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本文以新疆野生的刺山柑植株为研究对象,比较了南疆的吐鲁番种群和北疆的玛纳斯种群的光合气体交换特性、叶绿素荧光动力学相关参数、营养器官的解剖结构、叶片及土壤水势的日变化特征等,对刺山柑的耐旱机制进行了初步的分析与讨论,其结果如下: 1、分别在刺山柑的始花期、幼果期和果熟期(5月初、6月底和7月底),选择晴朗无云的日子用Li-6400便携式光合作用测定仪在自然条件下测定吐鲁番和玛纳斯两个种群刺山柑光合作用的日变化以及光响应曲线。结果表明,吐鲁番和玛纳斯两个种群三个时期的光合曲线日变化模式均为双峰型曲线,均出现了光合“午休”现象;其中幼果期的净光合速率(Pn)日平均值显著低于其它两个时期,这可能是由于幼果期外界的光照过强、温度过高、空气相对湿度较低及土壤水势变化的差异显著影响所致。与同时期的荒漠其他旱生植物相比,两种群刺山柑的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(E)以及水分利用效率(WUE)等指标均较高,显示了其在干旱环境下具有一套特殊高效的光合作用机制。 2、在测定两种群刺山柑光合作用时,同时利用PAM2100便携式叶绿素荧光仪分别测定了始花期、幼果期和果熟期(5月初、6月底和7月底)吐鲁番和玛纳斯两个种群刺山柑叶绿素荧光指标的日变化。结果表明,吐鲁番种群刺山柑从始花期到幼果期和果熟期的Fv/Fm值下降程度低于玛纳斯种群,体现了其对较高光强的适应能力;而吐鲁番种群刺山柑三个时期的Y、ETR、qP、qN、Fv’/Fm’均高于玛纳斯种群,表明其具有较高的PSII总的光化学量子产量、表观光合电子传递速率、PSII反应中心的开放程度及热耗散、有效光化学效率,进一步反映了吐鲁番种群刺山柑对极端干旱环境的高度适应,耐旱性较强。 3、采用石蜡切片法研究了吐鲁番种群刺山柑实生苗与多年生植株根、茎、叶的结构特征,结果显示刺山柑具有明显的旱生结构特征。如叶片单位面积有较多数量的气孔,保证了其充分的气体交换;皮层内具发达的髓,具良好的储水功能等。这些结构特征均保障了刺山柑适应干旱恶劣环境的能力。 4、利用PsyPro型露点水势仪分别对两个种群三个时期刺山柑的叶片及其根际土壤水势的日变化进行了测定与分析,结果表明,刺山柑的叶片水势均呈现早晚较高,中午较低的日变化规律。其中始花期的叶片水势明显高于幼果期与果熟期。吐鲁番种群刺山柑的叶片水势在三个时期均低于玛纳斯种群。这与水势较低的植物耐旱性强的研究结果较一致。而在同一种群环境下不同时期刺山柑的叶片水势以及不同种群环境下刺山柑的叶片水势所呈现的差异性,进一步说明其对不同干旱环境水分条件的高度适应。两个种群刺山柑三个时期根际土壤水势的变化均较为平缓,始花期均高于幼果期和熟果期。而土壤水分条件对植物的生理影响是一个长期的过程,本实验中刺山柑根际土壤水势与其叶片水势的日变化并不一致,对于土壤水势方面的研究有待深入讨论。