大白菜光合作用特性的研究 張振賢鄭國生趙德婉 山東農業大學 泰安271018 提要 研究結果表明 不同品種之間的光合速率有一定差異 但差異不顯著 不同生育期光合速率不同 其規律是結球期 蓮座期 幼苗期 不同葉位葉片的光合速率差異非常顯著 其大小順序為上位葉 中位葉 下位葉 大白菜光補償點為22 25umol m一2 s一1 光飽和點為850一950umol m一2 s一1 CO2補償點為44 3一47 5sppm CO2飽和點為1300ppm 羧化效率CE 0 09156一0 09565umol m一2 s一1 ppm 在正常栽培條件下 光合速率日變化呈雙峰曲線 在水分脅迫條件下則呈單峰曲線 大白菜 BrassicacamPestrisssp L Pekinensis lour Olsson 是我國北方栽培的主要蔬菜 由于它產量高 耐貯藏等特點 栽培面積占秋播菜的50 消費量占秋冬菜的60寫以上 大白菜干物質90 以上來自光合作用 其光合特性的好壞是影響產量的重要因素 60年代以來 關于大白菜的光與光合作用的關系 不同品種 同一品種的不同生育時期與光合作用關系 溫度和蒸騰對光合作用的影響曾有過報道 但是限于當時的研究手段 加之品種不斷更新 有必要對光合作用特性作進一步研究 以期為高產栽培提供理論依據 材料與方法 本試驗于1989年和1990年秋在山東農業大學標本園內進行 供試品種為目前生產上大面積栽培的 81一5 合抱類型 豐抗70 疊抱類型 城青2號 合抱類型 和 天津綠 直筒類型 生長期90天 測試株采用盆栽 正常管理 設不同土壤水分處理兩個 即土壤相對含水量分別占田間持水量的80 和40 用稱重法控制土壤水分 利用Ll一6000型便攜式光合儀 美國產 在自然光下測定不同品種 不同葉位 從中生葉開始標記上 中 下 葉片的光合速率 Pn拼molCO m一2 s一1 并分期播種 同時測定不同生育時期 幼苗期23天 蓮座期26天 結球期43天 靠上部的主要功能葉的光合速率 于結球前期定葉位測定不同土壤含水量 植株光合速率的日變化 于結球前期用人工光源 生物效應燈 在光飽和點以上測定不同品種相同部位 中 上位葉 葉片的CO 一光合反應曲線 以及改變光強度測定光一光合反應曲線 與此同時利用Ll一1600型恒態氣孔計配合測定葉片的氣孔阻力 S cm一1 用小液流法測定葉片水勢 各項目分別測定5株的5一10片葉 所測數據全部用微機處理 結果與分析一 自然光下大白菜不同品種 生育期和葉位的光合速率 1 大白菜不同品種間的光合速率大白菜不同品種間光合速率有一定差異 天津綠 光合速率較高 81一5 豐抗70 次之 城青2號 光合速率較低 但差異均不顯著 表l 表1大白菜不同品種的光合速率 2大白菜不同生育時期的光合速率 本研究主要測定了自然栽培條件下營養生長階段的3個時期 即幼苗期 蓮座期和結球期主要功能葉的光合速率 結果可以看出 表2 幼苗期光合速率較低 蓮座期的光合速率較高 結球期最高 這與以前的研究規律基本相符 許多研究都表明 葉片的厚薄 葉片葉綠素含量與光合速率的大小正相關 大白菜蓮座期 結球期光合速率之所以高 是與該時期的葉片較厚 葉綠素含量較高有關 表2大白菜不同生育時期的光合速率 3 大白菜不同葉位的光合速率 在大白菜結球前期 分別對供試品種不同葉位葉片的光合速率進行了測定 測定時各葉位所處的光強和氣溫條件近似 結果表明 下位葉 從中生葉開始標號的5一7葉 光合速率很低 中位葉 15一17葉 較高 上位葉 20一22葉 最高 下位葉與中 上位葉的光合速率差異均達到極顯著水平 表3 造成這些差異的原因可能與下部葉片的葉齡較大 葉片生理功能衰退有關 而非上部葉片遮陰造成 表3大白菜不同葉位的光合速率 二 大白菜的需光規律 在結球前期 用變化光強的辦法測定了 81一5 豐抗70 上位葉的光強一一光合速率關系曲線 結果 從圖1中看出 81一5 在光合有效輻射22一40即mol m一2 s一1范圍內 光合速率隨光強的增加而直線上升 在光合有效輻射400一95oumol mZ s一1范圍內 光合速率隨光強的增加上升的幅度逐漸變小 計算得出 大白菜光補償點為22umol m一2 s一1 相當于1200lx 光飽和點為950umol m一2 S一1 相當于5200olx 這與實測結果吻合 品種之間光飽和點也有一定異 測得 豐抗70 光飽和點為550umol m一2 s一1 相當于4700Olx 光補償點為25umol m一2 S一1 相當于135olx 其光合方程式為y 一0 767526 0 039892x一0 000OZlxZ r 0 9986 三CO2濃度與大白菜光合速率的關系 二氧化碳是光合作用的原料 它在空氣中的濃度與大白菜光合速率關系非常密切 81一5 在44 40oppm的范圍內 光合速率隨CO2濃度的增加而直線上升 COZ濃度在400 1300ppm的范圍內 光合速率隨C02濃度的增加其上升幅度逐漸變小 圖2 據CO2一光合方程式y 一0 892943 0 058044x一0 000O24xZ r 0 991816 計算得出 COZ飽和點為1300ppm 因COZ濃度在Zo0Ppm的范圍內 光合速率隨C02濃度的增加而直線上升 根據其直線方程式y 一4 0568 0 09156x r O 9947 得出 CO2補償點為44 3ppm 其羧化效率eE一0 09156拜mol m一2 s一1 ppm 光呼吸為3 0841umolCOZ m一2 S一1 測得 豐抗70 的COZ 光合作用曲線基本同 81一5 其COZ一光合方程式為y 一0 977372 0 043081x一0 000O17xZ r 0 9953 CO2飽和點為1300ppm Zooppm以下的cOZ一光合作用直線方程式為y