田间增加UV-B 辐射对丝瓜光合作用日变化及水分利用效率的影响!

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第!"卷第#期西南师范大学学报（自然科学版）!$$#年%月&’()!"*’)#+’,-./(’01’,234562738./*’-9/(:.8;5-682<（*/2,-/(1=85.=5）+,.)!$$#!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!文章编号：>$$$?@A（>!$$#）$#$@#%$@田间增加!"#$辐射对丝瓜光合作用日变化及水分利用效率的影响!罗南书>，刘芸>，钟章成>，周永洪!，张彭跃!>B西南师范大学生命科学学院，重庆@$$A>?；!B西南农业大学农学系，重庆@$$A>%摘要：在自然条件下，增加不同强度的:&CD辐射，对攀援植物丝瓜叶片光合速率日变化和水分利用效率进行了研究，发现经增加E>强度:&CD辐射处理的丝瓜的净光合速率和蒸腾速率比对照上升了!"F和##F，水分利用效率则下降了#B@F，而经增加E!强度:&CD辐射处理的丝瓜的净光合速率和蒸腾速率比对照上升了@AF和>#F，水分利用效率也上升了!"F，且其光合作用不受午间强光的抑制，光合午休现象消失了)这表明，在该实验的:&CD强度下，丝瓜的光合作用不但未受抑制，反而还增强了，说明适当增加:&CD辐射对丝瓜的生长有利)关键词：:&CD辐射；丝瓜；光合作用；水分利用效率中图分类号：%&’(文献标识码：)由于人类对各种含氟氯烃化合物的电器的大量使用，大气平流层中臭氧分子不断减少，增加了到达地面的紫外线D辐射（:&CD，!"$G#!$.9）)地表:&CD辐射增强对人类健康、动植物生长、生态系统、生物化学循环等多方面造成了影响和危害)国内外学者在:&CD辐射对植物的影响方面作了很多研究：增加:&CD辐射使植物的核酸和可溶性蛋白质含量降低；破坏敏感植物的叶绿体结构，降低叶绿素含量［>H#］，降低某些作物中的I8((反应活力，降低E,DJ=/65活性，增加暗呼吸［@，?］，引起净光合作用的降低［>，#，%］；导致气孔阻力增加，降低大豆［>，A］和小麦［%］的蒸腾作用；使植株矮化，节间缩短［"］，叶面积减小，叶片增厚［K］，叶面积指数（用!表示）降低［>$］等)LM目前:&CD辐射对植物生理、生化和生长发育等方面的影响的研究比较活跃，但绝大部分是在实验室内进行的，与在自然条件下的研究结果存在较大差异，而且研究的材料多为作物和林木，而有关:&CD辐射对攀援植物影响的研究未见报道)笔者的实验以攀援植物丝瓜为材料，研究了在自然条件下增加:&CD辐射对其光合作用及蒸腾作用日变化的影响，为研究有关:&CD辐射对生态系统的影响提供依据)*材料和方法!$$!年#月!"日，丝瓜（!"##$%&’()*+(%$（NB）E’59B）种子经催芽处理后播种，待第一对真叶萌生后移栽于西南师范大学生态实验园地（海拔!$$9左右）的盆钵内)!$$!年?月>#日，选取生长一致的@?盆幼苗，分为#个处理组：对照组（7O组，即自然光照）、E>强度:&CD处理组（E>组）和E!强度:&CD处理组（E!组），每一种处理各>?盆)E>组和E!组在自然光照的基础上分别增加强度为#B$·=9H（!E>组）和!4H（!E!组）的:&CD辐射，:&CD辐射系统由>!根紫外灯管分!组平行排列组成（E!组"根，E>组"B$!4·=9"收稿日期：!$$!>>$@基金项目：国家自然基金资助项目（#K"A$>%$）)作者简介：罗南书（>KAKH），女，四川省合江县人，生态学硕士研究生，主要从事植物生态学的研究)PC9/8(：(,’./.>@Q64.,)5R,)=.)通讯作者：钟章成，教授，博士生导师) 第3期罗南书，等：田间增加#$%&辐射对丝瓜光合作用日变化及水分利用效率的影响!3X!根），植株位于灯管正下方和两侧"#$%&辐射处理时间为每天’（()*++—,-*++），雨天除外"在丝瓜花芽分化期晴天于.