干旱胁迫对赤皮青冈幼苗光合光响应特性的影响

吴丽君 李志辉 杨模华

摘要：为阐明赤皮青冈（Cyclobalanopsis gilva）对干旱胁迫的光合响应与适应机制，以3个种源地赤皮青冈一年生幼苗为试验材料，盆栽模拟4个土壤水分梯度，测定幼苗在干旱胁迫下的光合光响应过程。结果表明，不同程度干旱胁迫下，3个种源地赤皮青冈幼苗的光响应曲线变化趋势基本一致。采用非直角双曲线模型对赤皮青冈的光响应曲线进行模拟，决定系数均在0.95以上，3个种源地赤皮青冈的光响应曲线特征参数最大净光合速率（Pnmax）、表观量子效率（AQE）和暗呼吸速率（Rd）均呈现降低的趋势。湖南洞口赤皮青冈在轻度和中度干旱下表现出一定的适应性和耐干旱能力，说明3个种源中湖南洞口种源对干旱胁迫的适应性较强。

关键词：赤皮青冈（Cyclobalanopsis gilva）;干旱胁迫;光合光响应特性

中图分类号：S792.99;Q945.78         文献标识码：A

文章编号：0439-8114（2020）15-0086-04

Abstract： Aiming to illustrate the photosynthetic response and adaptation mechanism of Cyclobalanopsis gilva to drought stress， simulating four soil water gradients in pot culture， the one-year-old seedlings of C. gilva from three sources were used to measure the photosynthetic light responses under drought stress. The results showed that， under different drought stress treatments， the light response curves of C. gilva seedlings from three provenances were basically the same. The non-rectangular hyperbola model fit well with the light response curves of C. gilva with the determination coefficient of 0.95. With the increase of drought stress， the maximum net photosynthetic rate（Pnmax）， the apparent quantum yeild（AQE） and dark respiration rate（Rd） of the three provenances showed a decreasing trend. The seedlings of Dongkou provenance of Hunan province showed some adaptability and tolerance under mild and moderate drought stress， which showed that the Dongkou provenance of Hunan province had a stronger adaptability to drought stress among three provenances.

Key words： Cyclobalanopsis gilva; drought stress; light response of photosynthesis characteristics

隨着全球气候变暖，中国降雨格局也随之发生改变，导致中、东部地区的季节性干旱愈加明显而严重，对该地区植物的形态结构、生理生化特性、生长和生物量等方面造成不同程度的影响[1-3]。光合作用是植物重要的生理过程之一，自然界中各种环境因子的变化会影响植物的光合作用[4]。干旱是植物经常会面临的逆境形式，土壤水分亏缺导致光合原料减少、气孔关闭、酶失活等会直接或间接影响光合作用，成为限制植物光合作用的主要因素[5-7]。而测定和拟合植物光响应曲线是研究植物光合作用的一种重要手段[8-10]，有助于了解植物光合机构的运转状况以及对干旱的适应性特征[11，12]。

赤皮青冈（Cyclobalanopsis gilva）为壳斗科青冈属常绿阔叶树种[13]，主要分布在浙江、湖南、福建、贵州、广东等省，木材纹理美观、质地优良，属于珍贵树种中的准红木等级，是一种很有发展前景的高档用材树种[14]。由于降水的季节分布不均匀，以及虫蛀、鼠害及人为干扰等不良因素的影响，海拔300～700 m范围内丘陵和山地的赤皮青冈优势群落已经很少见。目前对赤皮青冈的研究主要集中在地理分布[15]、种群生存现状[16]、种子萌发[17]与苗木培育[18]等方面，而鲜见对干旱胁迫下苗木光合生理机制的研究报道。为此，试验通过设置不同程度的干旱胁迫处理，研究3个种源地赤皮青冈幼苗光合光响应曲线的变化，揭示赤皮青冈对干旱胁迫的光合响应策略，并比较不同种源光响应特征参数变化差异，旨在为抗旱优良种源的筛选提供借鉴和参考。

1 材料与方法

1.1 材料

以3个种源地（分别为浙江省庆元县、湖南省洞口县和湖南省靖州县）的赤皮青冈一年生幼苗为试验材料，苗高（25±0.4） cm，地径（0.31±0.05） cm，重（25±0.3） g，试验在中南林业科技大学温室中进行。

1.2 方法

1.2.1 试验设计 2017年5月初，在塑料盆（上口径25 cm，下口径15 cm，高20 cm）中装入4 kg的风干红壤土（取自中南林业科技大学校园内，土壤田间持水量为41.02 %），将长势基本一致的健壮幼苗定植到塑料盆中，盆土表面盖塑料膜以降低表层土壤的水分蒸发，每盆定植1株。幼苗定植后定量浇水，保持土壤相对含水量为80%。2017年6月30日开始，将盆栽苗移入温室中，对其进行不同程度的干旱胁迫处理：对照CK（土壤相对含水量为75%～80%）、轻度干旱胁迫T1（土壤相对含水量为55%～60%）、中度干旱胁迫T2（土壤相对含水量为45%～50%）和重度干旱胁迫T3（土壤相对含水量为30%～35%）。胁迫开始后停止对幼苗浇水，每天取盆栽苗称盆、土壤和苗的总重，当盆栽土壤相对含水量达到上述4个梯度后，每天17：30称取盆、土壤和苗的总重，补充当天失去的水分，使各处理维持在设定的干旱胁迫处理梯度范围内，整个控水试验持续至8月中旬。试验采取随机区组设计，共12个处理，4次重复，共48盆幼苗。于8月中旬选择晴朗无风的天气进行光响应曲线测定。

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