CN107144669A - 一种遮荫对七叶树幼苗光合特性影响的测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种遮荫对七叶树幼苗光合特性影响的测试方法，该方法为：S1、试验场地的选择：选择亚热带季风性湿润气候向温带季风气候过渡类型，S2、试验材料的选择：两年生七叶树播种实生苗，选取生长良好，S3、光合‑光响应曲线测定：利用光合作用系统来测定光合‑光响应曲线，S4、叶绿素含量的测定：选取健康完整叶片采用丙酮法测定并计算叶绿素含量，S5、数据处理：对差异显著性(P<0.05)进行比较，S6、结果与分析：分析遮阴对七叶树幼苗叶片的影响，S7、讨论。该遮荫对七叶树幼苗光合特性影响的测试方法，七叶树幼苗能够适应一定程度的遮阴，本试验方法只发现七叶树幼苗具有一定的耐阴性，测试低成本、易操作且特异性高。
Description
技术领域
本发明涉及七叶树幼苗光合特性检测技术领域，具体为一种遮荫对七叶树幼苗光合特性影响的测试方法。
背景技术
七叶树为七叶树科七叶树属落叶大乔木，栽培历史悠久，是我国著名观赏树种，其树干通直，冠大荫浓，掌状裂叶大而美丽，被誉为世界四大行道树之一。另外，七叶树又名桫椤树，其果实和种子又名娑罗子，富含七叶皂苷类成分，是著名的中药。随着城市景观工程提档升级以及多功能树种资源开发力度的加大，市场对七叶树苗木的需要日益旺盛，七叶树栽培生产技术受到高度关注。
光合作用是植物生长发育的基础，光照强度是影响植物光合作用的主要因子，测定不同光强下植物叶片的光合参数，对掌握树木生长发育状况以及制定合理的栽培技术措施具有重要的作用。目前有关七叶树的研究，主要集中在种子繁殖时层积催芽过程中的生理生化反应以及引种栽培后自然光照下的光合参数测定等方面。长期以来，人们一直认为七叶树幼苗具有一定的耐荫能力。相关研究表明，遮阴会对植物叶绿素含量、同化产物积累以及净光合速率等光合作用指标产生一定的影响，有关遮阴对七叶树光合生理的影响的研究鲜有报道。
现有的遮荫对七叶树幼苗光合特性影响的测试方法大多检测成本高，主要依赖工作人员的经验，检测灵敏性低等缺点，缺少一种可用于遮荫对七叶树幼苗光合特性影响测试低成本、易操作且特异性高的检测方法。
发明内容
（一）解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种遮荫对七叶树幼苗光合特性影响的测试方法，解决了现有的遮荫对七叶树幼苗光合特性影响的测试方法大多检测成本高，主要依赖工作人员的经验，检测灵敏性低等缺点的问题。
（二）技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种遮荫对七叶树幼苗光合特性影响的测试方法，包括如下步骤：
S1、试验场地的选择：选择亚热带季风性湿润气候向温带季风气候过渡类型，冬冷夏热，土壤为黄棕壤，年均温14--15℃，最冷月为１月，月均温1.4--2.2℃；最热月为7月，月均温27--28℃，年均降水量1000--1050mm，年均日照时数2170--2180h，无霜期225--235d；
S2、试验材料的选择：两年生七叶树播种实生苗，选取生长良好、高矮一致的10--30株幼苗，将幼苗随机平均分为两组，分别进行自然光和遮阴处理；
S3、光合-光响应曲线测定：分别于春季、夏季和秋季，选择晴朗无风的上午9：00--10：30期间，利用LI-6400型便携式光合作用系统的自动光曲线程序来测定光合-光响应曲线；
S4、叶绿素含量的测定：选取七叶树掌状复叶位于中间位置的健康完整叶片采用丙酮法测定并计算叶绿素含量；
S5、数据处理：应用Excel 2003和SPSS16.0软件进行光合-光响应曲线拟合与相关参数估算分析分析，并用Duncan检验法对差异显著性(P<0.05)进行比较；
