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2.羊草不同龄期叶片的光-光合特性[3]
光合作用能力随叶龄的变动反映了植物生长和生理特性的变化。所以,不同龄期叶片受光照等生态因子的影响程度有明显差异。
由图3可见,羊草的不同龄期叶片的光-光合速率曲线有显著不同。其差别有以下几个方面。
图3.不同龄期羊草叶片的光-光合速率曲线
图例:1.图中数字0、10、20、30、40、50表示叶片充分展开后的天数
2.***表示显著性水平为0.001
3.测定条件适宜,即土壤水分良好,气温25.6℃,空气相对湿度60-70%。(图4-8同此)
2.1.不同龄期叶片的光合速率
图4的曲线表明,羊草的光合速率,在叶片扩展阶段逐渐升高,充分展开之后的数天内达最高值,而后随叶龄增长渐渐降低。但是,在不同光强下,各龄期叶片光合速率的下降幅度有所差异。如以展开后50天与刚展开的叶片比较,在高光强(光饱和点)、低光强(20klx)和弱光(5klx)下,其光合速率分别下降87.2%、80.3%和65.4%,亦即随着光强降低,不同叶龄叶片光合速率的差别逐渐缩小。同时,随着叶龄的增长,不同光强下的光合速率之差异也趋于减小。如以5klx和光饱和点两种光强下的光合速率进行比较,刚展开叶片和展开后50天的叶片各相差22.2 mgCO2·dm-2·h-1和1.4 mgCO2·dm-2·h-1。
图4.不同光强下羊草光合速率随叶龄的变化
图例:H.半展开的幼叶
2.2.不同龄期叶片光合作用的光特性
如图5所示,刚展开叶片的光补偿点较低,为0.7klx,而后随叶龄增长逐渐升高,展开50天时约为1klx。光饱和点、近饱和点和半饱和点以叶片刚展开时为高,分别为80klx、65klx和14.5klx,其后呈下降趋势;展开50天时依次降低40klx、25klx和3.2klx。其变动幅度,半饱和点 >近饱和点 >饱和点 >补偿点。
图5.羊草叶片光合作用的光特性随叶龄的变化
图例:a.光饱和点,b.近光饱和点,c.半光饱和点,d.光补偿点
依据羊草叶片的龄期,可大致将其分为幼龄叶、壮龄叶和老龄叶三类。幼龄叶即未完全展开的叶片;壮龄叶即植株上数第一、二片完全展开叶,其龄期为叶片充分展开后的15-20天以内;老龄叶即叶片充分展开15-20天之后,直到枯黄。老龄叶持续时间较长,又可分为老龄绿叶和老龄黄绿叶。前者约保持30-40天,相当于上数第三、四片展开叶;后者可持续30天左右,通常为上数第四、五展开叶。这三类叶片的光-光合特性如表2所示。从表中可以看出,壮龄叶的光合速率、光饱和点、近饱和点和半饱和点都较高。相反,幼龄叶和老龄叶均较低。而光补偿点,以幼龄叶较低,老龄叶较高,壮龄叶居中。
表2.羊草三类龄期叶片光-光合特性的比较
幼龄叶 | 壮龄叶 | 老龄叶 | ||
绿叶 | 黄绿叶 | |||
光饱和净光合速率(mgCO2·dm-2·h-1) | <25 | >25-30 | 25-15 | <10-15 |
光饱和点(klx) | <70 | 70-80 | 60-40 | <40 |
近饱和点(klx) | <55 | 55-65 | 50-30 | <30 |
半饱和点(klx ) | <7 | >10 | 10-7 | <7 |
光补偿点(klx) | 0.6 | 0.7 | 0.8-1.0 | 1.0-1.2 |
2.3.不同龄期叶片光合的光强系数
光合的光强系数系指光强每增加1klx时,光合速率的绝对或相对增加量。该增加量可反映羊草对光的利用能力。[2]
研究结果表明,在叶片充分展开之后,无论在何种光强下,羊草光合的光强系数都随着叶龄的增长而下降。但是,随着光强的降低,不同龄期叶片光合的光强系数降低量值逐渐增大。如图6所示,羊草光合的光强
系数,在40、20和5klx下,刚展开叶依次为0.24、0.52和1.23 mgCO2·dm-2·h-1·klx-1;展开50天的叶片,依次下降0.24、0.49和1.03mgCO2·dm-2·h-1·klx-1。
三类龄期叶片比较,在高光强下,羊草光合的光强系数均以壮龄叶较高;幼龄叶和老龄叶较低,如当光强为40klx时,前者大于0.1 mgCO2·dm-2·h-1·klx-1,后二者小于0.1mgCO2·dm-2·h-1·klx-1。在弱光下,则以幼龄叶和壮龄叶较大,老龄叶较小,如当光强为5klx时,前二者大于1.0 mgCO2·dm-2·h-1·klx-1,后者小于1.0 mgCO2·dm-2·h-1·klx-1。
图6.不同光强下羊草光合的光强系数随叶龄的变化
2.4.不同龄期叶片光合速率与光强的比值随光强的变化
光合速率与光强的比值,即光合的光强效率,可反映羊草对光的利用率。图7的曲线表明,在叶片充分展开之后,光合速率与光强的比值随叶龄增长而逐渐降低。当叶片展开50天时,光强80klx下的比值约下降87.2%。此外,同龄叶片的该比值随光强升高而减小,以刚展开叶片为例,光强80klx与5klx下比较,其比值减小73.1%。而不同龄期叶片该比值的差别,却随着光强的增加而逐渐缩小,如刚展开叶和展开50天的叶片比较,在光强5klx下该比值相差0.876 mgCO2·dm-2·h-1·klx-1,而在80klx下,仅相差0.314 mgCO2·dm-2·h-1·klx-1。
三类龄期叶片比较,在高光强下,羊草光合速率/光强比值均以壮龄叶较高,幼龄叶和老龄叶较低,如当光强为40klx时,前者大于0.5mgCO2·dm-2·h-1·klx-1;后二者小于0.5mgCO2·dm-2·h-1·klx-1。在弱光下,则以幼龄叶较大,壮龄叶次之,老龄叶较小,如当光强为5klx时,三者依次为大于1.5、1.0-1.5 mgCO2·dm-2·h-1·klx-1和小于1.0-1.5 mgCO2·dm-2·h-1·klx-1。
图7.羊草不同叶龄叶片光合效率与光强的比值随光强的变化
图例:1.数字0、10、20、30、40、50表示叶片充分展开后的天数
从上述各类龄期叶片的光-光合特性可以看出,壮龄叶对光的利用能力较强,幼龄叶仅对弱光的利用能力较高。而处于冠层下部的老龄叶,在弱光下的相对光合速率较高,如当光强5klx时,最上展开叶与上数第四叶分别为22.7%和43.0%。老龄叶的这个特性,对羊草群落的光能利用是有利的。
老龄叶的光合速率和光饱和点降低,光补偿点升高,以及光合速率/光强比值较小的原因,可归因于CO2固定酶活性的降低,气孔和叶肉细胞扩散阻力的增高以及叶绿素含量的减少。[28,32,35]对羊草不同叶位叶片气孔阻力的测定结果表明,从最上展开叶始,随着叶位下移,气孔阻力逐渐升高。(图8)这与光合特性随叶位的变动规律相一致。
图8.羊草不同叶位气孔阻力的变化
图例:H.未展开叶
测定条件:光强90klx,气温20.5℃,相对湿度48%
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GMT+8, 2024-4-19 21:20
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