摘要:為闡明光照強(qiáng)度對(duì)雪茄葉片光合及葉綠素?zé)晒馓匦缘挠绊懀匝┣哑贩N古引4號(hào)為試驗(yàn)材料,設(shè)置高光強(qiáng)[(300±12) ,T300]和低光強(qiáng)[( 1 0 0±1 2 )
,T100]兩個(gè)處理,分別于第10葉位可見后12、20、28d測(cè)定其光合和葉綠素?zé)晒馓匦?,并測(cè)定葉片定長時(shí)生物量。結(jié)果表明:葉片可見 1 2 d , T3 0 0 凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率顯著高于T100,增幅 8 6 . 3 % 二 6 9 . 3 % 、 6 0 . 2 % ;T300葉綠素a、葉綠素b、葉綠素總含量、葉綠素 a/ b 顯著高于T100,增幅為 2 9 . 8 % 、 1 6 . 8 % 人 2 5 . 3 % 、 1 5 . 7 % ; T3 0 0 葉片凈光合速率在光合有效輻射
時(shí)顯著大于T100,T300最大凈光合速率、光飽和點(diǎn)分別顯著高于 T 1 0 0 8 7 . 7 % 和 2 0 . 3 % ,PSII實(shí)際光量子產(chǎn)量顯著高于 T 1 0 05 1 . 3 % ,非光化學(xué)猝滅系數(shù)顯著低于 T 1 0 05 5 . 8 % ,T300總體光合能力高于T100處理。葉片可見 2 0 d ,隨葉片生長,T100凈光合速率、葉綠素含量、最大凈光合速率、PSII實(shí)際光量子產(chǎn)量等均有較大增長,與T300差距縮小,二者差異不明顯;但T300光飽和點(diǎn)顯著高 2 4 . 2 % ,光補(bǔ)償點(diǎn)顯著低 2 8 . 6 % 。葉片可見 2 8 d , T3 0 0 凈光合速率、最大凈光合速率和葉綠素含量與T100無顯著差異,但非光化學(xué)淬滅系數(shù)和光化學(xué)淬滅系數(shù)較T100顯著高 1 3 . 4 % 、 2 3 . 8 % ;光合-光響應(yīng)曲線也顯示,T300凈光合速率在光合有效輻射
范圍內(nèi)顯著低于 T1 0 0 。定長后, T3 0 0 葉片鮮質(zhì)量、干質(zhì)量顯著高于 T 1 0 03 6 . 4 % 、1 1 5 . 4 % 。可見,在雪茄葉片發(fā)育前期強(qiáng)光處理下葉片光合能力更高,在葉片發(fā)育中期強(qiáng)光與弱光的差異減小,后期T300對(duì)強(qiáng)光的利用能力較T100減弱,綜合而言,T300凈光合速率更高,更有利于煙葉生物量積累。
中圖分類號(hào):S572.01 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1007-5119(2025)02-0075-08
12,3,451,1*
(1.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院煙草研究所/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部煙草生物學(xué)與加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,青島
Effect of Light Intensity on Photosynthetic and Chlorophyll Fluorescence Characteristics of Cigar Tobacco Leaves
ZHAO Shixin1,2,REN Xiaochun3, WANG Yihui4, GUO Quanwei5,LIU Yang5, MA Mengmeng5, CHEN Keling1, MA Xinghua1*
(1.Instute ofTobacco ResearchofChinese Academyof Agricultural Sciences/KeyLaboratoryofTobacco BiologyandProcesing,
MinistryofAgricultureandRural Afairs,Qingdao26611,China; 2.Graduate ScholofChiese Academyof Agricultural Sciences, Beijing 1oo81,China;3.RawMaterialCenter,ChinaTbaccoYunanIndustrialCo.,Ltd.,Kunming 6501,China;4China Tobacco Shandong Industrial Co.,Ltd.,Jinan25oo14,China; 5.Shandong Weifang Tobacco Co.,Ltd.,Weifang 261061, Shandong, China)
