遮阴对三个不同耐阴性苜蓿属物种的光合与叶绿素荧光特性的影响开题报告

1、研究意义

我国南方大面积连片草地资源较少，由于建设占用、生态退耕、农业结构调整和灾害毁损等原因造成耕地面积大量减少，于此同时我国南方大力发展杨树产业，杨树林已基本遍布南方地区高速公路、主干河道的两侧，荒坡地，河滩地，围垦区等边际性土地，并纳入农田生态系统，林牧争地日益突出[1]，土地资源不足已成为我国南方优质牧草种植乃至畜牧业发展的瓶颈之一。此外，由于树木生长周期长，中高林龄林间郁闭度增大，林分间种植农作物无法获得满意的产量。因此，杨树林龄3～4年后，林间不再种植任何作物，林间地基本尚处于未充分利用状态。近年来的研究表明[2]，林间种植具有一定耐荫性的优质牧草，可提高林地的利用率兼培肥土壤肥力。以紫花苜蓿为代表的苜蓿属豆科牧草具有一定耐荫性，产草量高，且能固氮，可作为林间种植牧草的首选物种之一。

2、研究现状

弱光是影响作物生长和产量及品质的主要逆境因子。自然条件下，弱光往往出现在林间、山地等条件下，设施农业栽培中，弱光胁迫也是经常遇到的问题。现有研究表明，弱光对植物的影响不仅取决于胁迫的程度，还和植物的物种类型有关[3]。遮阴条件下不同品种的西葫芦、小麦、烟草或不同玉米杂交种在叶绿素含量、光合速率以及叶绿素荧光等生理指标上常表现出显著的差别[4～7]。目前关于弱光低温胁迫对植物的影响研究较多，主要有以下几个方面。

　　大量研究表明，遮荫对植物叶绿素含量及其组成有很大影响。黄卫东等[8]研究发现，弱光处理提高了植物叶片叶绿素总量，并以叶绿素b增加为主，同时降低了叶片叶绿素a/b的比值；周治国等[9]研究亦表明，遮荫可延缓植物苗期基部叶位叶片叶绿素降解速率，同时降低叶绿素a/b值；马德华等[10]等研究表明，弱光(30pmol/m2/s)使植物叶片叶绿素a含量下降；对虎耳草[11]的研究结果表明，光合色素含量在全光照下最低，随着光照强度的降低叶绿素含量均逐步增加，其中叶绿素b含量增加幅度较大，导致叶绿素a/b逐步减少。刘闯[12]等的研究同样证明了，在巨桉林下生长的鸭茅、多年生黑麦草和扁穗牛鞭草，随着树林郁闭度的增加，3种牧草的叶绿素a/b下降，叶绿素含量有所增加。

一般而言，光合作用强度可以直接用于判断植物生长生理能力的强弱。研究表明，随着遮阴程度增加,植物的日均净光合速率依次降低[13],在遮光条件下，植物生长发育受到很大影响，其光合作用强度较全日照条件有很大的降低，但不同的耐阴性物种对不同的弱光逆境具有不同的适应性[13]，因此可以通过在相同遮荫条件下选择出最有耐阴性的物种，并确定其光强阈值。朱延姝[14]等研究亦表明弱光对光合速率有影响，在光饱和点以下番茄植株随着光照强度的减弱，其净光合速率下降，下降幅度受到温度、CO2浓度等因素的影响。　

叶绿素荧光参数是一组用于描述植物光合作用机理和光合生理状况的变量或常数值，反映了植物内在性的特点，被视为是研究植物光合作用与环境关系的内在探针。叶绿素荧光光化学猝灭系数(qP)是对PSII原初电子受体QA氧化态的一种量度，代表PSII反应中心开放数目的比例，反映了PSII天线色素捕获的光能转化为化学能的效率。有研究表明遮荫抑制了小麦旗叶PSII光合电子传递活性，且随遮荫强度的增大，抑制程度加强[15]。

　　上述弱光胁迫对蔬菜、作物及花卉植物品种间生理特性的影响研究取得了较大的研究进展，然而，由于苜蓿属植物长期以来主要生长在光照不受限制的高寒草甸或平原地区，抗逆性研究主要集中在抗旱性、耐低温、耐盐性等方面，而弱光胁迫性状研究发展较为缓慢，国内外相关研究也较少。

综上所述，本项目将在已有的研究基础上，通过遮阳网叠加设置光照梯度，研究三种具有一定耐阴性的苜蓿属品种对不同光照条件的光合作用和叶绿素荧光生理响应，以探讨我国南方地区对苜蓿属植物生理有显著影响的光强阈值，结合相关性分析，确定弱光胁迫条件下对紫花苜蓿、黄花苜蓿、南苜蓿生长有明显抑制作用的主要生理参数及其作用机制，为我国南方地区林间优质牧草高效栽培提供理论依据。

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