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应用与环境生物学报 ›› 2024, Vol. 30 ›› Issue (03): 467-476.DOI: 10.19675/j.cnki.1006-687x.2023.07004

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光强和氮肥互作对杉木幼苗光合生理的影响

刘子晗, 钟淑芳, 杨培蓉, 吕宁宁, 叶义全, 黄金华, 郑雪燕, 唐银, 许珊珊   

  1. 福建农林大学林学院
    国家林业和草原局杉木技术工程研究中心
    林木逆境生理生态及分子生物学福建省高校重点实验室
    福建省洋口国有林场
  • 发布日期:2024-10-18
  • 基金资助:
    国家重点研发计划项目(2021YFD2201302,2016YFD0600301); 福建省林业科技项目(闽林科便函[2020]29号)资助

  • Published:2024-10-18

摘要: 为揭示光强、氮素及其互作对杉木(Cunninghamia lanceolata)幼苗生长和光合生理的影响,以1年生杉木‘洋061’为材料,设置4种光强(L0:100%自然光;L1:75%自然光;L2:45%自然光;L3:20%自然光)和3种氮素水平处理(N0:0 g/株;N1:4 g/株;N2:6 g/株),研究不同光氮条件下杉木幼苗生长、光合生理和碳代谢关键酶的变化特征.结果表明:(1)遮阴和施氮均能显著促进杉木苗高和地径的生长,与L0N0(CK)相比,二者的增幅分别介于7.92%-62.07%和7.38%-71.23%之间;同一光强水平下,施氮不同程度提高杉木叶片光合色素含量、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、反应中心电子传递能量(ET_o/RC)、光合性能指数(PIabs)、可溶性糖含量、二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶(Rubisco)(L3N2除外)和乙醇酸氧化酶活性,尤其在中等(L2)和低光强(L3)下施氮(N1)能显著提高上述值,这有利于提高植株对光能的利用,增强光合作用,但在低光强下高氮(N2)处理则显著降低叶片Rubisco活性、果糖-1,6-二磷酸酶活性、可溶性糖、淀粉以及非结构碳水化合物含量,严重影响氮肥的改善效果.(2)同一氮素水平下,随光强减弱,除反应中心耗散能量值和淀粉含量呈下降趋势外,其余指标大体呈先升后降或先降后升再降趋势,其中Fv/Fm、PIabs、反应中心捕获能量、可溶性糖含量和Rubisco酶活性均在L2N1处理达到峰值,分别较CK增加66.11%、992.67%、11.57%、275.96%和233.33%,同时光合色素含量、叶绿素a/b值、最大荧光、可变荧光和ET_o/RC也显著增加,这有利于维持适度遮阴下杉木叶片较强的光合能力,但过度遮阴会显著降低叶片光合速率和非结构碳含量,导致生长受抑.(3)除苗高、初始荧光和反应中心捕获能量外,其余指标均受光强和施氮互作的显著影响,隶属函数结果表明,L2N1光氮处理即45%自然光、4 g/株氮肥处理下杉木生长效果最优.综上所述,适宜的光强和氮素水平有利于提高杉木叶片对光能的吸收、转化和利用效率,增强叶片光合能力,促进碳同化产物合成,改善幼苗生长,进而提高苗木质量.(图5表1参64)

关键词: 杉木, 互作效应, 光合特性, 非结构性碳, 糖代谢关键酶

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