S6、结果与分析：分析遮阴对七叶树幼苗叶片光合-光响应曲线拟合参数、光合色素含量和光合利用效率的影响。
S7、讨论：讨论的内容为光合-光响应曲线相关参数通常可作为判断植物所处环境条件与其光合特性之间响应情况的有效指标和表观量子效率可以反映叶片对弱光的利用能力。
优选的，在S1中，试验场地选择地理坐标为E119º26'，N32º24'，扬州位于江苏省中部，江淮平原的南端。
优选的，在S2中，遮阴网为单层黑色尼龙网遮阴，于四月晴朗无风的上午10:00利用Li-6400光合测定系统测定遮阴下的光合光量子通量密度为自然光的百分之六十。
优选的，在S3中，光源为LI-6400配置的红蓝光LED光源，标准叶室(2cm×3cm)，控制LI-6400参比室的CO2浓度为400μmol·mol-1，设定光合有效辐射通量密度(PPFD)依次为2000、1800、1600、1400、1200、1000、800、600、400、200、100、50、20和0μmo1·m-2·s-1，利用LI-6400自带的“Light Curve”曲线测定七叶树成熟叶片的净光合速率(Pn, µmolCO2·m-2·s-1)，以PPFD为横轴，Pn为纵轴绘制光合作用光响应曲线(Pn-PPFD曲线)，叶片最大光合速率(Pmax，μmo1·m-2·s-1)、光饱和点(LSP，µmol•m-2•s-1)、光补偿点 (LCP，µmol•m-2•s-1)、表观量子效率(AQY，mol·mol-1)和暗呼吸速率(Rd，µmol •m-2•s-1) 等参数由Photosynthesis Work Bench程序分析得到，叶片瞬时光能利用效率(LUE)利用公式LUE=Pn/PPFD计算得到。
优选的，在S4中，叶绿素含量的测定主要包括叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)和类胡萝卜素(Cars)的含量。
（三）有益效果
本发明提供了一种遮荫对七叶树幼苗光合特性影响的测试方法。具备以下有益效果：该遮荫对七叶树幼苗光合特性影响的测试方法，通过对试验场地和试验材料的精准选择，并且分别对七叶树幼苗的光合-光响应曲线和叶绿素含量的大规模的采集，经过对大量数据进行比对和统计分析，七叶树幼苗叶片在夏季自然光下的Chl a/b值显著高于遮阴处理，这与遮阴对小麦花期叶绿素含量影响的研究结果是一致的。由于Chl a的吸收带偏向红光波段，而Chl b在蓝紫光部分的吸收带较宽，说明不同季节七叶树幼苗叶片利用光谱存在差异，七叶树幼苗叶片光合结构对外界光强、光质作出的特别相应与适应，亦或是与气温以及叶片温度有一定的关系，Car可以耗散过剩的光能，清除活性氧，从而保护了光合机构，自然光下的七叶树幼苗Car/Chl显著大于遮阴处理(p<0.05)，说明在自然光环境下七叶树幼苗的保护功能增强。由此可见：七叶树幼苗能够适应一定程度的遮阴，本试验方法只发现七叶树幼苗具有一定的耐阴性，测试低成本、易操作且特异性高。
具体实施方式
所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
基于背景技术存在的技术问题，本发明提供一种技术方案：一种遮荫对七叶树幼苗光合特性影响的测试方法，包括如下步骤：
实施例一
S1、试验场地的选择：选择亚热带季风性湿润气候向温带季风气候过渡类型，冬冷夏热，土壤为黄棕壤，年均温14℃，最冷月为１月，月均温1.4℃；最热月为7月，月均温27℃，年均降水量1000mm，年均日照时数2170h，无霜期225d；
S2、实验材料的选择：两年生七叶树播种实生苗，选取生长良好、高矮一致的10株幼苗，将幼苗随机平均分为两组，分别进行自然光和遮阴处理；
S3、光合-光响应曲线测定：分别于春季、夏季和秋季，选择晴朗无风的上午9：00期间，利用LI-6400型便携式光合作用系统的自动光曲线程序来测定光合-光响应曲线；