Abstract:Toelucidate theefectsof lghtintensityonphotosyntheticandchlorophyllfluorescencecharacteristicsofcigareavs,a study wasconducted usingthecigar variety“GuyinNo.4”astheexperimental material.Two treatments wereapplied: high light intensity [(300±12) ,T300] and low light intensity[(100±12)
,T100].Measurements of photosynthetic and chlorophyllfuorescencecharacteristicsweremeasuredat12,2and28daysaftertheOthleafpositionbecamevisibleadthe biomasswasdetermiedwhentheleavesreachedfullength.At12dayspost-leafemergence,ToOexhibitedsignificantlyhigheet photosynthetic rate
, stomatal conductance, and transpiration rate compared to T1 0 0 , with increases of 8 6 . 3 % 6 9 . 3 % , 6 0 . 2 % respectively.T3O0 showed significantly higher chlorophylla,chlorophyll b, total chlorophyll content,and
ratio than T100, with increases of 2 9 . 8 % 1 6 . 8 % 2 5 . 3 % 1 5 . 7 % ,respectively. Under photosynthetic active radiation (PAR) of
the
of T300 was significantly higher than T1o0. The maximum net photosynthetic rate (
and light saturation point (LSP) of
T300 were 8 7 . 7 % and 2 0 . 3 % higher than T1oo. The actual photochemical quantum yield of PSI (ΦPSII) in T3 0 0 was 5 1 . 3 % higher than T1oo, while the non-photochemical quenching coefficient (NPQ) was 5 5 . 8 % lowerthan T1oo,indicated superioroverall photosyntheticcapacityinT30o.At2Odayspost-leaf emergence,withleaf maturation,T10oshowedsubstantial increases in (20號(hào) chlorophyll content,
,and @PSII, narrowing the gap with T3 0 0 , with no significant differences between treatments. However, T300 maintained 2 4 . 2 % higher LSP and 2 8 . 6 % lower light compensation point than T1oo. At 28 days post-leaf emergence, no significant differences were observed between T300 and T100 in
(2號(hào)
