水下光质对竹叶眼子菜生长的调控机制及其在富营养化水体修复中的应用价值

本研究通过六种光质（白光及R:B=1:8至8:1梯度）处理，首次系统揭示红蓝光比例（R:B）对竹叶眼子菜（P. malaianus）形态建成、光合特性、生理应激及生态化学计量（stoichiometry）的调控规律。结果表明高红光比例（R:B=4:1/8:1）显著促进株高、分蘖及光合色素积累，而高蓝光比例（1:4/1:8）提升氮磷利用效率（NUE/PUE），为富营养化水体（含高N/P）的沉水植被修复提供光环境调控新策略。

　　

Highlight

水下光质显著影响沉水植物生长。现有研究多聚焦全红光与全蓝光的作用，而不同红蓝光比例（R:B）对竹叶眼子菜（P. malaianus）的影响尚不明确。本研究通过六种光质（白光、R:B=1:8至8:1）的对照实验，首次系统揭示光质对P. malaianus生长、光合、生理及化学计量的调控效应。

关键发现

1. 1.

   株高与茎节数：红光主导（R:B=4:1/8:1）显著促进株高和茎节增殖，但长期光照会降低相对生长速率（RER）。蓝光比例较高时（1:8/1:4），植株早期生长滞后（图2）。

2. 2.

   叶片形态：所有光质均导致叶长缩短，但过量红光（8:1）会引发叶片窄化，而蓝光有助于维持叶宽。

3. 3.

   光合与代谢：红光促进光合色素积累，但加速其降解；蓝光比例升高（1:4/1:8）时，氮（N）、磷（P）利用效率提升，且生理应激水平降低。

机制探讨

竹叶眼子菜展现出"色适应"策略——在富营养化水体（红光占比升高）中通过形态可塑性（如增加株高）捕获光能，同时通过调节N/P代谢适应高营养环境。这一发现为沉水植被修复提供了光环境调控的关键靶点：针对N/P污染严重的水体，可采用红光强化（R:B≥4:1）促进生物量累积；而对需提升养分去除效率的场景，蓝光比例（1:4~1:8）更具优势。

Conclusion

本研究定量解析了红蓝光比例对P. malaianus的多维度影响，证实其特别适用于红光主导的富营养化水体修复，为沉水植物恢复的精准光调控提供了理论依据。

（注：翻译中保留R:B、N/P等专业符号，关键术语如"色适应"、stoichiometry等采用括号注解，并运用"生物量累积""精准光调控"等生动表述增强可读性。）