿点和光饱和点，适应强光能力比较强，属于阳生植物。

白檀；光补偿点；光饱和点；光响应曲线；光合作用

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2015年在通化市自然山区中进行，在标准地附近选择生长势、株高和树龄等大致相同的白檀植株3株，每株选取叶片大小、生长状况一致的健康成熟叶片为试材，供测定。

1.2 测定方法

在8月，选择晴朗无风的天气对白檀的光响应曲线进行测定，测时选择上午9:00—11:00之间，因为在这段时间内植物叶片生长最强盛。测定前在树冠一个层面选择生长状态好，易于测量的叶片作为测量对象，使用CIRAS-2作为测量仪器，用红蓝光源控制光照强度。首先对叶片进行光诱导处理，将叶片放置于1 400 μmol·m-2·s-1光强下诱导1 h左右，测定时在每一光强下停留3 min。根据预实验结果白檀光合梯度应设置为:1 800 μmol·m-2·s-1、1 600 μmol·m-2·s-1、1 400 μmol·m-2·s-1、1 200 μmol·m-2·s-1、1 000 μmol·m-2·s-1、800 μmol·m-2·s-1、600 μmol·m-2·s-1、400 μmol·m-2·s-1、 200 μmol·m-2·s-1、100 μmol·m-2·s-1、50 μmol·m-2·s-1、0 μmol·m-2·s-1。以有效光辐射强度( PAR) 为横轴，净光合速率( Pn) 为纵轴，绘制光合作用光响应曲线。本文采用二次项回归[1]拟合光响应曲线。

1.3 数据统计分析

本文主要使用Excel2003和SPSS12.0统计软件求算与分析白檀响应曲线的拟合各光合生理参数。

2 结果与分析

光响应曲线可反映植物光合速率随光照强度增减的变化规律[2]。光合有效辐射光照强度对植物的光合作用有显著影响，不同生态型植物对光照的响应不尽相同，其光合速率变化在强光和弱光下均有差异[3]。通过实验数据以及软件分析得出白檀三种资源光响应拟合曲线方程分别为:y1=-4E-06x2+0.009x-1.9936(R=0.8755)；y2=-2E-06x2+0.005x-0.8875(R=0.8567)；y3=-2E-06x2+0.0052x-0.6402(R=0.9301)。如图1所示，白檀光合作用光响应过程为:当PAR在0-200 μmol·m-2·s-1时，白檀Pn值基本呈线性增长；随着PAR的增强其Pn值逐步上升，当PAR达到1 200 μmol·m-2·s-1左右时，白檀的Pn值达到最大值。当PAR继续增强时，白檀的Pn值基本稳定保持不变。根据拟合出的光响应曲线，可计算出白檀叶片光饱和点分别为1 125，1 250，1 300 μmol·m-2·s-1；最大净光合速率分别问2.7，8.49，4.19 μmol·m-2·s-1；在较低的光合有效辐射下，三种白檀资源的Pn与PAR的模拟直线方程分别为:y1=0.0208x-3.1667(R=0.9621)；y2=0.013x-1.66(R=0.9572)；y3=0.0127x-1.2867(R=0.9317)，其斜率即为表观量子效率，白檀的表观量子效率分别为0.0208，0.013，0.0127 μmol·m-2·s-1；由模拟直线方程可计算白檀的光补偿点为152.25，127.69，101.31 μmol·m-2·s-1。

图1 白檀净光合速率对光照强度的响应Fig.1 The response of symplocos paniculata photosynthetic rate on light intensities

3 结论与讨论

表观量子效率的数值反映了植物对弱光的利用能力，AQY一般在0.04～0.07 μmol·m-2·s-1之间[4]。3种资源白檀的表观量子效率在0.0127～0.0208 μmol·m-2·s-1之间，相对其他植物来说明显偏低，表明三种资源白檀对光能的利用率较差。

一般认为，植物在光补偿点时，有机物的形成和消耗相等，不能累积干物质，其数值的大小体现植物利用弱光的能力，同时也是作为植物耐阴性的一个重要指标。光补偿点值越低，意味着植物利用弱光的能力越强。根据分析可知，3种资源的白檀光补偿点在101.31～152.25 μmol·m-2·s-1之间，均具有较大的光补偿点，表明三种资源白檀在低光强条件下利用弱光能力较弱，不能以最大能力利用低光子量子密度来进行光合作用。

经研究植物光合—光强响应曲线发现，部分植物光合速率随着光强增加而达到最高点之后，持续增加光强，光合速率会出现降低现象，还有部分植物光合速率随光强增加达到最高点之后，持续增加光强，光合速率在较大的光强范围内不再提高，保持平稳[5]。根据本实验的测定结果表明白檀的光合—光强响应曲线属于后者。

通过实验测定与结果分析，三种白檀资源的光饱和点值在1 150～1 300 μmol·m-2·s-1，白檀具有较高的饱和点和补偿点，初步推定白檀具有阳生植物的特性，对强光有较强的适应能力。

光饱和点的高低体现了植物对强光照的适应能力。通过对不同光响应曲线进行比较分析，一般最大净光合速率较大的植物在光强4 000 μmol·m-2·s-1以上时就能表现出较大的光合速率，且植物光合作用的产物主要来源于较高光强下的光合作用积累，所以最大净光合速率是光合能力较强的表现因素。白檀三种资源整体上最大净光合速率值在2.7～8.49 μmol·m-2·s-1，表明白檀的最大净光合速率较低，其光合能力较弱。

通过对白檀光饱和点和最大净光合速率的分析，在栽培应用中该地区白檀适宜在阳光充足的地区栽培且不宜密植。

[1] 张振文，张保玉，等.葡萄开花期光合作用光补偿点和光饱和点的研究[J]．西北林学院学报，2010，25(01):24-29.

[2] 向小奇，陈军，陈功锡，等.猕猴桃夏季叶温、蒸腾及光合作用[J].果树科学，1998，15(04):368-369.

[3] 朱万泽，王金锡，薛建辉.台湾桤木引种的光合生理特性研究[J].西北植物学报，2004，24(11):2012-2019.

[4] ZHAI Z X, GUO Y H, MA Y Z, et al. Physioecology of Plant [ M].Fifthed. Beijing: China Agricultural University Press, 1997: 67-78.

[5] 张冬梅，钱又宇，马晓，等.三种槭树光合特性的比较研究[J].园林科技，2007，(01):22-24.

Study on light compensation point and light saturation point of photosynthesis of symplocos paniculata

ZHANG Ting-ting, GUO Tai-jun

(Jilin Agricultural University, Changchun 130118, China)

The photosynthetic rate (Pn) values of three kinds of symplocos paniculata resources under different light intensities (PAR) were measured in the natural habitats of Tonghua Mountain in Jilin Province. The photoreaction curves were analyzed by linear regression method with quadratic regression and low light (≤200 μmol·m-2·s-1), and the related physiological parameters such as light saturation point and light compensation point were calculated. The results showed that the light saturation points of the three kinds of symplocos paniculata were 1 125, 1 250, 1 300 μmol·m-2·s-1respectively, and the light compensation points were 152.25, 127.69, 101.31 μmol·m-2·s-1respectively. They all have high light compensation point and light saturation point, which have strong ability to adapt to strong light and belong to heliophyte.

Symplocos paniculata; Light compensation point; Light saturation point; Light response curve; Photosynthesis

2016-11-26

张婷婷(1989-)，女，硕士研究生。

S514

A

1674-8646(2017)02-0156-02