and chlorophyll content. T30o displayed 1 3 . 4 % higher NPQ and 23 . 8 % higher photochemical quenching coefficient than T1o0.The photosynthetic light-response curve revealed that
of T300 was significantly lower than T1oO under PAR of
T300 had 3 6 . 4 % higher fresh mass and 1 1 5 . 4 % higherdrymassthanToOatleaflength fixed.Highlightintensity(T3o0)significantlyenhancedphotosyntheticcapacityatearly growthstage(12days),thedierencewasdiminishedatmid-growthstage(2Odays),andT3oexibitedreducedefciencyuder extremlyhighlightintensityatlategrowthstage(28days).OverallT30maintainedhighernetphotosyntheticrates,whichwas beneficial for biomass accumulation in cigar tobacco leaves.
Keywords: cigar; light intensity; photosynthetic characteristics; Chlorophyll fluorescence
茄衣煙葉質(zhì)量優(yōu)劣是決定雪茄煙質(zhì)量和檔次的基礎(chǔ)要素。優(yōu)質(zhì)茄衣煙葉大小適中、葉型較寬、葉脈細(xì)而不突、葉片薄且完整度好、無斑點(diǎn)或孔洞、組織細(xì)密、顏色均勻一致、彈性好、拉力強(qiáng)、燃燒均勻,香氣與吃味不影響茄芯的香氣和吃味[1]。目前,通過遮陰技術(shù)改變光照強(qiáng)度,是滿足優(yōu)質(zhì)雪茄煙葉生長需求的主要栽培方式[2。已有研究表明,遮陰可顯著提高茄衣葉片的葉面平整度,降低葉片厚度,葉片密度和葉脈直徑均隨遮陰強(qiáng)度增加而減小[3-4]。Wu等[5]研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)10d低光強(qiáng)處理的雪茄葉片比葉重降低,比葉面積提高,進(jìn)而使葉片光截獲率和碳利用率顯著提高,對(duì)弱光適應(yīng)能力增強(qiáng)。在雪茄旺長期長期弱光條件可提升雪茄煙葉光合色素含量,降低凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率[]。因此,光照強(qiáng)度是雪茄煙葉生長發(fā)育的關(guān)鍵生態(tài)因素,直接影響其光合作用。
葉綠素?zé)晒馐茄芯恐参锕夂献饔玫撵`敏探針,葉綠素?zé)晒鈪?shù)測(cè)定技術(shù)能夠快速、靈敏、無損傷地反映光系統(tǒng)II對(duì)光能的吸收、傳遞、耗散、分配等方面的狀況,與“表觀性”的氣體交換指標(biāo)相比,葉綠素?zé)晒鈪?shù)更具有反映“內(nèi)在性\"的特點(diǎn)[]。米琪等[8研究表明,烤煙葉片光化學(xué)猝滅系數(shù)、PSII實(shí)際光合量子產(chǎn)量、最大光合量子產(chǎn)量隨著光照強(qiáng)度的增加先降低后升高。楊興洪等[研究指出,隨光強(qiáng)的降低棉花葉片PSII實(shí)際光合量子產(chǎn)量上升,而非光化學(xué)猝滅系數(shù)降低??梢姡煌魑锏娜~綠素?zé)晒馓匦詫?duì)光強(qiáng)變化的響應(yīng)存在較大差異。
