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香椿的光合特性

日期:2021-01-31 类别:文章返回列表页

香椿光合作用随植株生 长而逐渐增强,至6月份达高峰,至10月中旬随叶片衰老及环境改变光合作用减弱。因此,应采用合理的裁培管理措施,满足植株生长需要,维持叶片旺盛的生理功能,使叶片的光合能力较长时间维持在较高水平上,增加树体营养积累,为冬春嫩芽生产奠定物质基础。7月份香椿叶片光合速率日变化表现出明显的“午休”现象,这与该时间光照强、温度高、湿度低导致的气孔阻力增加有重要关系。通过徐坤和康立美的试验,证明中午香椿的光合速率降低还与叶肉组织光合能力降低有关。香椿在露地生长过程中,光强一般不会成为限制光合作用的因子 ,但在生产嫩芽的冬季,由于光照的季节变化及大棚覆盖物的遮挡,使光强大为减弱,从而使光合作用因光的不足而减弱。从光合速率对二氧化碳的需求来看,增施二氧化碳对香椿丰产有重要作用。但由于冬季大棚温度低、光照弱,增施二氧化碳对香椿产量的影响尚需进一步研究。


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河北农业大学的何俊萍、高志至等研究了香椿苗期的光合作用特性。以下是光照强度、温度、CO2浓度、土壤湿度等对净光合速率的影响。

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光照强度对净光合速率的影响


结果表明,香椿苗的光补偿点为1.1千勒克斯(Pn=0.564l-0.636,r=0.9966, I<8千勒克斯)。I从1.1千勒克斯增10千勒克斯。Pn迅速增加。I为10~30千勒克斯,Pn增加缓慢。30千勒克斯为香椿苗的光饱和点,此时Pn达最大值。超过30千勒克斯,Pn迅速下降(Pn=10.149- 0.117l,r=0.9945,I>40 千勒克斯)。因此,香椿苗期具有喜光忌强光的特性。

光呼吸速率(Rp)随光强的增加而缓慢增加。由此可见,高光强下,Rp可部分地造成Pn下降。高光强造成Pn下降的主要原因可能还与高光强造成光合器官的光化学活性或生化活性的降低有关。这有待进一步研究。

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温度对净光合速率的影响


香椿苗的净光合速率随温度的升高呈抛物线型变化(I=30 千勒克斯)。在20℃以下时,随温度增加Pn也迅速增加。当气温达22~24℃时,Pn达最大值[C02,5.87毫克/(分米˙小时)]。以后随温度增加Pn迅速下降。 因此,香椿苗的光合最适温度为22~24℃。

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CO2 浓度对净光合速率的影响


在饱和光强(30千勒克斯)和光合最适温(T=22.0℃±1.5℃)条件下测得香椿苗的CO2 补偿点为86微升/升(Pn=0.110Ca-9.453,r=0.9941,Ca<250微升/升)。随着CO2浓度的增加,净光合速率急剧增加,至600微升/升达到CO2饱和点。

 

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土壤湿度对净光合速率的影响


对香椿幼苗进行土壤湿度控制试验,结果表明,土壤湿度对香椿幼苗的光合能力影响很大。土壤相对湿度85%时,香椿幼苗的Pn最高,达CO2 8.59毫克/(分米˙小时),叶片的光合能力最强。土壤水分的盈亏会使Pn降低31.3% ~80.1%,叶片的光合能力大幅度下降。


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山东农业大学园艺科学与工程学院的张立伟等人,采用新型半导体光源发光二极管精量调制光质(红光、蓝光和红蓝混合光),以普通日光灯(自光)为对照,研究了不同光质对香椿苗生长的影响。结果表明,红光处理香椿苗的株高、鲜质量、干质量、可溶性糖含量均较高。蓝光处理香椿苗叶绿素含量、可溶性蛋白含量较高。说明照射红光或蓝光可促进香椿苗的生长。南京农业大学的鲁燕舞等人也探究了不同光质处理对香椿芽苗菜生长及营养品质的影响,他们以黑暗为对照,将香椿苗置于白、红、黄和蓝四种发光二极管(LED)光源的光照培养箱内培养,日照光12小时,光照强度为30微摩尔/(米˙秒)±3微摩尔(米˙秒),照光培养13 天后测定香椿芽苗菜的各项生长和品质指标。结果表明,白光处理下生长的香椿芽苗菜可食干质量、全株干质量、可食率、维生素C和可溶性糖含量显著高于对照和其他光质处理。蓝光处理下香椿芽苗菜可溶性蛋白和游离氨基酸含量最高且显著高于对照和其他光质处理。红光处理能显著降低硝酸盐含量,其次是白光和蓝光处理。与对照和其他光质处理相比,白光和黄光处理下生长的香椿芽苗菜地上部分的总黄酮含量显著提高,白光处理的芽苗菜地下部分的总黄酮含量显著提高。与对照相比,红光处理下香椿芽苗菜子叶中的花青苷含量最高,其次是黄光处理。所以白光照射有利于香椿芽苗菜的生长,提高可食率,改善部分营养品质。


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不同光质下香椿苗株高的变化


香椿苗生长过程中,红光处理显著促进香香椿苗茎伸长,而蓝光处理显著抑制香椿苗茎伸长。红蓝混合光处理与对照相差不多,但始终高于对照。香椿苗株高为:红光>红蓝混合光>对照>蓝光,说明红光可能引起香椿苗徒长。