*++，,+*++，,/*++，,!*++，,’*++，,.*++选取其第!，-功能叶（从上往下数）各-株，分’次用美国012公司生产的01%3,+456便携式光合测定系统测定其净光合速率（!，·8;/·<;,）、气温（"，7!89:=>）、光合有效辐射（!，·8;/·<;,）、蒸腾速率（"，889:·8;/·<;,）、空气相对湿度（#，D）等指标，?@!89:ABC每片叶读取数据/次，取其平均值进行分析"!结果!"#外界环境因子日变化由图,可知，光合有效辐射（!?@）日变化呈单峰曲线，最大值为.,,G/·8;/·<;,，峰值出!89:现于,/*++"气温（"=）在一天中变化比较平缓，最大值3.G->，峰值出现在,3*++—,!*++，一天的平均气温为3/G/>"而空气相对湿度（#BC）的日变化则呈早晚高图,外界环境因子日变化中间低的凹陷曲线，最小值为ECFG,H(I2CJA7=:0(=7FI<9KL7MCA978I7N=:E=ON9A<3)G.D，平均值为--G!D"!"!净光合速率日变化由图/可知，0P组丝瓜!7日变化呈单峰曲线，峰值出现于,+*++，峰值出现后，!7快速下降，之后在,/*++—,!*++平缓下降，,!*++后又快速下降"@,组丝瓜!7日变化呈双峰曲线，第一个峰值出现较早，在.*++以前，第二个峰值出现于,!*++，在/个高峰之间，大约在,3*++左右，有一低谷，即人们常说的“午休”现象"而@/组丝瓜!7变化为单峰曲线，峰值在,/*++—,!*++，没有“午休”现象"从总体来看，在一天之中，@/组丝瓜的!7高于@,组，而@,组丝瓜的!7又高于自然条件下生长的丝瓜，3组的!7大小顺序依次为：@/，@,，0P"!"$蒸腾速率日变化由图3可知，自然条件下的丝瓜与@,组丝瓜蒸腾速率（"A）在.*++到,+*++之间下降，之后急剧上升，0P组丝瓜在,/*++达最大值，@,组丝瓜在,!*++达最大值，之后0P组丝瓜"A平缓下降，而@,组丝瓜"A急剧下降，并在,’*++—,.*++保持稳定"@/组丝瓜"A日变化为单峰曲线，峰值在,!*++"总体上，一天中@,组丝瓜的"A高于@/组丝瓜，@/组丝瓜的"A又高于0P组丝瓜，3组的"A大小顺序依次为：@,，@/，0P"图/增加#$%&辐射下丝瓜叶片光合速率日变化图3增加#$%&辐射下丝瓜叶片蒸腾速率日变化ECFG/H(I2CJA7=:0(=7FI<9KQ99K=(R=<&>&&］不一致H这是因为实验材料不同，其他学者研究的材料多为直立的作物和林木，而笔者实验研究的是藤本植物丝瓜（目前还未见有关这方面的报道），即植物种类不同，对［&@］报道，*EFG辐射处理下的*EFG辐射的抵抗力不同而得出了不同的结果HJ..+3%0KL］报道，低强度的*EFG辐射能增强植物的ULVV，ULV以及光合色素的活性，而高强度的*EFG辐射则抑4<制植物的ULVV，ULV以及光合色素的活性H笔者的实验所用*EFG辐射强度较低，在丝瓜的耐受范围之内，对丝瓜的光合作用无明显的抑制作用H在丝瓜对*EFG辐射的耐受范围之内，;&强度的*EFG辐射较小，未能激发丝瓜合成大量类胡萝卜素等保护物质，而;:强度的*EFG辐射则激发丝瓜合成了大量保护物质———类胡萝卜素，类胡萝卜素除了可以起到保护叶绿素的作用外，还可以吸收太阳光能，把其传给光合中心，且丝瓜的ULVV，ULV以及光合色素的活性增强了，因而丝瓜的光合作用增强了H另外，从实验结果来看，增加较大强度的*EFG辐射比增加小强度的*EFG辐射对丝瓜的光合作用更有利，因为较大强度的*EFG辐射使丝瓜的光合午休现象消失了，提高了丝瓜的光合效率H对丝瓜水分利用效率的研究表明，增加较大强度*EFG辐射使!提高H增加较小强度*EFG辐射时，丝瓜的光合速率提高了，增加了:?W左右，蒸腾速率也提高了DDW，但光合速率提高的量低于蒸腾速率，因而其!降低了（约降低了DW，而蒸腾速率仅提高了&DW，故其!