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光强对植物光合作用的影响

光强对植物叶片荧光特性及光响应曲线会产生重要影响。李长缨和朱其杰(1997)研究光强对黄瓜叶片光合机构的影响发现,当日最大光通量密度从1000uE*m-2*s-1下降到300uE*m-2*s-1黄瓜叶片的可变荧光增加,PS的原初电子受体的氧化还原活性提高。随着光强减弱,qP和ETR逐渐降低,NPQ呈上升趋势,光饱和点和光补偿点也随着光强增加而升高。遮荫会降低叶片的呼吸作用(Boardman,1977)。减少光强会降低RuBP羧化酶活性,提高表观光量子效率。表观光量子效率反映叶片在较低光强下的光合能力,但其值越大并不代表Pn越大,而是表明植物吸收与转换光能的色素蛋白复合体可能越多,利用弱光的能力越强。

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光强还对影响光合作用的气孔进行调控,通过増强质子动力影响气孔导度(Hattori et al.,2007)对气孔发育( Lee et al,2007:孙志蓉等,201)气孔开度和单位叶面积的气孔面积都有影响( Gortonetal,1993: Thomas et al.,2003),从而影响CO2的扩散速率和光合作用。随着光强増加,气孔开度和单位叶面积下气孔孔隙面积出现递増,但是光强对单一气孔孔隙面积无显著影响( Lee et a2007)。孙志蓉等(2011)研究发现环草石斛试管苗叶片气孔开放程度随光强増加而増大,在光强为18 umol-n2s时,叶片气孔萎缩凹陷,气孔开放率为0:当光强为54 umol*m-2s-1时气孔开放程度最大,CO2运输阻力也最小。高光强下为了保护幼苗的光合结构免受伤害减小气孔开度(Hattori et al.,2007 Fan et al,2013),气孔开度越小,越能通过増加CO2摄取的扩散阻力抑制光合作用,降低光合器官的负担( Lawson et al,2011)。

 

随着人工光源在设施农业领域的不断应用,也有很多学者在其他环境因子可控的条件下,通过人工光源建立不同的光照强度,研究人工光源下叶片光合特性对光强的响应。江力等(2000采用石英卤灯,利用调整光源距离获得不同光强,研究光强对烟草光合作用的影响发现,随着光强増加烟叶PSI、PSII及全电子传递活性和碳酸酐酶变化呈现先上升后下降的趋势,均在600umol*m-2s-1达到最大。丁娟娟等(2015)研究不同白光LED光强对不结球小白菜生长和光合特性的影响发现,Pn、PSI、Fv/Fm、qP和ETR均随着光强下降而减小,与前人自然光下不同遮荫处理获得的结果一致。王志敏等(2011)研究不同红蓝IED光照强度对叶用莴苣生长的影响发现,随着光强増加chla、chlb含量减低。Fan等(2013)研究发现,随着光强増大可以增加栅栏组织和海绵组织的厚度,从而改变叶片厚度和扩展率,进一步影响光捕获量和光合速率。

 

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