芒萁盆栽光强与生长分布之间有哪些关系

植物的光补偿点、光饱和点、表观量子效率和最大净光合速率是植物对光能利用的重要指标。在弱光条件下，降低光补偿点属于适应群落下层弱光生境的生理生态对策之一。本研究表明：盆栽芒萁光补偿点为6.119~34.669μmol·m－2·s－1，光饱和点为606.056~979.195μmol·m－2·s－1，符合耐荫植物的特征［26］。

 

在L2下，盆栽芒萁的光补偿点和光饱和点均出现最高值，而在L3下有所降低，但仍高于ck，表明中等光强处理后，盆栽芒萁光补偿点和光饱和点间跨度较大，适应光强变化幅度大。L3下盆栽芒萁则依靠较低的光补偿点和暗呼吸速率来适应弱光环境。

 

有研究证实：凡是具有较高的最大净光合速率、光饱和点和较低的光补偿点、表观量子效率的植物，无论是对强光环境还是弱光环境都有较强的适应能力［27－28］。耐荫性较强的盆栽芒萁在L2下具有更高的最大净光合速率和较低的光补偿点，说明在低光环境下该处理的盆栽芒萁幼苗有更高的光合效率和更低的物质消耗来维持植物碳平衡。

 

同时，L2的表观量子效率值图2不同光强处理下盆栽芒萁的可溶性蛋白与MDA变化可溶性蛋白质/（μg·g-1）b丙二醛/（mmol·g-1）较高，进一步表明了L2的盆栽芒萁有较强的耐荫性和弱光利用能力。本研究表明：最适合盆栽芒萁生长的光强生境属于L2的中等光强，L3亦能自我调节维持正常生长，说明其光适应范围较大。

 

为进一步研究光强与生长分布之间的关系，后续研究可选择马尾松和杉木单优群落下层生境、林缘地段与阔叶林群落下层生境为样地，测定光量子通量密度，并与光强控制试验相结合，分析单优层片芒萁与盆栽芒萁间的生态差异究竟与哪些因素有密切的关系，比如是否与芒萁光斑的瞬时利用效率、芒萁层片的自遮阳现象和芒萁克隆整合等特性有关。

 

气孔是植物叶片与外界进行气体交换的主要通道，可根据不同的环境条件来调节孔径大小而使植物在损失水分较少的条件下获取更多的二氧化碳。不同生境对植物叶片气孔形态特征有显著影响。研究表明：芒萁的气孔密度较大（440.23个·mm－2），气孔长度较短（16.88μm），可知芒萁气孔具有更大的气孔导度和光合速率，对光强降低的响应敏感，能适应多变的光强环境［29－30］。

 

本研究表明：在L2下，盆栽芒萁的净光合速率、蒸腾速率和气孔导度均最高，胞间二氧化碳摩尔分数则处于较低水平，表明L2是净光合速率的最适光环境。L3下气孔部分关闭，气体交换参数都下降，而全光条件下净光合速率的下降伴随着蒸腾速率的升高，也就是说，遮光胁迫下盆栽芒萁光合作用对弱光环境的响应相对迟缓，即净光合速率的降低主要是由气孔限制因素引起的，当全光下胁迫加重时，光合限制因素过渡到非气孔限制因素，L1为其转折点［31－32］。

 

在逆境胁迫条件下，植物体内过量的活性氧使细胞膜受到破坏并失去活性。可溶性蛋白质是降低渗透势、清除活性氧、保护细胞膜、维持酶活性的一种渗透调节物质［33］。MDA是度量膜脂过氧化程度的参数标志，其含量的高低代表着细胞膜的受损程度。SOD，POD和CAT都是膜脂过氧化防御系统中的保护酶，SOD几乎存在于细胞内的所有区域，是植物抗氧化系统的第1道防线，可将活性氧转化为过氧化氢，然后通过POD和CAT将过氧化氢转化为水和氧气。一般情况下，保护酶活性随胁迫的增大而增加，或是呈先增加后减少的规律［34－35］。

 

有研究表明：弱光胁迫导致膜脂过氧化的反应程度与弱光胁迫程度呈正相关，同时SOD活性在轻度弱光处理下升高，在严重弱光逆境条件下出现下降趋势；POD和CAT活性在弱光下上升［36－37］。本研究结果与上述研究的变化特点一致：随光照强度的增加，盆栽芒萁SOD活性呈先增加后减少的趋势，推测全光条件下植物产生的活性氧超出了自身可调节限度，伴随过氧化氢积累对SOD活性的抑制，POD和CAT活性增加对其进行补偿以平衡抗氧化酶系统［38－39］。

 

本研究表明：随遮阳强度的增加，盆栽芒萁叶片的可溶性蛋白质逐渐增加；MDA依次为：弱光＞中等光强＞强光；SOD，POD和CAT等抗氧化酶活性也显著升高。其中，全光下的各项指标皆近乎于最大值，说明盆栽芒萁叶片受到全光胁迫最为严重，由此可知：弱光与全光处理下的盆栽芒萁受胁迫的程度超过了抗氧化酶的清除速度，结果导致MDA的积累，需要合成较多的逆境蛋白以提高自身抗性［40］。

 

形态特征是植物适应环境变异最直接的外在表现，测定分析结果印证了全光下盆栽芒萁叶片外部形态特征的变化：生长纤细低矮、叶片色泽呈黄绿色，伴有叶缘枯黄、皱缩等现象出现，植株生长势极差。本研究期恰逢深秋，无法排除植物生长情况与低温因素对清除活性氧能力波动变化的影响［41］，今后可尝试在春季与夏季进行同类试验，对比分析不同季节酶活性的差异及季节产生的影响。