狗尾草蒸腾特性与水分利用效率对模拟光辐射增强和CO_2浓度升高的响应

在人工控制光照强度和CO_2浓度条件下,测量了禾本科C_4植物狗尾草(Setaria viridis)的光合速率(Pn),蒸腾速率(Tr),胞间CO_2浓度(Ci),气孔导度(Gs)和叶面饱和水汽压亏缺(Vpdl)对不同模拟光辐射(SPR)强度与CO_2浓度的响应。结果表明:Pn,Tr及Gs均随SPR的升高而增大,增幅趋缓,最终趋于动态平衡。SPR增强的起始阶段,水分利用率(WUE)逐渐增大,在SPR为1200μmol·m^(-2)·s^(-1)时达最大值,然后逐渐降低。Ci与Vpdl则随SPR的增强而减小,SPR高于600 μmol·m^(-2)·s^(-1)之后,两者均达到平衡状态。CO_2浓度从300增至600μmol·mol^(-1)的过程中,狗尾草Pn逐渐增大,从600增至1000 μmol·mol^(-1)过程中,其Pn逐渐降低。Ci、Vpdl和WUE随C0_2浓度的升高而增大,Gs和Tr则随CO_2浓度的升高而减小。即禾本科一年生C_4植物的光合作用对CO_2浓度升高响应不敏感,水分蒸腾消耗的减少和WUE的提高对CO_2浓度升高的响应极显著。可见,CO_2浓度升高对C_4植物光合作用的直接促进作用有限,但是却能从提高现有水分利用效率途径促进植物的第一性生产。