老芒麦( Elymus sibiricus)，亦称西伯利亚披碱草。具有分蘖能力强、生长快、产草量高、品质好等优良特性；是我国温带和西南地区中高山地带广泛种植的牧草品种之一。该植物在种草养畜和草地生态保护中有着重要作用。以往对其生态适应性、生物学特性、生产性能、育种和栽培管理等方面研究较多，光合生理生态特性研究为数很少。本文研究了这种牧草光合速率与光辐射和温度的关系。

1.条件和方法

研究地点位于内蒙古锡林河畔，中国科学院内蒙古草原生态系统定位站内。该地区属温带大陆性气候，典型草原地带，栗钙土，海拔高度约1200m。

   测定样品老芒麦移自当地天然草原，土壤保持原状，盆栽；生长期间供水良好，生长健壮。在实验室人工光源 (碘钨灯) 下，采用红外线CO₂分析仪和叶室联用法，开放气路系统，在不同生育期分别测定不同光辐射和温度下的光合速率。整个生育期共测定7次，依次为营养期、孕穗期、抽穗期、开花期、灌浆初期、灌浆中期和灌浆后期。测定部位均为最上充分展开叶；通常重复5次。

2.结果和分析

2.1老芒麦叶片光合作用与光辐射的关系

2.1.1老芒麦叶片光合速率随光辐射的变化

图1为不同生育期老芒麦叶片光合速率随光辐射的变化。分析表明，光合速率与光辐射均呈双曲线关系，相关系数都大于0.95，极显著。结果显示，在不同光辐射下，光合速率均随生育期后移而减小；但在弱光辐射下，光合速率降低幅度更大。如以营养期的光合速率为100%，则灌浆后期的相对光合速率在90、180、520和1100μmol·m^-2·s^-1 光辐射下依次为14.2%、17.8%、21.8%和23.2%。

2.1.2老芒麦叶片光合作用的光特性

光饱和点为植物呈现最大光合速率时的光辐射强度；近饱和点和半饱和点分别为最大光合速率95%和50%时的光辐射强度。光补偿点为光合速率为0时的光辐射强度。

研究结果表明，光合作用的光特性均随生育期而变化。光饱和点，在营养期较低，随着植物的生长发育，逐步上升，到抽穗期出现最高值，其后渐渐下降；营养期和灌浆期分别为抽穗期的79%和68%；近饱和点与光饱和点的变动规律相同。半饱和点，随生育期后移而逐渐升高，在灌浆中后期出现最高值，为营养期的142%。光补偿点在生育前期较低，抽穗期较高，其后略降。（表1）

表1 不同生育期老芒麦叶片光合作用的光特性

（单位：μmol·m^-2·s^-1 ）

2.1.3老芒麦叶片光合作用的光辐射系数

光合作用的光辐射系数为光辐射强度每变化1μmol·m^-2·s^-1时，光合速率（μmol CO₂·m^-2·s^-1 ）的变化量。以此定量说明光辐射对光合速率的影响程度。

从表2可以看出，在低辐射下，光辐射系数以营养期最高，其后，随生育期后移逐渐降低；灌浆后期仅为营养期的17.8%。在高辐射下，虽然亦是营养期最高，但随生育期的变化幅度较小，灌浆后期仅为营养期的57.6%。

表2 不同生育期老芒麦叶片光合的光辐射系数

（单位：μmol·m^-2·s^-1/μmol·m^-2·s^-1）

2.1.4不同光辐射下老芒麦叶片的光能利用效率

表3的数据表明，在不同的光辐射下，均以营养期的光能利用效率最高，孕穗期至开花期有所下降，但比较平稳；灌浆期降低幅度较大。灌浆后期与营养期比较，在光饱和点、近饱和点和半饱和点下，其光能利用率依次降低72.0%、76.7%和85.7%。

表3 各生育期不同光辐射下老芒麦叶片的光能利用效率(%)

2.2老芒麦叶片光合作用与温度的关系

2.2.1老芒麦叶片光合速率随温度的变化

图2显示，从低温开始，老芒麦的光合速率随温度上升而升高，到达一定温度后，光合速率保持平稳状态，此时处于最适温度阶段；当温度继续升高时，光合速率逐渐下降，直到高温补偿点，光合速率降至0。无论在最适温度的低温侧，还是在高温侧，光合速率与温度之间均呈二次多项式关系。分析表明，其相关系数均大于0.98。进一步比较可以看出，其光合速率随着生育期后移而降低的幅度，在最适温度下，降低幅度较小；在低温侧，温度愈低，降低幅度愈大；在高温侧，温度愈高，降低幅度愈大。如灌浆后期与营养期比较，在最适温度下降低59%；在低温侧的20℃和10℃分别下降60%和76℃；在高温侧的40℃和50℃分别下降65%和89%。

2.2.2老芒麦叶片光合作用的温度特性

表4的数据表明，老芒麦光合作用的最适和适宜温度幅度，大致在开花期之前较宽，灌浆期相对较窄。温度饱和点以抽穗期之前较低，开花期之后升高，其后基本没有变化。高温补偿点在开花期之前较高，其后逐渐降低。低温补偿点的计算值在整个生育期几无变化。

表4 不同生育期老芒麦叶片光合作用的温度特性（℃）

2.2.3老芒麦叶片光合作用的温度系数

光合作用的温度系数为温度每变化1℃时，光合速率（μmol CO₂·m^-2·s^-1 ）的变化量，以此定量说明温度对光合速率的影响程度。

计算结果显示，不同温度下其光合作用的温度系数不同；但在同一温度下，温度系数随生育期的变化趋势是一致的。现以15℃（低温侧）和35℃（高温侧）为例进行表述。由表5可见，老芒麦光合作用的温度系数，在最适温度的低温侧，以抽穗-开花期较高，之前和之后均相对较低，如15℃时，以抽穗期为100%，则营养期和灌浆后期分别为61.2%和31.1%；在高温侧，以营养期较高，其后大致呈降低趋势，如35℃时，以营养期为100%，则开花期和灌浆后期分别为69.0%和37.5%。

表5 不同生育期老芒麦叶片光合作用的温度系数

（单位：μmol·m^-2·s^-1/℃）

2.2.4不同光辐射下老芒麦叶片的光能利用效率

老芒麦的光能利用系数，在不同温度下有所不同；但在同一温度下，其随生育期的变化趋势也是一致的。表6以最适温度、10℃（低温侧）和40℃（高温侧）为例予以说明。在整个生育期，均以最适温度时的光能利用效率最高，高温侧和低温侧均明显降低，如在营养期，以最适温度时为100%，则10℃和40℃时，分别为80.3%和71.8%。在某一温度下，老芒麦的光能利用效率均随生育期后移而降低，如在最适温度、10℃和40℃时，灌浆后期分别为营养期的23.9%、15.2%、18.1%。

表6 各生育期不同温度下老芒麦叶片光合作用的光能利用效率(%)

2.3老芒麦与羊草、冰草、大针茅光合生态特性的比较

从表7可以看出，老芒麦与羊草和冰草比较，其光饱和点、光补偿点、最适温度幅度均小于后二种植物；光饱和点时的光能利用效率显著地大于后二者；光饱和光合速率、高温补偿点和适宜温度幅度，高于羊草，低于冰草；温度饱和点低于羊草，与冰草相近。

表7 老芒麦与羊草、冰草、大针茅光合生态特性的比较

备注：测定期间为营养期。

（测定者：杜占池  杨宗贵）