氧对茄子光合特性的影响及其光合生化模型模拟研究

来源 :河北农业大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:xiaobenben
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针对目前光合生化模型的缺乏实测参数的问题,该试验以茄子(Solanum melongena L.)为试材,设计在不同O2浓度下,测定了茄子光合特性参数,包括CSP、CCP、CE、CUE、Topt等,并测定了在不同O2浓度、温度、光强和CO2阶梯式变化下,光合的瞬态变化过程。结果表明,茄子在饱和光强(1500/μmol·m2·s-1)和光合适温(30℃)条件下,CO2饱和点在1000~1400μL·L-1之间;CO2饱和点和CO2补偿点随着O2浓度的增加而增大,羧化速率为0.1054~0.4308,随着O2浓度的增加而减小;CO2利用效率在200~400kμL·L-1范围之间,并且随着O2浓度的增加而明显降低。 在不同的O2浓度与光强组合下,光合强度基本不会影响光合—温度响应曲线,低氧和高氧情况下,测得的净光合速率值均高于在大气O2浓度下的测定值,且在相同的情况下,低氧浓度下的Pn—T1响应曲线的变化最为明显。在弱光条件下,O2浓度为20、210、350μL·L-1下的光合最适温依次为25、30、20℃;在饱和光强下,光合最适温则分别为35、30、30℃。 通过不同光强、温度的组合,在不同的CO2阶梯式变化的情况下,净光合速率的瞬态变化进程曲线呈现波动式变化。通过利用由近似零CO2至不同浓度的阶梯式,拟合得到不同O2浓度下的Acmax—Ca响应曲线。在近似零氧的情况下,CO2半饱和点以下,Acmax值高于在大气氧环境下,之后则明显低于在大气氧环境下。利用公式结合O2浓度变化下的测定结果,计算得到Γ*=27.407Pa CO2、Kc=473.64、Vcmax—Rd=40.92μmolL·L-1。30℃下得到零氧下Vcmax=68.973μmolL·L-1,Jmax=128.45μmolL·L-1,Vtpu=7.6526μmolL·L-1;12℃零氧下为Vcmax=18.64μmolL·L-1,Jmax=25.912μmolL·L-1,Vtpu=6.3845μmolL·L-1。 将不同O2浓度下Pn对CO2浓度响应的测定结果进行FvCB模型模拟,其模拟值A与仪器的实测值Pn相关性很高,表明FvCB模型在不同的O2浓度下的拟合度较高。利用试验得到的参数代入FvCB模拟得到的结果A、与实测Pn的相关性相比较更高,说明试验所得到的参数和对于数据的计算更为有效。 利用得到参数和计算得到的Ve对Ci的响应曲线,Wc与Wi的交点Ci(Cicj)随着O2浓度的增加逐渐增加,说明O2在其中同样是一个重要的限制因素。 通过对比利用FvCB模型模拟得到的零氧下参数与不同O2浓度下光合生化系统对CO2的动态响应中推算得到的零氧下参数,试验所得推算值均显著高于FvCB模型模拟结果,尤其是对于Vtpu的结果两者相去甚远。此外在不同温度下参数的差异明显,说明温度是计算中一个重要的影响因素。
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