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芨芨草(Achnatherum splendens)是禾本科芨芨草属多年生草本植物。芨芨草对干旱、盐碱、贫瘠土壤的适应能力很强,在许多牧草生长矮小甚至不能存活的条件下,芨芨草却有高大的植株、较高的生物量。
本研究通过测定芨芨草叶片解剖结构、地上生物量季节动态、光合生理季节动态、光合关键酶PEPC活性季节动态,观察到芨芨草有C3植物的解剖结构以及光合蒸腾特性。在参考以前文献对芨芨草PEPC/RuBPC比例测定的基础上,提出了芨芨草可能属于C3-C4中间型植物。同时在酶学层次上解释了芨芨草的光合生理季节动态。
芨芨草地上生物量季节变化及其生物量分配实验结果表明,芨芨草冬季残留量人,除8月份,芨芨草株丛凋落物与活生物量比值在整个测量时间范围内大于1。6月底到7月中旬,芨芨草地上部生物量积累速率达到峰值,为0.87g·day<-1>。芨芨草与其他三种牧草的光合生理比较研究表明,芨芨草有较明显的C<,3>植物光合生理特征。P<,n>较低、达到光饱和点较晚、E增大较快并且Ci相对较高。芨芨草营养叶PEPC活性与净光合速率的季节变化有较为接近的趋势线,PEPC活性对于环境变化有明显的响应。
综上,作为一种C<,3>-C<,4>中间植物,芨芨草高人植株形成的主要原因,不是它具有较高的净光合速率或者较大的光合作用面积。它的优势更可能表现在,一方面,相对于其他牧草返青较早,生长季较长,大量的立枯物能保护其免于牲畜的啃食等等。这些植物生理学上的优势使其在该地区的退化草地上成为建群种。另一方面,其PEPC活性对于环境变化发生了明显的响应,河北坝上地区夏季水热条件丰富,有较大的昼夜温差,这种响应能力可能帮助其更好的利用环境资源,进行同化作用积累自身的生物量。