酚酸對楊樹苗木光合效能的影響.pdf

1、近幾年較多的相關(guān)研究表明，人工林多代連作后的地力之所以衰退是由于是林地土壤有毒物質(zhì)（主要為化感物質(zhì)，如酚酸）的累積。植物化感物質(zhì)(Plant Allelochemicals)的自毒作用不但給植物自身的生長發(fā)育帶來顯著的不利影響，同時其化感作用也會影響生長在其周圍的植物，更可怕的是化感物質(zhì)也對土壤的理化性質(zhì)造成了一定的影響，進(jìn)而再度影響植物的吸收和生長。酚酸是連作后產(chǎn)生的典型的化感物質(zhì)，能直接或間接地影響自身或其他植物、微生物的生長和分布

2、，是導(dǎo)致連作障礙的主要因子。酚酸類物質(zhì)對植物的傷害是從對根系（包括形態(tài)和生理方面）的傷害開始的，由于植物根系直接與土壤環(huán)境接觸，并且從土壤中吸收所需的營養(yǎng)元素與水分，進(jìn)一步影響植物地上部分（莖與枝葉）的生長發(fā)育。長期下來，植物的干物質(zhì)積累過程會受到極大的沖擊，嚴(yán)重阻礙了農(nóng)林業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
　　目的：探討酚酸累積對楊樹光合作用性能和苗木生物量的影響，從光合作用角度揭示酚酸環(huán)境對楊樹生長的抑制作用與生理機制。
　　方法：因此，

3、在前人研究工作的基礎(chǔ)上，以一年生 I-107(Populus euramericana cv.?Zhonglin46‘)楊樹幼苗為實驗材料，在山東農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)實驗站，對先前生長環(huán)境一致并且長勢也基本相同的楊樹幼苗施加不同濃度的外源酚酸，通過測定楊樹苗木在不同酚酸濃度下的光響應(yīng)過程、光合日變化、葉綠素?zé)晒鈪?shù)、葉綠素（Chl）含量等指標(biāo)，熒光參數(shù)、光譜特征以及相關(guān)酶活性，探討酚酸累積對楊樹光合作用性能和苗木生物量的影響，從光合作用角度揭示

4、酚酸環(huán)境對楊樹生長的抑制作用與生理機制。
　　結(jié)果：(1)在培養(yǎng)基質(zhì)中施加酚酸后，楊樹的根系活力有所降低，尤其是在高酚酸濃度下，根系活力迅速下降并且保持在較低的水平；(2)隨酚酸濃度增加，葉綠素（Chl）含量下降；在相同光強下，酚酸濃度在不斷增加的過程中，凈光合速率(Pn)呈現(xiàn)出顯著降低的趨勢，同時伴隨著光合量子效率（Φ）的顯著降低，說明施加外源酚酸后，各處理組出現(xiàn)了不同程度的光抑制現(xiàn)象，且酚酸處理下光補償點（LCP）增加，表明楊

5、樹光和機構(gòu)對弱光的利用能力降低，而暗呼吸速率（Rd）的降低意味著楊樹葉片的生理活動隨酚酸濃度的增大而降低；最大凈光合速率（Pnmax）也降低，導(dǎo)致光合機構(gòu)受到一定程度的破壞，光合機構(gòu)運轉(zhuǎn)狀態(tài)變差；(3)各處理下楊樹光合作用日變化過程均出現(xiàn)不同程度的光合“午休”現(xiàn)象，且隨酚酸濃度的變化光合“午休”的原因不同，如 CK~T2是由于氣孔限制（即由于氣孔開度降低引起光合作用原料—CO2供應(yīng)受阻），高酚酸濃度下(T3~T5)則是由于非氣孔限制（即

6、酚酸導(dǎo)致楊樹葉片的光合機構(gòu)受到損傷，使葉肉細(xì)胞光合能力下降，CO2與H2O的利用效率降低）；(4)隨酚酸濃度的增大，初始熒光(Fo)顯著提高，這意味著PSⅡ反應(yīng)中心遭到破壞或可逆失活，而最大熒光(Fm)、PSⅡ?qū)嶋H光化學(xué)效率(ΦPSⅡ)、最大光化學(xué)效率(Fv/Fm)下降，說明酚酸處理的楊樹產(chǎn)生了光抑制現(xiàn)象，光化學(xué)淬滅（qP）同時下降，說明光合作用天線色素將吸收的光能往光化學(xué)反應(yīng)方向分配的光能的減少；同時通過非光化學(xué)淬滅(NPQ)與葉黃素

7、循環(huán)脫環(huán)氧化程度均增加，說明葉片通過 NPQ與葉黃素循環(huán)的過程以熱耗散途徑消耗的過剩光能明顯增加，此時，酚酸脅迫下的楊樹啟動自身的保護(hù)機制，過剩光能的耗散能使光合機構(gòu)減少或免受過剩光能的破壞，阻止或降低由于激發(fā)能積累引起的PSⅡ的損害，減少光氧化或光漂白的發(fā)生，在一定程度上緩解過剩光能對光合作用系統(tǒng)的影響；(5)隨酚酸濃度增加，楊樹葉片丙二醛(MDA)含量逐漸增加，說明酚酸導(dǎo)致葉片光合機構(gòu)的膜系統(tǒng)遭受破壞，膜脂過氧化程度加?。粭顦淙~片內(nèi)

8、的超氧化物歧化酶（SOD）活性與過氧化物酶（POD）活性均先增加后降低，在低酚酸濃度下，SOD與POD活性增加，活性氧的清除能力增加以減輕對光合作用機構(gòu)傷害，但較高濃度下楊樹葉片的SOD與POD活性降低，說明楊樹葉片的抗氧化系統(tǒng)受到損害，致使多種保護(hù)酶活性的下降；(6)植株銨態(tài)氮（NH4+-N）含量以及葉片氮素含量指標(biāo)（NDCI）均表現(xiàn)為隨酚酸含量的增加逐漸降低的趨勢，說明外源酚酸的施加不利于楊樹的氮素積累。
　　結(jié)論：施加酚酸后