不同水分供应对甘薯叶片光合与荧光特性的影响及其光响应模型比较

摘要

水分供应对甘薯生长发育、产量形成具有重要影响。为探讨不同水分处理对甘薯光合与荧光特性的影响,本研究以鲜食型甘薯‘烟薯25号’为试验材料,研究不同水分处理下甘薯叶片的光合-光响应过程及其荧光特性,并利用不同模型对光响应过程进行拟合。研究结果表明:干旱和淹水处理显著降低了甘薯叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr);当PAR≤1000μmol·m^-2·s^-1时,干旱及淹水处理Pn的降低主要受气孔限制,当PAR>1000μmol·m^-2·s^-1时,Pn的降低主要受非气孔限制。荧光参数表明,干旱及淹水处理下甘薯叶片光系统Ⅱ(PSⅡ)对光的捕获及吸收能力下降,热耗散增加。光响应模型以直角双曲线修正模型拟合精度最高,且能拟合出饱和光强,适用于不同的土壤水分环境。模型拟合参数显示,所有处理甘薯叶片初始量子效率(α)为0.039~0.055,位于0~0.125的理论范围值内,干旱、淹水处理下甘薯叶片表现出显著的光饱和、光抑制现象,光能利用减弱,且淹水处理的光利用能力小于干旱处理。综合分析认为,直角双曲线修正模型是甘薯不同水分条件下光响应变化最佳模型。干旱及淹水处理均会对甘薯光系统造成损伤,使甘薯光合能力下降,淹水比干旱更易于降低甘薯叶片对光的利用能力,高光强会加重甘薯水分的胁迫程度。