Ma等[10]研究表明在雪茄葉片受低光強(qiáng)處理10d后,葉片能夠通過上調(diào)光系統(tǒng)相關(guān)基因和蛋白的表達(dá)使其更好地進(jìn)行光吸收,改善水光解,維持電子傳遞、PSI和PSII的穩(wěn)定性。任曉春等[11研究也指出,葉片定長時(shí)低光強(qiáng)處理下雪茄生物量積累下降,且葉片光合葉綠素?zé)晒馓匦灾笜?biāo)均顯著降低。目前已有關(guān)于光照強(qiáng)度對(duì)雪茄生長發(fā)育及產(chǎn)質(zhì)量的影響研究[12-13],但關(guān)于雪茄葉片生長發(fā)育過程中光合及葉綠素?zé)晒馓匦詫?duì)光照強(qiáng)度動(dòng)態(tài)響應(yīng)的研究報(bào)道較少。本試驗(yàn)以雪茄品種古引4號(hào)為材料,研究不同光照強(qiáng)度對(duì)不同發(fā)育期雪茄葉片的光合作用參數(shù)、光合色素含量和葉綠素?zé)晒馓匦裕约岸ㄩL時(shí)葉片生物量的影響,旨在闡明雪茄煙葉生長過程中光合及葉綠素?zé)晒馓匦詫?duì)不同光強(qiáng)的響應(yīng),為優(yōu)質(zhì)雪茄煙葉的生產(chǎn)提供理論依據(jù)。
一 材料與方法
1.1試驗(yàn)材料及地點(diǎn)
供試雪茄品種為古引4號(hào),由中國煙草總公司海南省公司??谘┣蜒芯克峁T囼?yàn)于2021年在中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院煙草研究所青島即墨試驗(yàn)基地人工氣候室(晝夜溫度 ,光照 1 4 h / d ,相對(duì)濕度 70 % ± 5 % )進(jìn)行。所用基質(zhì)(草炭土:蛭石:珍珠巖 σ= 3 : 1 : 1 購自沃德農(nóng)業(yè)科技有限公司。
1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
試驗(yàn)設(shè)2個(gè)光強(qiáng)處理,T300:光照強(qiáng)度為( 3 0 0±1 2 ) ;T100:光照強(qiáng)度為( 1 0 0 ± 12)
。托盤育苗培育煙苗長至6葉1心時(shí),選擇長勢(shì)一致的健壯煙苗移栽至裝滿基質(zhì)的塑料花盆中(高度
、直徑 1 5 c m ),在設(shè)定的光處理下培養(yǎng)。水分以保持基質(zhì)濕潤度適合煙株生長為準(zhǔn)。
1.3樣品采集與測(cè)定
1.3.1取樣部位及取樣時(shí)期待煙株第10葉位(自下而上)新生嫩葉出現(xiàn)時(shí)進(jìn)行標(biāo)記,分別于第10葉位可見(葉長 0 . 5 c m 記為“可見\")后12、20、28d取樣和測(cè)定光合及葉綠素?zé)晒馓匦韵嚓P(guān)指標(biāo);第10葉位葉片定長(葉片可見30d后長度基本不再增加)后,取樣和測(cè)定葉片鮮質(zhì)量、干質(zhì)量、葉面積。
1.3.2光合參數(shù)使用Li-6400便攜式光合儀(Li-Cor,美國)測(cè)定光合指標(biāo),相關(guān)參數(shù)為:紅藍(lán)光源,閉合氣路,光照強(qiáng)度 ,
濃度
,葉室溫度
,氣體流速5 0 0 μ m o l / s ,每處理3次重復(fù)。
1.3.3光合-光響應(yīng)曲線儀器同1.3.2。測(cè)定選擇紅藍(lán)光源,閉合氣路,光照強(qiáng)度為 ,葉室溫度為
,氣體流速為
,
濃度設(shè)為400、300、200、100、50、400、400、
0每個(gè)
濃度下穩(wěn)定 1 2 0 s 后測(cè)定凈光合速率。根據(jù)葉子飄等[14]的雙曲線修正模型進(jìn)行擬合,每處理3個(gè)生物學(xué)重復(fù)。
1.3.4光合色素含量在葉片中部(避開葉脈)取約 的葉片,剪成約 1 m m 寬細(xì)絲,放入盛有5 m L8 0 % 丙酮的試管中,參照舒展等[15]的方法測(cè)定和計(jì)算。
1.3.5葉綠素?zé)晒馓匦允褂肞AM-2500便攜式調(diào)制葉綠素?zé)晒鈨x(德國WALZ)測(cè)定葉綠素?zé)晒鈪?shù)。測(cè)量開始前,使用暗適應(yīng)葉夾DLC-8,對(duì)測(cè)量葉片暗處理 3 0 m i n ,測(cè)定并計(jì)算葉綠素?zé)晒鈪?shù):PSII原初光能轉(zhuǎn)化效率(Fv/Fm)、PSII實(shí)際光量子產(chǎn)量(Fv/Fm')、非光化學(xué)淬滅系數(shù)(NPQ)和光化學(xué)淬滅系數(shù) 。
1.3.6定長葉片指標(biāo)待第10葉位葉片定長后取樣,用數(shù)碼相機(jī)和AdobePhotoshopCC2019軟件測(cè)量葉片面積。稱取葉片鮮質(zhì)量后, 殺青
后,
烘干至恒質(zhì)量,稱取葉片干質(zhì)量并計(jì)算比葉質(zhì)量,相關(guān)計(jì)算公式為:
