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1、光照强度对园艺植物光合作用影响研究 摘要:光照强度对园艺植物光合作用日变化的影响因种类、品种、生育期或生态因子的不同而各异;光照强度对园艺植物同化物的运输和分配也会产生影响.随光照强度变化,园艺植物的部分生理特性也会发生相应的变化,进而使得长期处于逆境光照强度下的植物对弱光和强光有一定的适应性。关键词:光照强度;园艺植物;光合作用中图分类号：K928文献标识码：A文章编号：引言:光合作用是一种光化学反应过程.光不但是光合作用的动力,而且还调节光合酶的活性与叶片气孔的开度,因此光直接制约着光合速率的高低.光照条件包括光照强度、光质、光照时间等因素,这些因素对植物的光合作用有着深刻
2、的影响.迄今为止关于光照强度与园艺植物光合作用的关系,已有大量报道.一、光照强度对园艺植物单叶光合作用的影响1.1光照强度对园艺植物光合作用生理特性的影响7在逆境光照条件下,植物的生理生化特性会发生相应的变化,如过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)的活性,膜脂过氧化产物(MDA)的含量以及叶绿素的含量等都会发生变化.这些变化又会进一步影响植物的光合作用,而且这种影响因其生长的生态环境不同而不同.在研究光强对辣椒、石斛等耐弱光园艺植物的影响时发现,随着光强的增加,叶绿素含量与CAT活性呈现先上升后下降的趋势,而MDA含量与POD活性则随光照强度的增加呈先降后升的趋势.这说明在
3、一定的光强范围内,光照强度的增大延缓了植物叶片的衰老,提高了CAT活性.在研究弱光对黄瓜光合作用的影响后认为,弱光破坏叶片膜系统,造成光合过程酶活性的改变.此外,弱光造成叶绿体发育不良,排列紊乱,超微结构遭到破坏,叶绿体数量减少,叶绿素的降解加剧,使叶绿素含量降低,因而叶片捕捉和利用光能的能力下降,叶片光合能力下降.1.2光照强度对园艺植物单叶光合特性的影响7植物光合作用的研究多集中在单个叶片的水平上.迄今为止人们已经对黄瓜、番茄、辣椒、西葫芦等多种园艺植物单个叶片的光合作用进行过比较系统的研究,结果表明园艺植物光合作用对光强的响应表现为在黑暗中叶片不进行光合作用,通过呼吸作用释
4、放CO2.随着光照强度的增大,光合速率相应增大,当达到某一光照强度值时,叶片的光合速率等于呼吸速率,此时光照强度即为光补偿点.在低光照强度时,光合速率会随着光照强度的增大而增大,当光强增加到达某一强度时,光合速度不再增加,此时的光照强度即为光饱和点若光强进一步升高,则会发生光抑制,光合速率反而下降.虽然园艺植物单叶光强-光合曲线总体趋势相似,但不同植物之间仍存在一定差别,其中光补偿点和光饱和点存在很大的差异.总体上讲,光补偿点高的植物一般光饱和点也高,对于光补偿点和光饱和点来说草本植物要高于木本植物,阳生植物要高于阴生植物,C4植物要高于C3植物.因此,光饱和点和光补偿点可以作为
5、植物需光特性的主要指标,用来衡量需光量.但同种植物的光饱和点和光补偿点也不是固定不变的,它们会随外界条件的变化而变动,例如,当CO2浓度增高或温度降低时,光补偿点会降低;而当CO2浓度提升时,光饱和点则会升高.光照不足可成为光合作用的限制因素,而光照过强也会对光合作用产生不利的影响.当叶片吸收过多光能,又不能及时加以利用或耗散时,植物就会遭受强光胁迫,引起光合能力降低,发生光抑制.7光抑制现象的发现可以追溯到19世纪中期,但较完整的试验报道始见于20世纪初到20世纪80年代中期,叶绿素a荧光技术的应用极大地推进了光抑制研究的发展.植物对光抑制条件的敏感性受遗传因素影响和环境因素的
6、影响,在没有光以外的其他环境因子胁迫下,中午强光下蔬菜等C3植物易发生光抑制,光饱和点低的阴生植物如人参更易由于光抑制而受到危害[41].高温、低温或冰冻、水分亏缺、营养不足等环境胁迫因素同时存在时,植物对光抑制条件的敏感性增加,在中低光照强度下就会发生光抑制.但是目前关于园艺植物光抑制方面的专题研究相对较少.对生姜的研究表明,午间强光使生姜叶片的叶绿素荧光参数(Fv/Fm)、表观量子效率(AQY)及Pn降低,发生明显的光抑制现象,而MDA含量明显升高,说明已发生光氧化.1.3光照强度与园艺植物光适应的关系长期处于逆境光照强度下的植物对弱光和强光有一定的适应性.有关园艺植物光适应
7、的生理特性国内外已从群体、个体、叶片、细胞器等各级水平上进行过研究.现已明确对外界高低光强适应要依靠调节光系统组分和光合酶活性来实现,在高低光强下PSÒ活性均有所降低,特别是在强光下更为明光照强度对园艺植物光合作用影响的研究进展.但在强光下可看到PSÑ活性和反应中心160kD蛋白的适应增加,在弱光下可看到PSÒ集光色素复合蛋白(LHCII)7的适应增加.这些蛋白的增加,在高低光强逆境下对PSÒ活性起到补偿和稳定的作用.在弱光
