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野生酸枣光合及叶绿素荧光参数对土壤干旱胁迫的响应
引用本文:杨 锐,郎 莹,张光灿,毕庶刚,徐海东,任冉冉,王 蕾,张淑勇.野生酸枣光合及叶绿素荧光参数对土壤干旱胁迫的响应[J].西北植物学报,2018,38(5):922-931.
作者姓名:杨 锐  郎 莹  张光灿  毕庶刚  徐海东  任冉冉  王 蕾  张淑勇
作者单位:山东省土壤侵蚀与生态修复重点实验室山东农业大学林学院;临沂大学农林科学学院;山东省烟台市水文局
基金项目:国家自然科学基金(No. 31500511, 3150030299, 31700553);
摘    要:为探究鲁中地区自然条件下野生酸枣光合生理参数对土壤逐渐干旱的响应机制,明确其与土壤水分的定量关系。该研究以2年生野生酸枣盆栽苗为实验材料,采用人工给水和自然耗水相结合法模拟自然条件下土壤干旱过程,分析野生酸枣叶片光合作用和荧光参数对土壤水分含量(RWC)的响应过程及其机制。结果表明:(1)野生酸枣叶片气体交换参数净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、水分利用效率(WUE)均随着土壤含水量的增加表现出先升高后降低的趋势。当RWC38.5%时,P_n下降,而胞间二氧化碳浓度(Ci)上升,气孔限制值(L_s)下降,叶片光合速率下降主要是非气孔限制因素所致;当RWC在38.5%~65.1%范围内,野生酸枣P_n下降,伴随C_i、气孔导度(G_s)均降低,野生酸枣叶片光合速率下降处于气孔限制阶段。(2)通过P_n和WUE对土壤水分的阈值模拟,发现维持野生酸枣叶片具有较高光合生产力的土壤水分范围为46.0%~0.5%,维持其较高水分利用效率的水分范围为56.3%~73.9%。(3)在土壤逐渐干旱过程中(RWC范围为29.9%~86.5%),野生酸枣最大荧光(F_m)、PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)、PSⅡ实际光化学效率(ΦPSⅡ)逐渐降低,初始荧光(Fo)显著升高,光化学猝灭(qP)先升高再降低,非光化学猝灭(NPQ)在过高(RWC83.7%)或过低(RWC38.5%)的土壤水分下呈现较高值,表现出热耗散增加。研究认为,野生酸枣叶片气体交换参数及叶绿素荧光参数对土壤水分均具有明显的阈值响应,阈值点的土壤相对含水量大约为38.5%,低于阈值时叶片光合速率由气孔限制转向非气孔限制,PSⅡ受到损伤,电子传递受阻,光合机构受到破坏。

关 键 词:干旱胁迫  光合作用  叶绿素荧光  野生酸枣

Responses of Photosynthesis and Fluorescence of Ziziphus jujuba var. spinosa to Soil Drought Stress
YANG Rui,LANG Ying,ZHANG Guangcan,BI Shugang,XU Haidong,REN Ranran,WANG Lei,ZHANG Shuyong.Responses of Photosynthesis and Fluorescence of Ziziphus jujuba var. spinosa to Soil Drought Stress[J].Acta Botanica Boreali-Occidentalia Sinica,2018,38(5):922-931.
Authors:YANG Rui  LANG Ying  ZHANG Guangcan  BI Shugang  XU Haidong  REN Ranran  WANG Lei  ZHANG Shuyong
Abstract:
Keywords:soil extreme drought  photosynthesis  chlorophyll fluorescence  Ziziphus jujuba var  spinosa
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