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不同光质下香椿苗单株鲜质量的变化


香椿苗生长过程中,在生长18~24天期间鲜质量增长迅速,在生长24~30天期间鲜质量增长平稳。红光处理显著促进香椿苗鲜质量的增长,整个生长期间香椿苗鲜质量显著高于其他处理。而蓝光处理使香椿苗鲜质量增长缓慢,在整个生长期间香椿苗鲜质量显著低于其他处理。红蓝混合光处理与对照相差不大,在生长18~21天期间红蓝混合光处理香椿苗鲜质量高于对照,在生长21~30天期间则相反。

 

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 不同光质下香樁苗单株干质量的变化


随着香椿苗的生长,干物质不断积累,前期积累缓慢,后期积累迅速,这可能是因为随着香椿苗的长大,光合能力增大有关。在香椿苗生长过程中,红光处理显著促进香椿苗干物质积累,而蓝光处理显著抑制香椿苗干物质积累,红蓝混合光处理与对照相差不大,前期红蓝混合光大于对照,后期则相反。综上说明红光下香椿苗净光合作用可能大于蓝光下香椿苗净光合作用。

 

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不同光质下香椿苗叶绿素含量的变化


随着香椿苗的生长,叶绿素含量总体呈先增加后减少的趋势。在整个生长期间,蓝光处理香椿苗叶绿素含量显著高于其他处理,且差异显著。各处理叶绿素含量都是在生长27天达到最大值,然后下降。对照叶绿素含量变化比较缓慢,其他处理则比较剧烈。生长18天,红光处理香椿苗叶绿素含量显著低于其他处理,其他处理之间相差不大。生长21天红光处理香椿苗叶绿素含量增加迅速,红蓝混合光增加缓慢,在生长21天、24天红光处理香椿苗叶绿素含量大于红蓝混合光,在生长27天又超过对照,但是接着迅速下降,在生长30天红光处理香椿苗叶绿素含量小于其他处理,可见,红光处理对香椿苗叶绿素影响比较活跃。


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不同光质下香椿苗可溶性糖含量的变化


随着香椿苗的生长,香椿苗可溶性糖含量的变化趋势基本一致,先升高后降低,表现为在生长初期稳定上升后,随着生长期呈现缓慢下降的趋势。生长18天蓝光处理香椿苗可溶性糖含量显著低于其他处理。从生长21天开始,红光处理香椿苗可溶性糖含量显著高于其他处理。生长24天,除对照外各处理香椿苗可溶性糖含量达到最高值,然后开始下降。蓝光处理除生长24天外,香椿苗可溶性糖含量显著低于其他处理。生长27天,除对照外各处理香椿苗可溶性糖含量达到最高值,然后开始下降。生长30天红光处理香椿苗可溶性糖含量与对照相差不大。


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不同光质下香椿苗可溶性蛋白含量的变化


随着香椿苗的生长,香椿苗可溶性蛋白含量的变化趋势相同,先经历一下降的过程然后上升。生长18天红蓝混合光处理与红光处理香椿苗可溶性蛋白含量相差不大,蓝光处理香椿苗可溶性蛋白含量与对照显著高于另外两种处理。生长21天和24天,蓝光处理香椿苗可溶性蛋白含量高于其他处理,而红光处理香椿苗可溶性蛋白含量低于其他处理,红蓝混合光处理与对照相差不大。生长24天和27天,各处理香椿苗可溶性蛋白含量相继达到最小值,两个时间段差异不明显,在生长27天各处理香椿苗可溶性蛋白含量开始急剧上升。生长30天蓝光处理香椿苗可溶性蛋白含量显著高于其他处理,且差异显著。



蓝光显著抑制香椿苗茎伸长,原因可能是由于蓝光能提高IAA氧化酶的活性和引起细胞壁的可塑性下降。而红光则显著促进香椿苗茎伸长,与SmithC、杜健芳、杜洪涛等研究结果相同,也与红光下生长的植物碳水化合物含量和光合速率较高相一致。MeijerE认为植物的伸长并不仅是因为红光作用的结果,还与蓝光的缺乏有关,这也说明了为什么红蓝混合光下香椿苗茎矮于红光下香椿苗茎。

香椿作为蔬菜食用时,鲜质量体现了产量、效益高低。香椿作为苗木时,鲜质量可以作为香椿健壮和体内物质代谢的重要指标。研究发现,红光处理下的香椿苗鲜质量达到最大值且显著高于其他处理,而蓝光处理结果则正好相反,说明红光有利于碳水化合物形成,而蓝光不利于碳水化合物形成,这与齐连东研究结论相似。植物干质量反映了净光合作用的大小。红光显著促进香椿苗干物质积累,蓝光相反,这与齐连东研究结果相同。红光显著促进香椿苗干物质积累,可能与红光下主长的植物光合速率较高有关。蓝光对植物叶绿体光合片层结构的破坏影响了植物的碳同化作用,这可能是蓝光显著抑制香椿苗干物质积累的重要原因。


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利用LED光调控技术培育绿化型、半绿化型芽苗菜是一项节能环保、经济且简便易行的新方法,完全可以取代有食品安全隐患的化学调控,有效提高芽苗菜产量和品质,产生显著的社会、经济效益。白光下生长的香椿芽苗菜可食干质量、全株干质量、可食率、维生素C和可溶性糖含量显著高于对照和其他光质处理,且白光处理显著提高了总黄酮含量。因此,利用合适的LED光源促进芽苗菜次生代谢物的合成,提高芽苗菜的品质是可行的。

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