毛竹快速生长期光合蒸腾日变化特征

毛竹Phyllostachys edulis新竹会在极短时间内完成其整个成竹生长,这个过程被称为快速生长期。为揭示毛竹新竹在快速生长期间从竹笋成长为幼竹这一过程中不同竹龄母竹对新竹的营养传输流向以及自然状态下毛竹气体交换参数的日变化特征,利用Li-6400XT光合仪,分别对3年生和5年生毛竹在快速生长期间叶片的气体交换参数进行测定。结果表明:①快速生长前期,3年生毛竹的光饱和点（LSP）高于5年生毛竹,而在中期和后期5年生毛竹的LSP高于3年生毛竹;②3年生毛竹的净光合速率（P_n）在不同生长时期之间差异不显著（P > 0.05）,5年生毛竹的净光合速率在快速生长前期显著低于中期和后期（P < 0.05）。净光合速率与竹龄（P < 0.01,r=0.132）和生长时期（P < 0.01,r=0.164）的相关性极显著;③蒸腾速率（T_r）与净光合速率极显著相关（P < 0.01,r=0.688）,与生长时期极显著相关（P < 0.01,r=0.201）,而与竹龄的相关性则不显著（P > 0.05）;④水分利用效率（E_WUE）总体表现为上午高于下午（P < 0.01）,快速生长中期显著高于前期和后期（P < 0.01）,5年生毛竹高于3年生毛竹（P < 0.05）。研究表明:成竹通过竹鞭向新竹输送养分和水分的这个过程在快速生长中期最为剧烈。5年生毛竹是对新竹的营养传输的源头,也是新竹快速生长最主要的养分来源。     

毛竹笋的快速生长对母竹的影响

为了探讨竹笋快速高生长与母竹之间的养分输导关系,揭示毛竹快速生长内在规律,试验测定了竹笋快速生长期内不同竹龄器官(叶、枝、秆、蔸根)的主要养分质量分数、冠层(上层、中层和下层)水势、地上器官(叶、枝、秆)的生物量,与同样地同期小年期母竹测得值做比较。结果表明:在竹笋快速生长期,氮元素在母竹叶片中先下降后上升,而蔸根中则先略有升高然后趋于稳定;在叶中,钾元素随竹笋快速生长而迅速升高,而在蔸根中始终保持稳定状态;磷在叶片和蔸根的质量分数均较低。同小年期相比,氮元素在叶、枝、秆、蔸根中的质量分数均较低;磷元素在叶、蔸根的质量分数较低,而在枝、秆中其质量分数要高;钾元素在叶、秆、蔸根中的质量分数高,但在枝中低。在竹笋的快速生长期,各竹龄叶的水势变化总体呈"V"型曲线,从3月中旬到5月中旬,水势有变小趋势,随后有所回升。同小年期相比,林冠各层的水势均大于同期的小年期;在竹笋快速生长期,母竹地上各器官生物量占比相对稳定。同小年期相比,光合器官竹叶生物量占地上器官生物量的7.05%,增加了31.90%。因此,竹笋的快速生长对母竹产生了影响,在快速生长期,母竹通过营养元素的迁移、地上生物量格局的分配,为竹笋的快速生长提供了可能。     

从生理生态角度解析毛竹爆发式生长的原因

为了验证母竹促进幼竹快速生长这一假说,研究了毛竹快速生长期不同龄级毛竹的光合固碳能力、叶片水势变化的时空差异、以及地上器官生物量分配的时空格局,同时与小年期对应值做比较。结果表明:(1)快速生长期各龄级母竹的相对叶绿素含量和光化学效率大于同龄同期的小年期母竹,且达到显著水平。说明快速生长期各龄级母竹光合固碳能力较小年期更强;(2)快速生长期各龄级母竹叶片冠层的水势大于同龄同期的小年期母竹,说明快速生长期各龄级母竹水分运输能力较小年期更强,且竹龄越大水分运输能力越强。(3)快速生长期各龄级母竹地上器官(叶、枝、秆)生物量占比大于同龄同期的小年期母竹,且叶片生物量占比差异显著。说明快速生长期各龄级母竹生物量积累较小年期更多,且竹叶固定生物量能力更强。因此,竹笋的快速生长对母竹的产生了影响,母竹为竹笋的快速生长提供了可能。     

毛竹快速生长期的叶绿素荧光参数特征

为了探讨毛竹Phyllostachys edulis在快速生长期（前期、中期、后期）叶片的叶绿素荧光特征,在浙江农林大学毛竹生理生态监测定位站利用PAM-2100型叶绿素荧光仪,在毛竹快速生长期测定叶片的叶绿素荧光参数并对其荧光特性进行综合评价。结果表明:毛竹叶片的叶绿素荧光参数在毛竹快速生长的前期、中期、后期变化显著。在不同生长期中,同一年龄的毛竹的光系统Ⅱ（PSⅡ）实际光化学量子产量（Y_ield）,PSⅡ最大光化学效率（F_v/F_m）,PSⅡ潜在光化学效率（F_v /F_o）均表现为前期 < 中期 < 后期,差异达到显著水平（P < 0.05）。其中F_v/F_m变化范围为0.672~0.773,F_v /F_o变化范围为2.068~3.231。在毛竹快速生长的前期和中期低于正常水平。非光化学猝灭系数（q_NP）表现为中期 < 后期 < 前期,差异达显著水平（P < 0.05）。在毛竹快速生长的不同时期,毛竹叶片q_NP均呈现明显的日变化。综合比较表明,随着毛竹的快速生长,毛竹叶片光合作用能力呈上升趋势。