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镧稀土对鹅毛竹光合作用及叶绿素荧光特性的影响

林候  
【摘要】: 本文分别以南京林业大学竹类植物标本园的开花和未开花鹅毛竹(Shibataea chinensis Nakai)为材料,采用不同浓度(0 mg/L、100 mg/L、200 mg/L、300 mg/L)的镧稀土叶面喷施处理,于2006年6月到2006年10月期间,测定了稀土对鹅毛竹叶片光合作用及叶绿素荧光特性等生理指标的影响。结果如下: 1.镧稀土对开花鹅毛竹光合作用及叶绿素荧光特性的影响 镧稀土处理明显改变了开花鹅毛竹的净光合速率(Pn)日变化进程,使其由对照的“双峰”型转变为处理之后的“单峰”型,缓解了光合午休现象。与对照相比,试验期间不同浓度的镧稀土处理总体上明显提高了开花鹅毛竹的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、细胞间隙CO2浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)、表观量子效率(AQY)、羧化效率(CE)、叶绿素a含量(Chla)及其叶绿素总含量(Cr),而光补偿点(LCP)、CO2补偿点(CCP)、光呼吸速率(Rl)明显降低。叶绿素荧光参数结果表明,稀土处理明显降低了开花鹅毛竹的暗适应叶绿素最小荧光产额(F0),但是明显提高了暗适应叶绿素最大荧光产额(Fm)、光适应叶绿素最小荧光产额(F0')、光适应叶绿素最大荧光产额(Fm')和稳态荧光产额(Fs);对PSII最大光化学效率(Fv/Fm)影响不明显,对PSII有效光化学效率(Fv'/Fm')、PSII实际光化学效率(ΦPSII)、表观光合电子传递速率(ETR)有明显的促进作用;但是PSII激发能的分配,即光化学淬灭系数(qP)和非光化学淬灭系数(NPQ)在处理前期变化不明显,而后期明显降低。100mg/L稀土处理提高了开花鹅毛竹的超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性。不同浓度稀土处理提高了叶片可溶性蛋白质的含量。 2.镧稀土对未开花鹅毛竹光合作用及叶绿素荧光特性的影响 镧稀土处理对未开花鹅毛竹净光合速率(Pn)日变化进程的峰型没有明显的影响,但是总体上对各时间段的净光合速率(Pn)有明显的促进作用。与对照相比,试验期间不同浓度的稀土处理总体上对未开花鹅毛竹净光合速率(Pn)有一定的促进作用。稀土处理明显提高了未开花鹅毛竹的表观量子效率(AQY)、羧化效率(CE)、叶绿素a、b含量及其总含量,而暗呼吸速率(Rd)、光呼吸速率(Rl)、光补偿点(LCP)和CO2补偿点(CCP)却明显降低。叶绿素荧光参数结果表明,稀土处理降低了未开花鹅毛竹的暗适应叶绿素最小荧光产额(F0)、PSII实际光化学效率(ΦPSII)、表观光合电子传递速率(ETR),但是明显提高了暗适应叶绿素最大荧光产额(Fm)、光适应最小荧光产额(F0')和稳态荧光产额(Fs),对光适应叶绿素最大荧光产额(Fm')、PSII最大光化学效率(Fv/Fm)、PSII有效光化学效率(Fv'/Fm')、光化学淬灭系数(qP)的影响作用不明显,但是非光化学淬灭系数(NPQ)在处理之后却明显高于同期对照值。稀土处理对未开花鹅毛竹的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)以及过氧化氢酶(CAT)活性的影响作用不明显,但提高了可溶性蛋白质含量。 镧稀土对开花和未开花鹅毛竹光合特性的影响程度不同,对开花鹅毛竹的光合作用的促进作用比较明显,主要是通过提高叶片叶绿素和蛋白质含量,增强PSII实际光化学效率、降低呼吸作用以及通过提高抗氧化酶系统活性缓解光抑制等因素实现的;而对未开花鹅毛竹,稀土虽然也提高了叶片叶绿素和蛋白质含量,降低呼吸作用,但对PSII实际光化学效率没有明显的促进作用,在一定条件下反而有所降低,因此对净光合速率的促进作用不明显。两者之间的差异可能是鹅毛竹不同的生理状态造成的,不同生理状态下稀土调节的最适浓度及调节机理可能有所不同。 本研究结果为稀土调节竹类植物光合机理的研究提供理论依据,同时也为稀土调节竹子花后衰老生理的研究提供参考。


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