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中间锦鸡儿和小叶锦鸡儿是豆科锦鸡儿属植物中最为常见的种类,在我国北方地区广泛分布,它们耐寒,耐旱,耐贫瘠,是重要的防风固沙灌木,并具有良好的饲用和药用价值。多年以来人们对这两种锦鸡儿生理特性的研究不断深入,本文设计了三种实验条件:同质栽培下的中间锦鸡儿和小叶锦鸡儿、不同龄级的中间锦鸡儿、同一生境不同部位的中间锦鸡儿,深入研究其光合生理特性,结果表明:
1.在外界环境因子一致的同质栽培条件下,中间锦鸡儿幼苗的光合能力高于小叶锦鸡儿幼苗,前者净光合速率日均值为6.545μmolCO2/(㎡·s),后者为5.740μmolCO2/(㎡·s),差异极显著(p<0.01),并因此产生了生物量上的差异。二者产生差异的原因在于种间生理特性的不同,中间锦鸡儿幼苗具有更高的光合电子传递速率和光化学活性以及Rubisco活性和羧化效率,能够更充分地利用光能和CO2来进行光合作用,它的代谢也比较旺盛,相对于小叶锦鸡儿幼苗而言,中间锦鸡儿幼苗有更高的生理活性。
2.中龄级中间锦鸡儿植株比老龄级植株有着更高的光合和蒸腾速率,在相同光照条件下中龄级中间锦鸡儿具有更大的光能利用效率,能够产生更多的有机物。在下午易受水分胁迫时中龄级中间锦鸡儿具有更高的水分利用效率,其耐旱能力高于老龄级植株,对高温干旱的环境有更强的适应性。其中前者光合速率在下午的下降是气孔因素和非气孔因素共同作用的结果,而后者则是非气孔因素作用的结果。中龄级中间锦鸡儿光合色素含量显著高于老龄级中间锦鸡儿,较多的Chla和Chlb有利于光合作用的进行,较多的Car则在一定程度上保护了光系统Ⅱ,使中龄级中间锦鸡儿的光合速率在下午的变化较为平缓。
3.在毛乌素沙地同一缓坡生境中,上部中间锦鸡儿、下部中间锦鸡儿、中部中间锦鸡儿的光合速率日均值依次减小,日净同化积累值也依次减小,导致上部中间锦鸡儿灌丛面积最大,盖度、高度,生物量等均为最高,下部其次,中部最小;三个样区中间锦鸡儿地下部生物量也具有同样顺序,结合各自土壤水分含量,使得三个样区中间锦鸡儿具有不同的水分利用效率:下部中间锦鸡儿>中部中间锦鸡儿>上部中间锦鸡儿。在本文中,土壤紧实度是造成同一生境不同部位中间锦鸡儿光合速率间存在差异的最重要的因素。土壤紧实度增加使其机械阻力增加,根系的伸长受阻,分生细胞分裂速度减慢,细胞长度缩短,导致根的质量减小;土壤紧实度增加使得土壤颗粒间隙减小,有效水分持有量小。土壤紧实度过大还可能导致植物根系产生ABA,不利于光合作用的进行。