S4、叶绿素含量的测定：选取七叶树掌状复叶位于中间位置的健康完整叶片采用丙酮法测定并计算叶绿素含量；
S5、数据处理：应用Excel 2003和SPSS16.0软件进行光合-光响应曲线拟合与相关参数估算分析分析，并用Duncan检验法对差异显著性(P<0.05)进行比较；
S6、结果与分析：分析遮阴对七叶树幼苗叶片光合-光响应曲线拟合参数、光合色素含量和光合利用效率的影响。
S7、讨论：讨论的内容为光合-光响应曲线相关参数通常可作为判断植物所处环境条件与其光合特性之间响应情况的有效指标和表观量子效率可以反映叶片对弱光的利用能力。
实施例二
S1、试验场地的选择：选择亚热带季风性湿润气候向温带季风气候过渡类型，冬冷夏热，土壤为黄棕壤，年均温14.5℃，最冷月为１月，月均温1.8℃；最热月为7月，月均温27.5℃，年均降水量1030mm，年均日照时数2175h，无霜期230d；
S2、实验材料的选择：两年生七叶树播种实生苗，选取生长良好、高矮一致的20株幼苗，将幼苗随机平均分为两组，分别进行自然光和遮阴处理；
S3、光合-光响应曲线测定：分别于春季、夏季和秋季，选择晴朗无风的上午--10：00期间，利用LI-6400型便携式光合作用系统的自动光曲线程序来测定光合-光响应曲线；
S4、叶绿素含量的测定：选取七叶树掌状复叶位于中间位置的健康完整叶片采用丙酮法测定并计算叶绿素含量；
S5、数据处理：应用Excel 2003和SPSS16.0软件进行光合-光响应曲线拟合与相关参数估算分析分析，并用Duncan检验法对差异显著性(P<0.05)进行比较；
S6、结果与分析：分析遮阴对七叶树幼苗叶片光合-光响应曲线拟合参数、光合色素含量和光合利用效率的影响。
S7、讨论：讨论的内容为光合-光响应曲线相关参数通常可作为判断植物所处环境条件与其光合特性之间响应情况的有效指标和表观量子效率可以反映叶片对弱光的利用能力。
实施例三
S1、试验场地的选择：选择亚热带季风性湿润气候向温带季风气候过渡类型，冬冷夏热，土壤为黄棕壤，年均温15℃，最冷月为１月，月均温2.2℃；最热月为7月，月均温28℃，年均降水量1050mm，年均日照时数2180h，无霜期235d；
S2、实验材料的选择：两年生七叶树播种实生苗，选取生长良好、高矮一致的30株幼苗，将幼苗随机平均分为两组，分别进行自然光和遮阴处理；
S3、光合-光响应曲线测定：分别于春季、夏季和秋季，选择晴朗无风的上午10：30期间，利用LI-6400型便携式光合作用系统的自动光曲线程序来测定光合-光响应曲线；
S4、叶绿素含量的测定：选取七叶树掌状复叶位于中间位置的健康完整叶片采用丙酮法测定并计算叶绿素含量；
S5、数据处理：应用Excel 2003和SPSS16.0软件进行光合-光响应曲线拟合与相关参数估算分析分析，并用Duncan检验法对差异显著性(P<0.05)进行比较；
S6、结果与分析：分析遮阴对七叶树幼苗叶片光合-光响应曲线拟合参数、光合色素含量和光合利用效率的影响。
S7、讨论：讨论的内容为光合-光响应曲线相关参数通常可作为判断植物所处环境条件与其光合特性之间响应情况的有效指标和表观量子效率可以反映叶片对弱光的利用能力。
遮阴对七叶树幼苗叶片光合-光响应曲线拟合参数的影响，光合-光响应曲线是植物光合作用随着光照强度变化而改变的反应曲线，是植物光合能能力的反映。遮阴及自然光照下七叶树幼苗光合作用反应式均随着光照强度的加大而增加。PPFD在0-800μmo1·m-2·s-1左右范围内，两种处理的叶片的净光合速率都随着光照强度的增强而迅速增加，光照强度在800-2000μmo1·m-2·s-1范围内，净光合速率增加较为缓慢，遮阴处理的七叶树幼苗的净光合速率低于自然光下的。七叶树幼苗在夏季的净光合速率低于春季和秋季。
