连作杨树人工林光合作用的日变化过程及生理生化机制

摘要

为深入了解连作状态下杨树气体交换参数、生理生态特征，解决杨树人工林的生态问题提供化学思路，在山东省泰安市宁阳县高桥林场，以不同代数的7年生杨树为试验材料，通过测定不同代数杨树的光合参数与生化参数，以探索不同连作代数对杨树气体交换参数和生理生化参数的影响，从气孔限制与非气孔限制等角度揭示连作对杨树光合作用的影响过程与机制，从植物光合生理层面揭示连作人工林生产力衰退机制，揭示连作条件下杨树光合作用效率指标的响应过程与机制。得出以下几个结论:
　　(1)连作对光和参数的影响
　　13:00前，二代林的光能利用效率(LUE)高于一代林;13:00后，一代林的LUE反超二代林，二代林的净光合速率（Pn）在显著低于一代林，且水分利用效率(WUE)高于一代林。13:00前，二代林的气孔限制值（Ls）大于一代林，胞间CO2浓度(Ci)低于一代，说明连作加强了上午时段的气孔限制。
　　(2)连作对生化参数的影响
　　二代林可溶性糖(Ss)、脯氨酸(Pro)含量全天高于一代林，超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)与过氧化氢酶(CAT)的日变化曲线变化趋势有相似，峰值均出现在13:00左右，且表现为一代林高于二代林，丙二醛(MDA)含量为二代显著高于一代，说明连作增加了膜脂过氧化程度。同时，二代杨树叶片的叶绿素含量明显低于一代杨树(图8)，说明连作成为合成叶绿素的障碍。
　　(3)限制光合作用的因素
　　胞间CO2浓度(Ci)与气孔限制值（Ls）的变化趋势相反，且二者的变化具有同步性。在上午时段（11:00以前）与下午时段（13:00以后）限制两代人工林Pn的原因不同，在上午以气孔限制为主（即由于气孔因素造成的CO2供应不足），下午转变为非气孔限制（即环境因子的胁迫已导致叶肉细胞光合机构的光合能力下降）。

目录

声明

符号说明

摘要

1 引言

1．1 研究目的与意义

1．2 研究进展与现状

1．2．1 日变化过程的气孔与非气孔限制

1．2．2 连作导致人工林地力衰退的表现及原因

1．2．3 杨树人工林研究现状进展

2 研究内容与方法

2．1 技术路线

2．2 试验地概况

2．3 试验材料

2．4 试验方法

2．4．1 叶片光合生理参数测定

2．4．2 叶片生理生化指标测定方法

2．5 数据处理

3 结果与分析

3．1 不同代数杨树光合生理参数的日变化过程

3．1．1 不同代数杨树净光合速率(Pn)的日变化过程

3．1．2 不同代数杨树蒸腾速率(Tr)的日变化过程

3．1．3 不同代数杨树水分利用效率(WUE)的日变化过程

3．1．4 不同代数杨树气孔导度(Gs)的日变化过程

3．1．5 不同代数杨树胞间CO2浓度(Ci)及气孔限制值(Ls)的日变化过程

3．1．6 不同代数杨树光能利用率(LUE)的日变化过程

3．2 不同代数杨树杨树生理生化指标的日变化过程

3．2．1 不同代数杨树叶片叶绿素含量的日变化过程

3．2．2 不同代数杨树叶片相对含水量的日变化过程

3．2．3 不同代数杨树叶片可溶性糖(Ss)和脯氨酸(Pro)含量的日变化过程

3．2．4 不同代数杨树叶片抗氧化酶活性和丙二醛的日变化过程

4 讨论

4．1 连作对杨树光和参数日变化过程的影响

4．2 气孔限制与非气孔限制

4．3 连作对杨树生理生化参数日变化过程的影响

4．3．1 连作对杨树叶绿素含量的影响

4．3．2 连作对杨树叶片相对含水量的影响

4．3．3 连作对杨树叶片可溶性糖(Ss)和脯氨酸(Pro)含量的影响

4．3．4 连作对杨树叶片抗氧化酶活性和丙二醛(MDA)的影响

5 结论

参考文献

致谢