葉片含水量 ( % ) = 1 (葉片鮮質(zhì)量-葉片干質(zhì)量)/ 葉片鮮質(zhì)量 × 1 0 0 (1)
比葉質(zhì)量 葉片干質(zhì)量/葉面積 (2)
1.4 數(shù)據(jù)分析與處理
使用R軟件和Origin2019進(jìn)行數(shù)據(jù)分析及作圖。采用獨(dú)立樣本 t 檢驗(yàn)及最小顯著性檢驗(yàn)(LSD),進(jìn)行差異顯著性分析( 。數(shù)據(jù)表示為平均值 ? ± 標(biāo)準(zhǔn)差。
2結(jié)果
2.1光強(qiáng)對(duì)雪茄葉片光合作用的影響
2.1.1光合參數(shù)如圖1所示,葉片可見 1 2 d (以下簡稱12d),T300凈光合速率顯著高于T100,增幅 8 6 . 3 % ;葉片可見20、28d(以下簡稱 2 0 d 、28d)各處理間凈光合速率差異不顯著。T300凈光合速率12和20d差異不顯著, 2 8 d 凈光合速率顯著低于 ,降幅 3 3 . 6 % ;T10020d凈光合速率顯著高于12、
。T30012、 2 0 d 氣孔導(dǎo)度顯著大于T100,增幅 6 9 . 3 % 、 6 0 . 6 % ,28d兩處理氣孔導(dǎo)度無顯著差異。T30012、
的氣孔導(dǎo)度無顯著差異,28d比 2 0 d 顯著降低 4 2 . 5 % ;T100各時(shí)期氣孔導(dǎo)度差異不顯著。T10012、28d胞間
濃度均顯著高于 T3 0 0 ,增幅為 1 7 . 6 % 、 2 8 . 4 % 。T30012、20d的胞間
濃度顯著高于 2 8 d :T10012d胞間
濃度顯著高于20、 2 8 d 。葉片可見12、 2 0 d ,T300蒸騰速率顯著高于T100,增幅 6 0 . 2 % 、 5 1 . 2 % , 2 8 d 處理間差異不顯著。T300蒸騰速率12、20d顯著高于 2 8 d ;T100不同時(shí)間的蒸騰速率差異不顯著。
2.1.2光響應(yīng)曲線如圖2所示,葉片可見12d時(shí),T300和T100凈光速率均隨光強(qiáng)增加先較快增加,隨后增速減緩并趨于穩(wěn)定。其中T100減緩更快,穩(wěn)定于更低水平,在光合有效輻射 2 0 0 ~ 范圍內(nèi)T100凈光合速率均顯著低于 T3 0 0 。葉片可見20d時(shí),二者凈光合速率均隨光強(qiáng)增加先快速后平緩增加,處理間差異不顯著。28d時(shí),兩處理凈光合速率先隨光合有效輻射增加快速增加,至
達(dá)到最高,且此時(shí)T300顯著高于T100,之后二者短暫穩(wěn)定后趨于下降且T300下降更快,在光合有效輻射 1 5 0 0 ~
范圍內(nèi)顯著低于T100??梢?,T300處理葉片生長前期(12d)的光利用能力特別是對(duì)強(qiáng)
注:不同小寫字母表示同一時(shí)間點(diǎn)不同光強(qiáng)處理間在0.05 水平差異顯著,不同大寫字母表示同一光強(qiáng)處理不同時(shí)間點(diǎn)在0.05 水平差異顯著,下同。ote:iftuperaseletsttsto
Fig.1Effects of different light intensity on photosynthetic parameters ofcigar leaves 注:*表示同一光合有效輻射下不同光照強(qiáng)度差異顯著 。。 Note:*indicatesthatdiferentlightintensitiesunderthesamephotosyntheticallyactiveradiationhavesignificantdiffereces ( p<0 . 0 5 )
Fig. 2Photosynthesis-light response curves ofcigar leaves under diferent light intensity at different time poi光的利用能力高于T100,生長中期(20d與T100差異減小,但生長后期(28d)強(qiáng)光利用能力低于T100。
2.1.3光響應(yīng)曲線參數(shù)如表1所示,葉片可見1 2 d ,T300最大凈光合速率顯著高于T100,增幅8 7 . 7 % ;20、28d,處理間無顯著差異。隨葉片生長,T300葉片最大凈光合速率呈下降趨勢(shì);T100呈先增加后降低趨勢(shì),20d較12、28d顯著高
