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茶树光合作用的基本规律

2019-11-13
对茶树光合作用的研究,是从本世纪50年代初期开始的,最先从研究测定方法入手,进而研究环境因子和不同栽培措施影响下光合效率的变化。随着同位素示踪技术和远红外二氧化碳分析仪的应用,使研究引向深入,涉及到细胞生理、群体生理和光合作用的机理问题等。 1.茶树光合作用的基本规律 (1)茶树的光合速率 茶树光合作用由于受内在的与外部因素的影响,光合速率差异很大。茶树净光合速率的变化幅度约为 3.6~30毫克 CO2/分米2 ·时。这在一般木本植物中属于较低的树种,明显低于C4 植物。光合速率在品种间常有显著差异,这通常和代谢或叶的解剖结构的基本差异有关。如龙井种净的光合速率高于鸠坑种,云南大叶种高于紫阳精叶种,浙农12号高于福鼎大白茶,梅占种大于龙井43,龙井43大于黄叶早,成年茶树高于幼年和老年茶树。叶片初展时,虽已具光合功能,但净光合速率很低;随着叶片生长,净光合速率提高;叶片定型时,净光合速率最高。随着叶片的衰老,净光合速率下降。向阳叶比向朋叶高,上层叶比下层叶高。春叶在6~11月份光合速率较强,11月份以后下降;夏秋叶直至12月份光合速率仍较高,休眠期下降,翌年3~4月份又提高,随后逐渐下降。在新梢中,以成熟新梢中部叶片净光合速率为最高。 (2)光合作用的日变化 光合作用强弱在很大程度上取决于一天中光、热、水、气的日变化。早晨随着光照增强,气温上升,光合作用强度不断提高,约10时左右达一天中的高峰;至正午前后,光照、温度虽然继续升高,但光合强度却出现下降趋势;午后,光合强度虽稍有回升,但随着光照减弱和气温下降,光合强度呈现逐渐减弱的趋势,致使光合作用的日变化出现双峰曲线的特点。一般而言,全天除中午下降以外,光合作用变化与光强度的变化明显相关。 (3)光合作用的季节变化 在年周期中,从春季茶芽萌动开始,树体的生命活动日趋增强,光合作用也渐趋提高,至7~8月份而达年周期中的最高峰,以后随着气温下降,光合作用强度也不断下降,当茶树地上都进入休止期而达最低水平。生长季末期光合作用强度下降,主要是由于光强、日长、叶温等都在减低的缘故。因而,使光合作用在一年中呈明显的单峰曲线变化。 由上可见,茶树在光合作用的基本变化规律上,与其他植物相似。但由于茶树在形态结构、生长发育与栽培条件上(尤其是剪、采)的特殊性,使得它的光合潜力的发挥比一般树种受到更多的限制。因此,在栽培技术上,就要创造更加适宜的条件,使茶树能够充分发挥其潜在的光合生产力,以促使芽叶产量和品质提高。

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茶树光合作用(图)


C3植物光呼吸速率高,CO2补偿点高,净光合速率低,产量也低。茶树光合作用强弱可用真正光合强度或净光合速率表示。茶树净光合速率的变化幅度约为3.6-30mgCO2/分光2·时。

茶树叶片初展时,净光合速率很低,随叶片生长,净光合速率提高,叶片定型时,净光合速率最高,维持一段时期后,随叶片衰老,净光合速率下降。

茶树光合作用对环境因子有一定的适宜范围。

①光强度:光是光合作用的能量来源。光与光合作用的关系存在着光饱和点和光补偿点。茶树单叶光饱和点低于茶树个体,茶树群体光饱和点最高。光质也影响茶树光合作用。以青绿光为最差。在红光下,光合产物以糖类较多,在蓝紫光下,其光合产物中氨基酸,蛋白质较多。

②温度:大叶种叶温在20-35℃范围内,光合作用较强,叶温高于35℃时,净光合速率急剧下降,中、小叶种茶树在气温10-35℃范围内,光合作用以20-35℃为茶树光合最适温。

③CO2浓度:在光照较强,水分和温度适宜时,只要茶树处于光合作用旺盛状态,空气中0.03%CO2浓度常是光合作用的限制因素。增加CO2浓度,光饱和点提高,光合最适温也提高,促进光合作用。茶树CO2饱和点约为1300ppm,CO2补偿点为60±4vpm。

