混播下柳枝稷叶绿素荧光参数及对水氮条件的响应特征

采用盆栽试验,按照白羊草(Bothriochloa ischaemum)与柳枝稷(Panicum virgatum)株数比设置5个混播比例(0∶8、2∶6、4∶4、6∶2、8∶0),在两种氮肥处理(不施氮和0.1g N·kg-1)下,测定分析柳枝稷叶绿素荧光参数对土壤水分短期自然干旱并复水[土壤含水量从80%FC(田间持水量为20%)逐渐降至20%FC后再复水至80%FC]的响应,以期揭示不同水氮及混播比例下柳枝稷与白羊草竞争关系的生理生态机制。结果显示:(1)随干旱胁迫加剧,柳枝稷最大光化学效率(Fv/Fm)、光化学猝灭(qP)、实际光化学效率(ΦPSⅡ)和表观光合量子传递速率(ETR)逐渐下降,复水后第2天各指标均可恢复到对照水平;(2)两氮肥处理下,单播柳枝稷的ETR显著高于混播,施氮处理下单播的qP显著高于混播,但非光化学猝灭系数(NPQ)相反(P0.05),且柳枝稷比例越小各指标降幅越大,表明混播后柳枝稷PSⅡ反应中心活性下降,显示出其对混播竞争的适应;(3)施氮显著提高了柳枝稷的ΦPSⅡ(13.64%~23.53%)和qP(6.12%~11.11%),降低了NPQ值(9.76%~12.82%)(P0.05),表明施氮可提高其光能利用能力,增强其与白羊草的竞争力。研究认为,不同水氮条件下,柳枝稷表现出较强的混播竞争适应性,施氮会提高其对白羊草的生态竞争能力。     

施氮和供水对混播和单播白羊草叶片叶绿素荧光特性的影响

为明确干旱条件下混播和施氮对白羊草〔Bothriochloa ischaemum(Linn.)Keng〕叶片叶绿素荧光参数的影响,采用盆栽法并设置不同混播比例〔白羊草与柳枝稷(Panicum virgatum Linn.)混播比例分别为8:0、6:2、4:4和2:6〕、施氮水平(即不施氮和1kg干土施01g纯氮)和供水条件(即正常供水和干旱胁迫6d后复水),对白羊草叶片叶绿素荧光参数的变化进行比较分析;在此基础上,采用一般线性模型分析这3个因素及其交互作用对白羊草叶绿素荧光参数的影响效应.结果显示:正常供水条件下,各处理组白羊草的最大光化学效率(Fv/Fm)、实际光化学效率(ΦPSⅡ)、表观光合电子传递速率(ETR)、光化学淬灭系数(qP)和非光化学淬灭系数(NPQ)均无明显变化.干旱及复水条件下,不施氮处理组白羊草的Fv/Fm值在干旱胁迫6 d(即土壤相对含水量最低)时降至最低值,并在复水2 d后恢复至与正常供水条件下相近的水平,而施氮处理组的Fv/Fm值则一直保持与正常供水条件下相近的水平;不论施氮与否,各处理组白羊草的ΦPSⅡ、ETR、qP和NPQ值基本上均表现为在干旱胁迫6 d时达到最高值,并在复水2 d后恢复至正常供水条件下各参数值的90%以上.总体上看,混播白羊草的qP和ETR值均高于单播白羊草,而其NPQ值则低于后者.统计分析结果表明:混播比例、施氮水平和供水条件3个因素间的交互作用对白羊草的ΦPSⅡ、qP和ETR值无显著影响,施氮水平对NPQ值的单独作用、施氮水平和混播比例的交互作用对Fv/Fm值以及施氮水平和供水条件的交互作用对ETR值也无显著影响,但这3个因素的单独作用及两两因素间的交互作用对白羊草其余叶绿素荧光参数均有显著或极显著影响.研究结果表明:一定程度的干旱胁迫有利于提高白羊草叶片PSⅡ反应中心的开放程度、光合电子传递速率和热耗散过剩光能的能力;在干旱胁迫条件下,施氮有助于白羊草叶片维持PSⅡ反应中心的活性和光化学效率;并且,与柳枝稷适度混播可改善白羊草叶片的光合性能,提高其种间竞争适应性.