弱光、低温胁迫对草莓（Fragaria ananassa Duch.）光合作用的影响

【摘要】：本试验以草莓(Fragara ananassa Duch.)为试材，研究了不同生育期、不同遮荫程度对草莓光合特性的影响；光合“午休”过程中的气孔限制与非气孔限制；光抑制现象；叶黄素循环、光呼吸、酶促保护系统对光抑制破坏的防御作用；遮荫对冠层小气候、草莓植株生长的影响；以及低温对草莓叶片气体交换和叶绿素荧光的影响。主要结果如下： 1．草莓营养生长期叶片光合作用的饱和光强约为800μmol·m~(-2)·S~(-1)，光补偿点约为48.0μmol·m~(-2)·S~(-1)；在饱和光强以上，CO_2的饱和点约为895μmol／mol，补偿点为89.0μmol／mol。晴天草莓叶片光合速率(Pn)的日变化呈双峰型曲线。 草莓光合特性与叶龄有关。不同叶位叶片的光合速率(Pn)依次是上位叶＜下位叶＜中位叶。饱和光强是上位叶＜下位叶＜中位叶，补偿点也是上位叶＜下位叶＜中位叶。CO_2补偿点是中位叶＜下位叶＜上位叶，饱和点是下位叶＜上位叶＜中位叶。 草莓光合作用的适宜温度为25℃，在此温度下净光合速率(Pn)、表观量子效率(AQY)、羧化效率(CE)及饱和光强较高。在15～35℃的范围内，光补偿点、CO_2的饱和点和补偿点随温度的升高而升高。 草莓叶片的光合“午休”有气孔限制和非气孔限制因素。胞间CO_2浓度(Ci)随遮荫程度的降低而下降，气孔限制值(Ls)则随随遮荫程度的降低而升高，并随草莓的生育期进展呈增加趋势。同时，羧化效率(CE)随遮荫程度的增加而下降。 2．自然条件下草莓叶片光合作用有明显光抑制现象，表现为午间强光下表观量子效率(AQY)及光系统Ⅱ的光化学效率(Fv／Fm)降低。营养生长期因光照强、温度高、光抑制程度较重，随生育期的进展及温光条件的改善而逐渐降低。对草莓进行不同程度的遮荫可提高AQY和Fv／Fm，降低光抑制，但因遮荫降低CE，使光合速率下降。 3．自然条件下草莓叶片对强光引起的光抑制具有自身的保护机制，在午间强光下表现为：光呼吸速率(Pr)上升，抑制Pr后光抑制加重，促进Pr后有利于提高AQY和Fv／Fm，降低光抑制；强光下叶黄素循环系统开始起动，叶黄素循环库(A+Z+V)和叶黄素循环的关键组分Z的含量增加，这有利于排散过剩的光能；强光下丙二醛(MDA)含量升高的同时，超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性也升高，及时清除草莓叶片内的活性氧，进而对草莓叶片的光合机构起到保护作用。田间喷施SOD抑制剂DDTC后，SOD活性下降，AQY、FV／Fm、Pn都呈不 同程度地降低， 日变:化基本与 光抑制加重。Pr、Z、A+V+Z、及三大保护酶(POD、SOD、CAT)的活性 PAR同步，峰值出现在12一13时，同时其活性也随遮荫程度的增加而 降低l。 4.营养生长期对草落进行不同程度的遮荫可明显改善冠层内的小气候，可降低 地温、增加土壤含水量和冠层内的空气相对湿度，促进生长，适度遮荫可提高生物学 产量，过度遮荫则降低生物学产量。 5.不同低温处理对草薄叶片气体交换和叶绿素荧光有不同的影响:2℃低温处理 15h后，Pn、CE、气孔导度(Gs)下降，Ci升高，AQY和Fo、尸v/Fm没有显著变化;8 ℃低温处理18h对气体交换和叶绿素荧光影响不大:室外自然低温处理2d和sd，即、 Gs、’泡合COZ光合速率、AQY及Fv/Fm显著下降，Ci及Fo显著升高;经低温处理后在 20℃.室内，Fv/Fm、F。、和AQY比CE和尸。恢复快;低温处理降低了Pn和Pr，但阶 下降的速率小于Pn下降的速率。