不同土壤酚酸浓度下杨树光合光响应和CO2响应特征

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在我国的杨树人工林培育过程中,多代连作是常用的栽培经营模式。已有研究表明,多代连作会对杨树林分生产力、根系生长发育和土壤理化性能等产生明显的不利影响,其原因与土壤中酚酸类化感物质的累积密切相关,而土壤酚酸类物质对杨树生理过程,尤其是光合生理的影响方面,仍需开展进一步研究。在山东农业大学林学试验站(36°25’N,117°58’S),以欧美杨107(Populus×euramericana‘Neva’)扦插盆栽的1年生植株为试材,以第二代杨树林分根际土壤酚酸含量X为参考,在6种酚酸浓度(0.5X、1.0X、1.5X、2.0X、2.5X、3.0X)和对照(0X)处理下,测定杨树叶片光合作用光响应和CO2响应过程的变化,利用光合响应模型对其进行拟合分析。主要目的:探索杨树苗期光合作用效率对土壤不同浓度酚酸胁迫的响应特征;分析不同光合模型对光响应和CO2响应的拟合效果及适用性差别。主要结果与结论:(1)土壤酚酸胁迫对杨树光合作用效率的影响。土壤酚酸浓度增加,对杨树光合作用的抑制程度逐渐增大。酚酸浓度超过2.0X时,抑制作用显著加剧,表现为净光合速率(Pn)、最大光合速率(Pnmax)、光合量子效率(Φ)和羧化效率(CE)等光合效率参数显著降低,强光下产生明显光抑制。(2)土壤酚酸胁迫限制杨树光合作用的主要原因。土壤酚酸浓度增加,杨树光合作用下降的主要原因发生一定变化。低浓度(≤1.5X)时的主要原因为气孔因素的限制,光合机构的CO2供应受阻;高浓度(超过1.5X)时主要原因由气孔因素转变为非气孔因素的限制,光合机构的光合能力下降。(3)不同光合模型拟合光响应和CO2响应的差别。直角双曲线修正模型能较好的拟合不同土壤酚酸浓度下的光合光响应和CO2响应过程,以及光强和CO2饱和(LSP和LCP)、Pnmax、Φ、CE等光合作用特征参数,其拟合效果优于直角双曲线、非直角双曲线和指数方程等光合作用响应模型。
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