光合作用是树木的重要生理过程,没有光合作用,任何树木都不能维持其生命活动。光合作用的强弱取决于树木的遗传特性和环境因素的影响。树种、品种以及单株个体、树木生长立地因子等都会使树木表现出光合强度的差异。研究树木的光合特性及其变化规律,一方面可以为引种、优树选择等提供决策的理论依据,另一方面,树木的光合生理参数,如光补偿点、光饱和点、CO2补偿点等正逐步成为速生丰产、早期鉴定以及制定栽培措施的科学依据。本研究中对臭椿幼苗、幼树的光合作用季节变化、日变化及光响应曲线等进行测定,以期为栽培、育种提供指导。
臭椿光合作用呈现出明显的季节变化,在7月~10月间,臭椿幼苗的Pn变化呈单峰曲线型,保持在11~20μmol/m-2/s-1之间;8月下旬Pn达到最大值,为20.33μmol/m-2/s-1,分别为低峰期的7月上旬和10月上旬的2.24倍和2.47倍。幼树的Pn呈双峰曲线型,其数值在6~15μmol/m-2/s-1之间,两个高峰点时期分别为7月上旬和8月下旬,Pn分别为14.33μmol/m-2/s-1和15.5μmol/m-2/s-1.由于臭椿播种苗的当年播种时间为4月上旬,经过出苗期和幼苗期后,进入速生期的时间相对较晚,净光合速率出现一个高峰期;而幼树进入快速生长期较早,净光合速率出现两个高峰期。臭椿幼苗各时期的净光合速率明显高于同期幼树的净光合速率;在测定期间,幼苗的最低Pn是幼树最低Pn的1.83倍;最大Pn是幼树最大Pn的1.3倍,这也解释了幼苗生长速度快于幼树的原因。
在自然条件下,植物光合作用的日变化曲线有两种类型:一种是单峰型,中午光合速率最高;另一种是双峰型,上、下午各有一个高峰。对某一植物来说,其光合作用日变化并不始终是一种固定模式,而是随着气候条件、生长环境以及生育期的不同而呈现多种变化。臭椿幼苗、幼树叶片的净光合速率日变化具有两种变化曲线。在生长期的7月下旬,幼树的Pn呈双峰型曲线变化趋势,而幼苗呈单峰型曲线变化,幼树在11:00~12:00之间出现“午休”现象,Pn下降到5.68μmol/m-2/s-1,在15:00时出现全天的第二个高峰值,为13.58μmol/m-2/s-1;8月下旬,臭椿幼树的Pn呈单峰曲线型,而幼苗的Pn则呈双峰曲线型,幼苗出现“午休”现象时的Pn为12.72μmol/m-2/s-1,明显高于幼树“午休”时的Pn;到9月下旬,臭椿幼树、幼苗均出现“午休”现象。植物光合作用的“午休”现象比较普遍,它在C3、C4、CAM植物中都有发生。导致“午休”现象既有生态的原因,又有生理和生化的因素。研究认为,导致这一现象主要分气孔因素和非气孔因素。本文测定结果表明,臭椿幼树、幼苗的“午休”现象主要是由于气孔因素所导致。