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光合作用是维持植物生长的重要生理过程,人们通常根据植物当年生叶片最大光合能力(光饱和条件下的光合速率)来了解植物的生长和估算生产力。但对于植物的当年生叶片最大光合能力是否能代表植物所有叶片(不同年龄叶片)的实际光合能力这一问题,目前尚未定论。
本文首先运用LI-6400光合仪在植物生长盛期对四种生活型的十三种植物包括四种常绿植物(日本珊瑚树Viburnum awabuki、桂花Osmanthus fragrans、海桐Pittosporum tobira、冬青卫矛Euonymus japonicus),三种落叶植物(紫薇Lagerstroemia indica、石榴Punica granatum、绣球荚蓬Viburnum plicatum),三种双子叶草本植物(黄鹌菜Youngia japonica、蔊菜Rorippa indica、苦苣菜Sonchusoleraces),及三种单子叶草本植物(看麦娘Alopecurus aequalis Sobol、狗牙根Cynodon dactylon、麦冬Ophiopogon japonicus)当年生叶片的净光合速率日变化和最大光合能力进行了测定,试图探讨植物当年生叶片最大光合能力能否代表当年生叶片实际净光合速率。
实验结果发现各物种的最大光合能力均大于实际光合速率最大值;不同物种及生活型的最大光合能力及变异系数均存在着极显著的差异,实际光合速率最大值在物种间的差异极显著,而在生活型间差异的不显著,实际光合速率最大值及变异系数在生活型间的差异变化均显著大于最大光合能力的变化。
对比叶面积、变异系数、净光合速率最大值及最大光合能力间的回归分析发现,最大光合能力与净光合速率最大值的相关性不显著,比叶面积与最大光合能力显著正相关,可能与比叶面积较大的植物在光照增强、温度适宜情况下光合能力有一个较大提高有关;比叶面积与变异系数及实际光合最大值关系不显著,变异系数与最大光合能力及实际光合最大值关系均不显著。因此,根据以上结果可知最大光合能力并不能完全代表植物的实际日光合碳获取能力,目前运用最大光合能力对植物生产力进行估测的方法还有待商榷。
另外,为了检测常绿阔叶植物当年生叶片光合能力能否代表植物所有叶片的光合能力,本文还测定了重庆缙云山十三种常绿植物(包括长叶珊瑚Aucubahimalaica var.dolichophylla、薄果猴欢喜Sloanea leptocarpa、粗糠柴Mallotusphilippensis、马比木 Nothapodytes pittosporoides、广东山胡椒 Linderakwangtungensis、近轮叶木姜子Litsea elongata、润楠Machilus nanmu、白毛新木姜子Neolitsea aurata、光叶山矾Symplocos lancifolia、黄牛奶树Symplocos laurina、四川山矾Symplocos setchuanensis、四川杨桐Adinandra bockiana、四川大头茶Gordonhz acuminatal)当年生及多年生叶片的最大光合能力,同时测定了各物种叶片的最大叶龄以及当年生叶片占所有叶片的比例。
结果发现所有物种当年生叶片的光合能力均大于多年生叶片以及所有叶片的光合能力与其权重乘积的加和。当年生叶片与所有叶片光合能力的差值范围为2.05%-32.67%,说明当年生叶片与所有叶片光合能力的差值在不同物种间是存在差异的。当年生叶片的光合能力与加和值在种间水平上呈极显著正相关,说明当年生叶片虽然大于所有叶片光合能力,但在某种程度上可以代表所有叶片的光合能力。当年生叶片光合能力与加和值的差值与最大叶龄成极显著正相关:叶龄越大,叶片光合能力下降幅度越大;与当年生叶片占所有叶片比例成极显著负相关:当年生叶片所占比例越大,越能代表所有叶片的光合能力。