蕨菜光合生理生态特性的研究

【摘要】： 蕨菜是一种天然绿色食品,生长在无污染的环境中,富含多种人体所需营养成分,而且还具有一定的药用价值及保健作用,因而深受消费者的欢迎。然而对蕨菜的人工驯化及种植栽培缺乏基础性的研究。本文以在实验地人工种植的蕨菜及在实验室利用人工植物生长箱培育的蕨菜为实验材料,利用Li-6400光合测定仪测定自然状况下蕨菜的光合生理生态指标,对蕨菜的光合生理生态日动态变化进行分析,同时在实验室对处于不同生长阶段的蕨菜进行模拟单一生态因子递增对其光合生理生态的影响实验。利用Excel及SPSS软件对实验数据进行统计和分析。 结果显示,5、6月份蕨菜的净光合速率日变化呈单峰型,均没有出现“光合午休”现象,但6月份蕨菜的净光合速率最大值较5月份的高,且净光合速率出现最大值的时间也较5月份要早,由此可知,进入6月份以后,蕨菜进入了快速生长期。5、6月份蕨菜的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率受多个环境因子的综合影响,而且各个环境因子间相互制约。不同时期起主导作用的环境因子有所差异,而且同一环境因子在不同时期的影响强度也有所不同。其中光合有效辐射是对蕨菜光合作用影响最为强烈的因子,与蕨菜的净光合速率和蒸腾速率均有极显著的相关关系。最不受环境因子限制的光合生理特性是叶片的气孔导度,只在非常时期,如相对湿度非常大或者光合作用比较大时会随着相对湿度和光合有效辐射的变化而变化,从而更有利于蒸腾作用。通过蕨菜光合生理生态特性对光合有效辐射强度,CO_2浓度、空气温度递增的响应实验及对实验数据的统计分析,结果表明,蕨菜的光合补偿点较低,约为50μmol·m~(-2)·s~(-1),由于蕨菜属于C_3植物,催化CO_2羧化的关键性酶Rubpsico的羧化效率较低,因而CO_2补偿点较C_4植物高,约为48μmol·mol~(-1)。随着蕨菜的生长,光合机构进一步完善及数量的增加,光合饱和点也较生长初期有所提高,但均未超过400μmol·m~(-2)·s~(-1),这与蕨菜喜欢生长在遮阳的环境相符。当光照强度达到光合饱和点以后,如果增加环境中的CO_2浓度,则能在一定程度上提高植物的净光合速率,提高蕨菜对光能的利用效率。温度同样影响着蕨菜的正常生长发育,实验条件下,在10～29℃内,蕨菜均能进行生长发育,但在蕨菜不同的生长时期,对温度的耐受程度不同,在蕨菜出土前5天,当温度超过26℃,蕨菜的净光合速率下降明显,随着蕨菜的生长,对温度的耐受限度也有所提升,在蕨菜生长进入第6天以后,当温度超过29℃时,则对蕨菜的生长产生负面影响。