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在天然羊草草原中,常常可以见到不同叶色的羊草种群呈斑块状镶嵌分布,这是由于自然界中存在着各种复杂的环境条件,而羊草种群长期适应不同的生态环境,使其形态结构等方面发生了稳定的遗传差异,形成叶色表型明显不同的羊草叶色渐变群。本实验以三种叶色羊草种群为研究对象,对三种叶色羊草种群的光合日动态及其与环境因子的关系,光合有效辐射与净光合速率的关系,不同叶位叶片的光合能力进行了研究,为更深入、系统地了解不同叶色羊草种群的光合机制,探究羊草叶色渐变群的光合生理变化规律,以及进一步确定羊草叶色渐变群的分化提供科学依据,对于培育优质羊草品种具有重要意义。主要研究结论如下:1.羊草叶色渐变群光合日动态的比较。三种叶色羊草净光合速率(Pn)和蒸腾速率(Tr)的日变化均呈双峰曲线,峰值分别出现在8:00和14:00,有明显的“光合午休”现象,上午的Pn高于下午,气孔导度(Cond)日变化表现为单峰曲线,峰值出现在8:00,胞间CO2浓度(Ci)在清晨和晚间较高。三种叶色羊草净光合速率、蒸腾速率和气孔导度的日均值大小依次为灰绿色羊草>过渡色羊草>黄绿色羊草,水分利用效率(WUE)日均值的大小为黄绿色羊草>过渡色羊草>灰绿色羊草。相关分析表明,影响羊草叶色渐变群净光合速率的主要因子有Cond、Tr、PAR和Ta。2.羊草叶色渐变群对光强的光合响应曲线的比较。羊草叶色渐变群的最大净光合速率(Pnmax)为灰绿色羊草>过渡色羊草>黄绿色羊草,光补偿点(LCP)为过渡色羊草>灰绿色羊草>黄绿色羊草,光饱和点(LSP)为灰绿色羊草>过渡色羊草>黄绿色羊草,暗呼吸速率为(Rd)为过渡色羊草>灰绿色羊草>黄绿色羊草,表现量子效率(AQE)为灰绿色羊草>黄绿色羊草>过渡色羊草。灰绿色羊草的最大净光合速率(Pnmax)和表现量子效率(AQE)最高,说明灰绿色羊草的光能利用效率最高,与过渡色羊草相比,灰绿色羊草的光补偿点较低而光饱和点较高,说明灰绿色羊草适应光环境的能力更强,黄绿色羊草的各个光响应参数都较低,利用弱光的能力较强。3.羊草叶色渐变群不同叶位叶片光合能力的比较。羊草叶色渐变群不同叶位叶片的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率随着叶位的升高表现出“低-高-低”的变化趋势,以中上部24叶较大,且Pn与Cond极显著正相关;胞间CO2浓度随着叶位的升高缓慢增大,其最大值均出现在下部叶位;中部和上部叶片的水分利用效率高于下部叶片。羊草叶色渐变群不同叶位的叶片性状存在差异,随着叶位的上升叶干物质含量(LDMC)逐渐增加,叶片含水率和比叶面积(SLA)逐渐减小,Pn与叶片含水率和SLA显著或极显著正相关,与LDMC显著或极显著负相关,叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素和类胡萝卜素含量随叶位的升高基本呈现出先升高后降低的变化趋势,黄绿色羊草的Pn与光合色素含量呈极显著或显著正相关。三种叶色羊草同一叶位的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率以及光合色素含量以灰绿色羊草最高,过渡色羊草次之,黄绿色羊草最小。