遮阴下的七叶树Pmax、LSP、LCP、AQY、Rd 在不同季节有显著差异相比自然光处理，遮阴降低了七叶树叶片的Pmax和Rd，但差异不显著(p>0.05)，LCP下降显著(p0.05)，但LSP则显著升高(p0.05)，AQY于春季略有下降，夏、秋两季则略有升高，但差异均不显著(p>0.05)，光饱和点显著升高(p0.05)。
遮阴对七叶树幼苗叶片光合色素含量的影响，七叶树幼苗叶片叶绿素含量显著升高(p0.05)，其中Chl a、Chl b含量显著升高(p0.05)，Cars含量则下降显著(p0.05)。春、秋两季遮阴条件下的Chl a/b值较自然光下高，但差异不明显(p>0.05)，夏季自然光下的Chla/b值显著高于遮阴条件下的(p0.05)。
遮阴对七叶树幼苗叶苗光合利用效率的影响，自然光照和遮阴处理下七叶树幼苗叶片的LUE光响应过程基本相似，为明显的单峰曲线。当PPFD在0-100μmo1·m-2·s-1范围内，随着PPFD的增强，LUE上升显著，并在100μmo1·m-2·s-1时达到最大值，表现为对光强影响十分敏感；此后，LUE逐渐下降。LUE在低光强时，遮阴处理大于自然光处理，而当PPFD>100μmo1·m-2·s-1后，两种处理间差异不显著(p>0.05)。但在弱光条件下(PPFD400μmo1·m-2·s-1)，遮阴处理下的七叶树幼苗LUE高于自然光处理。
通过对得到的参数进行分析后可以发现，七叶树幼苗在夏季的Pn低于春季和秋季，这主要是由于夏季Rd相对于春秋两季增加的缘故。通常认为，Rd与LCP是植物在弱光条件下的一种适应机制，通过Rd与LCP的降低，使得在弱光条件下植物叶片可以减少碳的消耗并最终适应光合速率的降低。
AQY可以反映叶片对弱光的利用能力，AQY越大，表明植物吸收与转换光能的色素蛋白复合体可能越多，利用弱光能力越强。自然光照和遮阴处理条件下，七叶树幼苗叶片的表观量子效率AQY差异不明显(p>0.05)，遮阴后光补偿点显著降低，夏季的光补偿点显著高于春秋两季，说明遮阴条件下的七叶树幼苗对弱光环境具有一定的适应能力。表观量子效率降低是光合作用光抑制的显著特征之一，自然光条件下，七叶树幼苗的AQY随着季节的推移逐渐下降，而遮阴条件下则有所升高，说明在试验地区，七叶树幼苗在自然光照下于夏秋季生长容易受到光抑制，而适度遮阴可较好的缓解这一问题。遮阴条件下，保持较高的光能利用效率对植物光合作用十分重要，本研究发现，弱光条件下七叶树幼苗叶片的LUE表现为遮阴处理高于自然光处理，同样可以说明，遮阴的七叶树幼苗对弱光的高效利用，有利于光合产物积累。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种遮荫对七叶树幼苗光合特性影响的测试方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、试验场地的选择：选择亚热带季风性湿润气候向温带季风气候过渡类型，冬冷夏热，土壤为黄棕壤，年均温14--15℃，最冷月为１月，月均温1.4--2.2℃；最热月为7月，月均温27--28℃，年均降水量1000--1050mm，年均日照时数2170--2180h，无霜期225--235d；
S2、实验材料的选择：两年生七叶树播种实生苗，选取生长良好、高矮一致的10--30株幼苗，将幼苗随机平均分为两组，分别进行自然光和遮阴处理；
S3、光合-光响应曲线测定：分别于春季、夏季和秋季，选择晴朗无风的上午9：00--10：30期间，利用LI-6400型便携式光合作用系统的自动光曲线程序来测定光合-光响应曲线；
S4、叶绿素含量的测定：选取七叶树掌状复叶位于中间位置的健康完整叶片采用丙酮法测定并计算叶绿素含量；
