荒漠植物白刺对模拟增雨的光合响应机制

【目的】研究不同增雨条件下白刺叶片的光合作用和叶绿素荧光特性，从光合生理角度探讨白刺对增雨的响应机制。【方法】以乌兰布和沙漠东缘地区典型荒漠植物白刺为研究对象，设置不同的增雨梯度(增加年均降水量的0，25%，50%，75%和100%)，对自然生长的白刺沙包进行人工模拟增雨，利用 Li－6400xt便携式光合测定系统分析仪(USA，LI-COR)测定不同增雨条件下白刺叶片净光合速率(Pn)日动态变化、光响应曲线、CO2响应曲线以及叶绿素荧光参数，并根据 Pn 日变化曲线和响应曲线计算叶片日光合总量(∑Pn )以及各光合生理参数。【结果】1)75%和100%增雨对日均 Pn 和∑Pn 影响显著，日均 Pn 比 CK分别高32.74%和37.64%，∑Pn 比 CK 分别高32.01%和38.43%，说明增雨使白刺光合能力增强，日光合产物的积累增加。2)增雨使白刺表观量子效率( AQY)和光饱和点( LSP)升高，25%，50%，75%和100%增雨的 AQY 比 CK 分别高17.24%，31.03%，37.93%和24.14%，LSP比 CK分别高14.6%，6.0%，3.0%，26.1%，说明白刺叶片利用弱光的能力增强，对强光的利用范围增加，光能转化效率提高，有利于光合作用的高效进行。3)随着增雨量的增加，羧化效率(CE)呈现出逐渐增加的趋势，其中，100%增雨的 CE比 CK高5.73%；增雨使 CO2饱和点( CSP)升高，50%，75%和100%增雨的 CSP 显著高于 CK，分别比 CK高23.67%，28.35%和29.13%，说明白刺叶片 RuBP羧化酶和光合碳循环酶的活性增强，对高CO2浓度的利用范围增加。4)增雨使白刺叶片的原初光化学量子效率( Fv/Fm )、实际光化学量子效率(ФPSⅡ)、电子传递速率( ETR)和光化学猝灭系数( qP )提高，说明增雨有利于白刺叶片PSⅡ反应中心活性增强、开放比例提高，有利于叶片把所捕获的光能转化为生物化学能，并将更多的光能用于推动光合电子传递。【结论】白刺能够调节光合机构的功能、改变自身生理特性、增强对环境资源的利用能力来适应增雨的变化。

Photosynthetic Response Mechanism of a Desert Plant Species Nitraria tangutorum to Rain Addition