9.2.1 光合作用日进程参数

更新于 2026年10月10日 版权声明
9.2.1 光合作用日进程参数

净光合速率(Pn)及其气孔导度(Gs)的日进程见图9-1。4月,东南向叶片于早晨7:30左右Pn由负值转为正值,说明在这个时间段光合速率超过了呼吸速率,西北向叶片稍晚;东南向叶片于9:30左右出现全天第一个Pn高峰,为13.0361μmol CO2/(m2·s),此后Pn呈下降趋势,14:30左右出现次高峰,但不明显,此时Pn为10.8122μmol CO2/(m2·s);西北向叶片的Pn在10:30以后渐渐大于东南向叶片,并于11:30左右出现Pn高峰,为12.6190μmol CO2/(m2·s),其高峰值略小于东南向叶片,此后都以明显大于东西向叶片的Pn进行光合作用;直至14:30以后,西北向叶片与东南向叶片的Pn差异不显著(p>0.05)。内部叶片的Pn日进程表明,内部叶片全天都在进行着低速率的光合作用,全天Pn都在2μmol CO2/(m2·s)以下,于13:30左右出现Pn峰值,为2.0188μmol CO2/(m2·s)。10月,西北向叶片与东南向叶片的Pn日进程都表现出单峰状态,在11:30前东南向叶片的Pn稍大于西南向叶片;东南向叶片和西北向叶片都在12:30左右达到Pn高峰,分别为13.6724和13.7214μmol CO2/(m2·s);此后,东南向叶片的Pn都小于西南向叶片,但两者的全天的Pn差异不显著(p>0.05)。内部叶片比4月时状态更差,Pn都在1.5μmol CO2/(m2·s)以下。不同季节的Gs日变化基本与Pn日进程同步。4月,东南向叶片分别在9:30和14:30出现Gs高峰,分别为0.1926和1359μmol CO2/(m2·s);西北向叶片则在11:30出现Gs高峰,为0.1647μmol CO2/(m2·s);内部叶片亦在13:30左右出现Gs峰值。与4月相比,10月的东南向叶片和西北向叶片的Gs曲线都呈现单峰状,于12:30出现峰值,分别为0.1434和0.1347μmol CO2/(m2·s),分别是4月的74.45%和81.79%。

图示

图9-1 旱季和雨季净光合速率和气孔导度的日变化

旱季的午前,酒竹光能利用效率(PE)峰值比Pn峰值提早1h左右出现,这主要是由测量中有效光辐射的波动引起的,同时也说明酒竹Pn所对应的光照强度弹性较大,其光系统的适应范围较广,可以适应较大范围的光照强度。同样的结果出现在雨季的午前和午后。而旱季的午后PE的峰值几乎与Pn的峰值同时出现。总体而言,雨季的PE比较平稳。

图9-2所示为胞间CO2浓度(Ci)和蒸腾速率(Tr)的日变化。旱季和雨季不同方向叶片的Ci有类似之处:早晨和傍晚的Ci都比较高,之后平稳下降,至13:30左右有小高峰出现;10月的Ci变化幅度比4月的大;同样的,Ci小高峰的值也比4月大,差异显著(p<0.05),4月的内部叶片没有出现这样的小高峰。不同季节不同方向叶片Tr在早晨和傍晚较低,基本都在12:30左右达到当天的高峰;同一季节不同方向叶片的Tr日变化差异不显著(p>0.05);10月的东南向叶片和西北向叶片的Tr分别为4.7404和4.6246mmol H2O/(m2·s),4月分别为3.7206和3.4229mmol H2O/(m2·s),10月的Tr明显比4月小,差异显著(p<0.05);内部叶片的Tr与Pn类似,处于比较低的状态,4月和10月的最大值分别为0.9378和1.0045mmol H2O/(m2·s)。

图示

图9-2 旱季和雨季胞间CO2浓度、蒸腾速率的日变化

图9-3为东南向叶片的气孔限制值(La)、水分利用效率(WUE)和光能利用效率(PE)的日变化。可以发现,不同季节的La与Gs、Ci有直接的联系[4](见表9-1、表9-2);4月,La分别在9:30和13:30左右出现了低值,分别为0.3656和0.4655;10月则在12:30左右出现低值,为0.3268;而不同季节早晨和傍晚的La都较低,是因为大气CO2浓度(Ca)上升。不同季节的WUE日变化表现较统一,与蒸腾作用有直接联系[8](见表9-1、表9-2),但在WUE第一个峰值出现的时间段各季节不同,4月出现于8:30,而10月出现于10:30。不同季节的PE日变化也表现得比较统一,分别于9:30和16:30左右出现峰值,其第一个峰值的出现是因为经过一定时间的光诱导后Pn上升,而第二个峰值是光量子通量密度减少所造成的。

图示(https://www.daowen.com)

图9-3 旱季和雨季气孔限制值、水分利用效率和光能利用效率的日变化

表9-1 雨季光合作用日进程参数的相关性和显著性

图示

注:Pn表示净光合速率;Gs表示气孔导度;Ci表示胞间CO2浓度;Tr表示蒸腾速率;Tleaf表示叶温;PAR表示光量子通量密度;La表示气孔限制值;WUE表示水分利用效率;PE表示光能利用效率

4月的Pn与Ci、Tleaf和PE相关性差异显著(见表9-1),其中与Ci呈负相关性,与Gs、Tr、PAR和WUE相关性达到了差异极显著;Gs与Ci、Tleaf相关性差异显著,其中与Ci呈负相关性,与Tr、PAR和WUE相关性差异极显著,与PE有微弱的正相关性;Ci与La呈负相关性,与Tr、Tleaf和PAR呈极显著的负相关性;Tr与Tleaf、PAR呈极显著的正相关性,与WUE有微弱的正相关性;Tleaf与PAR呈极显著的正相关性,与La有微弱的正相关性;PAR与La有微弱的正相关性;WUE与PE呈极显著的正相关性。

10月的各个光合作用日进程参数与4月的类似,仅个别参数的差异显著性不同(见表9-2)。10月的Pn与Gs、Ci、Tr、Tleaf、PAR、La、WUE、PE的相关性均达到了极显著,其中与Ci呈负相关性;Gs与Ci、Tleaf、La相关性差异显著,其中与Ci呈负相关性,与Tr、PAR、WUE的相关性差异极显著,与PE有微弱的正相关性;Ci与Tr、Tleaf、PAR、La和WUE呈极显著的负相关性;Tr与Tleaf、PAR呈极显著的正相关性,与La有正相关性,与WUE有微弱的正相关性;Tleaf与PAR、La呈显著的正相关性,与WUE有正相关性;PAR与La、WUE有极显著的正相关性;La与WUE、PE呈极显著的正相关性;WUE与PE呈极显著的正相关性。

表9-2 旱季光合作用日进程参数的相关性和显著性

图示

注:Pn表示净光合速率;Gs表示气孔导度;Ci表示胞间CO2浓度;Tr表示蒸腾速率;Tleaf表示叶温;PAR表示光量子通量密度;La表示气孔限制值;WUE表示水分利用效率;PE表示光能利用效率

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