S5、数据处理：应用Excel 2003和SPSS16.0软件进行光合-光响应曲线拟合与相关参数估算分析分析，并用Duncan检验法对差异显著性(P<0.05)进行比较；
S6、结果与分析：分析遮阴对七叶树幼苗叶片光合-光响应曲线拟合参数、光合色素含量和光合利用效率的影响；
S7、讨论：讨论的内容为光合-光响应曲线相关参数通常可作为判断植物所处环境条件与其光合特性之间响应情况的有效指标和表观量子效率可以反映叶片对弱光的利用能力。
2.根据权利要求1所述的一种遮荫对七叶树幼苗光合特性影响的测试方法，其特征在于：在S1中，试验场地选择地理坐标为E119º26'，N32º24'，扬州位于江苏省中部，江淮平原的南端。
3.根据权利要求1所述的一种遮荫对七叶树幼苗光合特性影响的测试方法，其特征在于：在S2中，遮阴网为单层黑色尼龙网遮阴，于四月晴朗无风的上午10:00利用Li-6400光合测定系统测定遮阴下的光合光量子通量密度为自然光的百分之六十。
4.根据权利要求1所述的一种遮荫对七叶树幼苗光合特性影响的测试方法，其特征在于：在S3中，光源为LI-6400配置的红蓝光LED光源，标准叶室(2cm×3cm)，控制LI-6400参比室的CO2浓度为400μmol·mol-1，设定光合有效辐射通量密度(PPFD)依次为2000、1800、1600、1400、1200、1000、800、600、400、200、100、50、20和0μmo1·m-2·s-1，利用LI-6400自带的“Light Curve”曲线测定七叶树成熟叶片的净光合速率(Pn, µmolCO2·m-2·s-1)，以PPFD为横轴，Pn为纵轴绘制光合作用光响应曲线(Pn-PPFD曲线)，叶片最大光合速率(Pmax，μmo1·m-2·s-1)、光饱和点(LSP，µmol•m-2•s-1)、光补偿点 (LCP，µmol•m-2•s-1)、表观量子效率(AQY，mol·mol-1)和暗呼吸速率(Rd，µmol •m-2•s-1) 等参数由PhotosynthesisWork Bench程序分析得到，叶片瞬时光能利用效率(LUE)利用公式LUE= Pn/PPFD计算得到。
5.根据权利要求1所述的一种遮荫对七叶树幼苗光合特性影响的测试方法，其特征在于：在S4中，叶绿素含量的测定主要包括叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)和类胡萝卜素(Cars)的含量。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108112364A (zh) * | 2017-12-29 | 2018-06-05 | 杭州绿风生态环境建设集团有限公司 | 一种耐阴型地被植物的筛选方法 |
| CN110741895A (zh) * | 2019-11-18 | 2020-02-04 | 华中农业大学 | 一种提高紫薯块根色素产量的栽培方法 |
| WO2022142432A1 (zh) * | 2020-12-28 | 2022-07-07 | 江苏大学 | 一种利用生菜叶绿素荧光参数预测光合气体交换参数方法 |
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2017
- 2017-06-15 CN CN201710451245.XA patent/CN107144669A/zh active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN108112364A (zh) * | 2017-12-29 | 2018-06-05 | 杭州绿风生态环境建设集团有限公司 | 一种耐阴型地被植物的筛选方法 |
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