9 2 . 0 % 、 5 0 . 6 % 。葉片可見12、 ,T300葉片光飽和點(diǎn)顯著高于 T 1 0 02 0 . 3 % 、 2 4 . 2 % ,而28dT300顯著低于T100。隨葉片生長,各處理葉片光飽和點(diǎn)均呈先上升后下降趨勢(shì),不同時(shí)間點(diǎn)差異顯著。葉片可見 2 0 d ,T300葉片光補(bǔ)償點(diǎn)比T100顯著低 2 8 . 6 % ,兩處理葉片光補(bǔ)償點(diǎn)均隨葉片生長顯著下降。同一時(shí)間點(diǎn),葉片暗呼吸速率處理間無顯著差異,但是隨葉片生長顯著下降。
表1不同光強(qiáng)處理的雪茄葉片光合-光響應(yīng)曲線參數(shù)
Table1Effects of different light intensity on photosynthetic response curve parameters of cigar leaves
2.2光強(qiáng)對(duì)雪茄葉片光合色素含量的影響
如圖3所示,葉片可見 1 2 d ,T300葉綠素a、葉綠素b、葉綠素總含量、葉綠素 a/ b 顯著高于T100,增幅為 2 9 . 8 % 、 1 6 . 8 % 、 2 5 . 3 % 、 1 5 . 7 % ;其他時(shí)期各處理之間光合色素指標(biāo)差異基本不顯著。隨著葉片生長, T3 0 0 葉綠素a、b、總含量呈增加趨勢(shì),葉綠素 a/ b 呈先增加后減小的趨勢(shì),T100光合色素指標(biāo)呈增加趨勢(shì)。
2.3光強(qiáng)對(duì)雪茄葉片葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響
由表2可知,葉片不同生長時(shí)間及處理間PSII原初光能轉(zhuǎn)化效率無顯著差異。12、 2 8 d ,T300的PSII實(shí)際光量子產(chǎn)量顯著高于 T 1 0 05 1 . 3 % 、
圖3光強(qiáng)對(duì)葉片光合色素含量的影響
Fig.3Effects of different light intensity on photosynthetic pigment content in cigar leaves
2 5 . 9 % 。在 1 2 d ,T300非光化學(xué)猝滅系數(shù)顯著低于 T 1 0 0 5 5 . 8 % ;20、 2 8 d ,T300顯著高于T1009 7 . 9 % 、 1 3 . 4 % 。在20、28d,T300光化學(xué)猝滅系
數(shù)顯著高于 T 1 0 0 1 8 . 2 % 、 2 3 . 8 % 。28d各處理PSII實(shí)際光量子產(chǎn)量顯著低于其他時(shí)期,但非光化學(xué)猝滅系數(shù)顯著高于其他時(shí)期。
2.4光強(qiáng)對(duì)定長時(shí)雪茄葉片指標(biāo)的影響
如表3所示,葉片定長時(shí),T300葉片鮮質(zhì)量、干質(zhì)量顯著高于 T 1 0 03 6 . 4 % 、 1 1 5 . 4 % ; T3 0 0 比葉
質(zhì)量極顯著高于T100,增幅 1 2 5 . 8 5 % 。T300葉片含水量比T100顯著低 9 . 5 % 。可見,T100干物質(zhì)積累較低。
表2光強(qiáng)對(duì)雪茄葉片葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響
表3雪茄葉片定長時(shí)相關(guān)指標(biāo)
Table 3Related indicators when cigar leaf length fixed
3討論
光合作用是復(fù)雜的生理變化過程,葉片的光合能力與葉片生長發(fā)育密不可分[16]。本研究發(fā)現(xiàn),葉片可見12d,高光強(qiáng)處理葉片凈光合速率、氣孔導(dǎo)度及蒸騰速率顯著高于低光強(qiáng)處理,胞間 濃度顯著低于低光強(qiáng)處理,說明高光強(qiáng)更有利于葉片早期生長及光合系統(tǒng)發(fā)育,提高其捕獲光能進(jìn)行光合作用的能力。低光強(qiáng)處理下,植株通過減小氣孔開放程度,降低蒸騰速率來適應(yīng)低光照環(huán)境,在較弱光合作用下減少能量耗散[17-18]。本研究結(jié)果表明,隨著葉片的生長發(fā)育,兩個(gè)處理間凈光合速率差異逐漸變小,這可能與光合色素的積累與調(diào)整有關(guān)。