提高了（增加了:?W）H因为*EFG辐射不影响叶片气孔的功能［&?］，所以丝瓜的蒸腾作用不受影响H实验仅研究了不同强度*EFG辐射对丝瓜的光合作用及水分利用效率的影响，至于使丝瓜的光合作用达到最佳时的*EFG辐射强度以及丝瓜耐受*EFG辐射的临界值等，还有待于进一步研究H参考文献：［&］T.)%/X.;T，!%)"6R)"OYH,--%/(+2-R$()"Z.2$%(FG.))"5."0/%20+21#%"0EH!3%5%[%05%0/%2-[$"0(+%0+.(.Z.(120(3%[32(2+10(3%(./[32(20-$R5%0+.(15R).0K"05"-(%)$%"-%["0+.20［]］H"$%&#"’()*+$，&A?C，>C：C>@9C?=H［:］LR$$.Z"0]Y，!%)"6R)"OY，P.$$%0#R)K7;H^)2_(3"05[32(2+10(3%(./)%+[20+%+2--.%$5FK)2_0+_%%(KR6（,*-.*/%01%2)#(2%3*4$.%；Y"6"6%$.5"/%"%）+%%5$.0K+(2*EFG)"5."(.20［]］H5067+#，&AAC，?&：?:I9?D:H［D］!%)"6R)"OY，‘.5X"7Y，LS(%.0O,HB3"0K%+.0K)2_(3"05[32(2+10(3%(.//"["/.(12-)./%_.(3.0/)%"+%5*EFG)"5."(.20［]］H 第$期罗南书，等：田间增加WXG*辐射对丝瓜光合作用日变化及水分利用效率的影响)$"!"#$%&’!’()*，!""!，#$：$%$&$#’(［)］*+,-./012，3,4560//78，9:;;<-7*，+*(’(=0>5?<><;@->?0;:;，0/0A>+<->+,-;5<+>A,5,A:>@，,-.B/>+,;>+BA>B+0+,F:G*+,.:,>:<-［1］(!’()*!"#$%&’，!"%%，H’：!HI&!H"(［I］9:;;<-7*，3,/.J0//KK(L?<><;@->?0;:;，.,+M+0;5:+,>:<-，,-.N+?:0->:,D(0E5<;0.>+,F::++,.:,-A（0O#’&$!I-,-<40>0+;）;:4B/,>:-N,+0.BA0.,>4<;5?0+:A?9(UCC0A>;+,F:G*:++,.:,-A0<-;<@60,-(!(V->0+,A>:<-60>J00-B/>+,F:G*,-.5?<>?0>:A,//@,A>:F0+,.:,>:<-<--0>5?<><;@->?0;:;，.,+M+0;5:+,>:<-，,-.>+,-;5:+,>:<-［1］(!’()*!"#$%&’，!"#’，HI：)#$&)##(［#］侯扶江，贲桂英，颜景义，等(田间增加紫外线（WX）辐射对大豆幼苗生长和光合作用的影响［1］，植物生态学报，!""#，O（O$）：OIH&OH!(［"］安黎哲，冯虎元，王勋陵(增强WXG*辐射对几种作物生长的影响［1］，生态学报，O’’!，O（!O）：O)"&OI$(［!’］李元，王勋陵(紫外辐射增加对春小麦生理、产量和品质的影响［1］，环境科学学报，!""#，!（#I）：I’)&I’"(［!!］杨志敏，颜景义，郑有飞(紫外线辐射增加对大豆光合作用和生长的影响［1］，生态学报，!""H，!（HO）：!I)&!I"(［!O］陈章和，朱素琴，李韶山，等(WXG*辐射对南亚热带森林中几种木本植物幼苗生长的影响［1］，云南植物研究，O’’’，O（O)）：)H%&)%)(［!$］Y,:Z1，L0-N9，3<+<-0/RZ(V->+,;50A:C:A+0;5<-;0;:F,+;><0-?,-A0.WXG*+,.:,>:<-［1］(/).%0&)-+)*(’()1/23+04%-+)*(’5&*()#，!"")，$)：)$$&))O(［!)］廖建雄，王根轩(谷子叶片光合速率日变化及水分利用效率［1］(植物生理学报，!"""