④矿质营养:磷、钾参加糖代谢,磷参与光合作用中间产物的转变和能量传递,钾促进气孔张开。在氮、磷、钾三要素中,以氮对光合作用的促进效果最大。

⑤水分:茶树供水不足,光合作用降低。水分缺乏,气孔开度缩小,增加气孔阻力,限制CO2进入气孔;叶肉淀粉水解加强,光合产物运输受阻,都会引起光合速率下降。

茶树生理特性:茶树光合作用


茶树生理特性是研究茶树生命活动规律及其机理的学科,它的内容包括光合作用、呼吸作用、物质代谢、水分代谢、生长发育等。归纳起来有三方面的基本内容,就是物质转化、能量转化和形态转化(即器官形成)。 (一)茶树光合作用 对茶树光合作用的研究,是从本世纪50年代初期开始的,最先从研究测定方法入手,进而研究环境因子和不同栽培措施影响下光合效率的变化。随着同位素示踪技术和远红外二氧化碳分析仪的应用,使研究引向深入,涉及到细胞生理、群体生理和光合作用的机理问题等。 1.茶树光合作用的基本规律 (1)茶树的光合速率 茶树光合作用由于受内在的与外部因素的影响,光合速率差异很大。茶树净光合速率的变化幅度约为3.6~30毫克C02/分米2·时。这在一般木本植物中属于较低的树种,明显低于C4植物。光合速率在品种间常有显著差异,这通常和代谢或叶的解剖结构的基本差异有关。如龙井种净的光合速率高于鸠坑种,云南大叶种高于紫阳槠叶种,浙农12号高于福鼎大白茶,梅占种大于龙井43,龙井43大于黄叶早,成年茶树高于幼年和老年茶树。叶片初展时,虽已具光合功能,但净光合速率很低;随着叶片生长,净光合速率提高;叶片定型时,净光合速率最高。随着叶片的衰老,净光合速率下降。向阳叶比向阴叶高,上层叶比下层叶高。春叶在6~11月份光合速率较强,11月份以后下降;夏秋叶直至12月份光合速率仍较高,休眠期下降,翌年3~4月份又提高,随后逐渐下降。在新梢中,以成熟新梢中部叶片净光合速率为最高。 (2)光合作用的日变化 光合作用强弱在很大程度上取决于一天中光、热、水、气的日变化。早晨随着光照增强,气温上升,光合作用强度不断提高,约10时左右达一天中的高峰;至正午前后,光照、温度虽然继续升高,但光合强度却出现下降趋势;午后,光合强度虽稍有回升,但随着光照减弱和气温下降,光合强度呈现逐渐减弱的趋势,致使光合作用的日变化出现双峰曲线的特点。一般而言,全天除中午下降以外,光合作用变化与光强度的变化明显相关。 (3)光合作用的季节变化 在年周期中,从春季茶芽萌动开始,树体的生命活动日趋增强,光合作用也渐趋提高,至7~8月份而达年周期中的最高峰,以后随着气温下降,光合作用强度也不断下降,当茶树地上部进入休止期而达最低水平。生长季末期光合作用强度下降,主要是由于光强、日长、叶温等都在减低的缘故。因而,使光合作用在一年中呈明显的单峰曲线变化。 由上可见,茶树在光合作用的基本变化规律上,与其他植物相似。但由于茶树在形态结构、生长发育与栽培条件上(尤其是剪、采)的特殊性,使得它的光合潜力的发挥比一般树种受到更多的限制。因此,在栽培技术上,就要创造更加适宜的条件,使茶树能够充分发挥其潜在的光合生产力,以促使用权芽叶产量和品质提高。

环境因素对茶树光合作用的影响


在一般情况下,茶树光合作用的潜力不能完全发挥出来,这主要是由于环境因素对光合的限制。 (1)光照 光照是决定茶树生产力的重要因素,它是通过光照强度、光质和光周期而起作用的。茶树的光合作用通常随光强的增高而加快,但当光强上升到一定程度后,光合作用不再增高。茶树光饱和点约在30~50千勒克司,在年周期中,一般冬眠和春季光饱和点较低,而夏、秋季光炮和点较高。同一季节中,则又因茶树生育情况而异,表现为休止期和茶芽萌发期,以及茶叶采收后期光饱和点较低,而茶芽生长旺期和采摘前光饱和点较高,其补偿点约为全日照的1%。 光质对光合强度也有一定影响,茶树光合强度在橙色光下最高,其余依次为绿色光和青色光。在红光下光合产物以糖类较多,在蓝紫光下,其光合产物中氨基酸、蛋白质较多。 (2)温度 气温在25°C以下时,茶树光合作用随温度逐步升高而增强;25~35°C为最适范围,气温35°C以上时,温度继续上升,净光合作用急剧下降。气温达39~42°C时,就没有净光合作用了。其光饱和点为32干勒克司。超过48°C时,叶组织丧失光合能力,而出现永久性伤害。幼年茶树光合作用适宜的气温范围为20~28°C,而成年茶树为25~35°C,光饱和度为20~30千勒克司。 (3)水分 水是茶树进行光合作用的重要条件,叶子中水分亏缺,不仅直接影响光合成过程的水分供给,导致光合速率下降,同时也促使气孔关闭,妨碍二氧化碳的吸收,降低原生质的水解作用,促使呼吸作用增强。所以在干旱条件下,茶树的光合强度往往比较低。水分亏缺会引起二氧化碳(CO2)扩散阻力的增大。水分不足可以引起气孔开口度的减小或者完全关闭,从而阻断了CO2进入叶细胞,同时缺水也降低羟化酶的活性,增大叶肉细胞阻力,因此影响了光合作用的进行。 空气相对湿度与光合强度之间呈负相关性。 (4)二氧化碳 大气中的CO2浓度通常是 300ppm(百万分之一),这远远不能满足茶树光合作用的需要。据测定,茶树CO2的补偿点为60ppm,而饱和点约1300ppm。当CO2浓度超过正常大气中的水平以后,光合速率仍随着CO2浓度的增加而上升。因此,茶园力求通风透光,保证CO2供给,以利于提高茶树的光合作用。

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