植物通常會(huì)根據(jù)環(huán)境條件進(jìn)行生理調(diào)節(jié),低光強(qiáng)處理可能被視為一種脅迫,促使植物通過優(yōu)化光合作用響應(yīng)低光強(qiáng),如提高葉綠素含量以增加光合色素在光合作用中的利用效率,保證植物正常生長[19-21]。在本研究中也發(fā)現(xiàn),20d時(shí)低光強(qiáng)處理葉片的葉綠素a、葉綠素b、總?cè)~綠素、葉綠素a/b較12d時(shí)顯著提高,并且28d低光強(qiáng)的光合色素含量依舊保持較高的值,說明隨著煙株的生長發(fā)育,低光強(qiáng)處理仍然保持較高的葉綠素合成能力,有利于葉片捕獲更多的光合碳源,從而使葉片在低光強(qiáng)下也能維持較高的光合速率,以適應(yīng)弱光環(huán)境[22]。
光響應(yīng)曲線是分析不同條件下植物光化學(xué)過程的重要參數(shù),對(duì)判斷光合過程是否正常運(yùn)行有重要作用[23]。28d葉片光合-光響應(yīng)曲線呈現(xiàn)出先上升后下降的趨勢(shì),這可能是因?yàn)殡S著光合有效輻射的增加,葉片出現(xiàn)了光抑制現(xiàn)象,但高光照強(qiáng)度葉片光合結(jié)構(gòu)受到破壞更嚴(yán)重,使得高光照強(qiáng)度葉片光抑制更加明顯[24]。光飽和點(diǎn)和光補(bǔ)償點(diǎn)代表植物接受光照強(qiáng)度的上限和下限,同時(shí)也代表植物葉片對(duì)強(qiáng)光和弱光的利用能力[25]。本研究中,葉片可見20d時(shí)低光強(qiáng)下雪茄煙葉光飽和點(diǎn)低于高光強(qiáng)處理,但光補(bǔ)償點(diǎn)相對(duì)較高,說明光照強(qiáng)度可以顯著影響雪茄葉片光能利用效率[26]
葉綠素?zé)晒馓匦允茄芯恐参锱c環(huán)境關(guān)系的內(nèi)在探針,其參數(shù)變化可反映植物進(jìn)行光合作用時(shí)的光能吸收、分配、傳遞和耗散等情況[10]。在本研究中,葉片可見12d,低光照處理的雪茄葉片實(shí)際光量子產(chǎn)量顯著低于高光照處理,這可能是因?yàn)檩^低的光照強(qiáng)度下,葉片發(fā)育早期葉綠素含量較低導(dǎo)致葉綠素捕光能力減弱[27];低光照處理的非光化學(xué)猝滅系數(shù)顯著高于高光強(qiáng)處理,表明此階段葉綠素捕獲的光能更多用于熱耗散,從而降低光能同化效率,葉片光合作用和同化能力減弱[26],這可能是煙葉定長時(shí)低光照處理生物量積累顯著小于高光照處理的原因之一。葉片可見20d時(shí),低光照下葉片非光化學(xué)猝滅系數(shù)顯著降低,葉綠素含量顯著提高,說明葉片捕獲光能力增強(qiáng),植物熱能耗散量減少,葉片對(duì)弱光的適應(yīng)能力增強(qiáng)。未來研究中將更深入解析不同光強(qiáng)對(duì)光合及葉綠素?zé)晒鈪?shù)影響的分子機(jī)制,闡明光信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑在雪茄葉片光合作用中的作用機(jī)制。
4結(jié)論
葉片生長前期(12d),與高光強(qiáng)處理(T300)相比,低光強(qiáng)處理(T100)葉片葉綠素含量更低,葉光飽和點(diǎn)更低,非光化學(xué)猝滅系數(shù)更高,葉綠素捕獲的光能更多用于熱耗散,光合能力顯著低于高光強(qiáng)處理。葉片生長中期(20d,葉片光合速率及葉綠素含量增加,光飽和點(diǎn)升高、補(bǔ)償點(diǎn)降低,兩處理間光合能力差異減小。葉片生長后期(28d),光合-光響應(yīng)曲線顯示,較高光合有效輻射條件下葉片出現(xiàn)光抑制現(xiàn)象,高光強(qiáng)處理葉片光合結(jié)構(gòu)受到破壞更嚴(yán)重,光抑制更加明顯,其光能利用效率(PSII實(shí)際光量子產(chǎn)量)、非光化學(xué)淬滅系數(shù)、光化學(xué)淬滅系數(shù)顯著高于低光強(qiáng)處理,但PSⅡI實(shí)際光量子產(chǎn)量仍顯著高于低光強(qiáng)處理,最終葉片生物量積累表現(xiàn)為高光強(qiáng)處理顯著高于低光強(qiáng)處理
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