，O（I)）：$HO&$H#(［!I］8::;?0-N9，[:<-N，Q?<4,;R(Y,@，UCC0A>+,F:G*+,.:,>:<-.B+:-N;5+:-N>:40:<-<-5?<><;@->?0;:;,-.6:<4,;;5+<.BA>:<-,+A>:AF,;AB/,+5/,->;［1］(!’()*!"#$%&’，O’’!，!OI：%$#&%I!(［!H］=0.B-A?0P?:,-=，R--,4,/,:-,>?,-T，TB/,-.,:F0/B(V-.BA>:<-;?0:-:-X:N-,;:-0-;:;;00./:-N;N++,F:G*（O#’]$O’-4）0-?,-A0.+,.:,>:<-［1］(!"#$%&’!’()*，!""O，#（I$）：I’$&I’H(［!%］K<<+>?@L，T,>?:+0;,-T(UCC0A>;:<-<-5?<><;@->?0>:A+0,A>:<-;:-6"%7&3"&0((3%8,’(*(［1］(!’()*90&:*"6+;,’(*%&)，!"""，O（#!）：)"&I)(［!#］3?+:;>:,-0RT:-R(T,;0+，1:+:T<50A?@，+*(’(UCC0A>;B+,/:->0-;:>:0;+,F:+,.:,>:<-<-05:.0+4,/B/>+,F:;A+00-:-N,-.5?<><;@->?0;:;:-N+,50/0,F0;［1］(!’()*!"#$%&’，O’’!，!O%：#H$&#%I(!""#$%&’"!()*($#+,-%.*/0’-#%12（,312）4*+0*%0’(’(506.(*-7)*(8#&’"9)’%’&:(%)#&0&*(+;*%#.,&#!""0$0#($:0(!"##$%&’()*+(,$!，DVW_B-!，‘S^=‘?,-NGA?0-N!，DW^=,-G;?BO，‘SR=L0-NG@B0O‘S^W_<-NG?<-N!a!"#$$%$&’(&)!"()*")，!$+,#-).,/#(*01$230%4*(5)2.(,6，/#$*78(*7)’’%!I，/#(*0；Oa90"+%,6$&:72$*$36，!$+,#-).,/#(*0:72("+%,+20%4*(5)2.(,6，/#$*78(*7)’’%!H，/#(*0<=&%.*$%：W-.0+-,>B+,/A<-.:>:<-;，.:B+-,/A?,-N0;<;@->?0>:A+,>0,-.J,>0+B;00CC:A:0-A@<.:CC0+0->:->0-;:>:0;:<-J0+0;>B.:0.(3<45,+0.><>?0A<->++0,>40->N+?05?<><;@->?0>:A+,>0,-.>+,-;5:+,>:<-+,>0;;B6b0A>0.><2!.<;0WXG*+,.:,>:<-J0+0:-A+0,;0.6@O#c,-.$$c，+0;50A>:F0/@，6B>>?0J,>0+B;00CC:A:0-A@J,;.0A+0,;0.6@$a)c(Q?05?<><;@->?0>:A+,>0,-.>+,-;5:+,>:<-+,>0;;B6b0A>0.><2O.<;0WXG*+,.:,>:<-J0+0:-A+0,;0.6@)%c,-.!$c，+0;50A>:F0/@，,-.>?0J,>0+B;00CC:A:0-A@J,;:-A+0,;0.6@O#c(K<+0;;B6b0A>0.><2O>+0,>40->，>?05?<><;@->?0;:;J,;-d>:-?:6:>0.6@>?0;>+<-N/:N?>,>-<<-(Q?:;:-.:GA,>0.>?,>>?05?<><;@->?0>:A+,>0:-?:6:>0.B-.0+>?0WXG*+,.:,>:<-J?:A?/<<:->?:;0EG50+:40->(S0WXG*+,.:,>:<-J,;60-0C:A:,/><>?0N+?#:?’.+&：WXG*+,.:,>:<-；’&&<("；5?<><;@->?0;:;；J,>0+B;00CC:A:0-A@责任编辑汤兴华