低养分基质下沙地柏和樟子松苗木对遮荫的响应

为了研究遮荫对贫瘠土壤上生长的植物存活率、相对生长率(RGR)、生物量分配模式及光合特性的影响,本文以耐荫的沙地柏和不耐荫的樟子松苗木为试材,进行全光和不同遮荫处理(35%、65%和95%),遮荫处理时间为2个生长季。结果表明,随着光照强度减弱,沙地柏的存活率和生长量没有明显变化,总生物量和RGR均呈先上升后下降的趋势,且RGR指标均为正值,茎根比显著提高;而樟子松存活率和生长量显著降低,总生物量和RGR一直呈下降趋势,且95%遮荫率下RGR为负值,茎根比显著降低。沙地柏的最大光化学效率(Fv/Fm)对遮荫更加敏感,在35%遮荫率下就显著增加,而樟子松在65%遮荫率时才开始显著增加。JIP-测定进一步表明,遮荫下沙地柏标准化荧光值(Vt)从O相到接近P相的过程中均明显低于全光照(CK),电子越过QA的能量占反应中心捕获能量的比例(ψo)、用于电子传递的量子比率(ψEo)均提高,且质体醌库(Sm)变大,质体醌库还原速率(Sm/Tfm)提高、初级醌受体被还原的次数(N)增多,单位激发态面积用于电子传递的能量(ET_o/CS_o)增加、反应中心数目(RC/CS_o)增多,单位反应中心电子传递的能量(ET_o/RC)增加,同时单位激发态面积(DIo/CS_o)和单位反应中心(DIo/RC)的热耗散的能量均降低,最终导致其性能指数(PIABS,PICS_o,PICSm)明显高于全光照。遮荫下樟子松标准化荧光值从O相到接近P相的过程中均明显高于CK,除热耗散指标外以上这些荧光参数与CK没有明显差异,甚至更低,而DIo/RC指标保持不变,最终导致其性能指数(PIABS,PICS_o,PICSm)与CK没有明显差异。以上结果暗示,沙地柏在较低的光强下能维持较高的生长量,通过维持正向碳平衡保持了较高的存活率,增加了地上生物量的比例,提高了光反应阶段电子传递的能量水平;而樟子松碳收支失衡导致了较低的存活率,地上生物量比例下降,电子传递的能量水平降低。