全 文 ：第 l2卷 第 l期
2 0 0 4年 1月
中 国 生 态 农 业 学 报
Chinese Journal of Eco—Agriculture
VoI．12 No 1
Jan．， 2004
不同环境因子对西洋参蒸腾特性的影响研究
李万莲 杨书运 宛志沪 严 平
(华东师范大学环境科学 系 上海 200062)(安徽农业大学农学系 合肥 230036)
摘 要 试验研 究不 同环境 因子 对西洋参叶片蒸腾特性的影响结果表 明，环境 温度 与湿度 变化 明显 影响西洋参
片蒸腾速率和 气孔 导度 的变化。 西洋 参植株生长势与 叶片墓 腾速 率 、气孔导度 的 变化关系 密切，建壮 西洋参植株
叶片蒸腾速率与气孔导度及 叶片 气孔 开张度 对逆境 的适 应性和 自调控 能力均高 于纤 弱植株 。晴 天参棚 l7 5％ 、
25．8％和 35．4％3种透 光率下西洋参叶片蒸腾速率 的 日变化不 同，表现 为午前 高峰型 、午间高峰 型和双峰 型；夏季
强光高温条件下气孔导度和 气温是影响西洋参 叶片蒸腾速 率变化的最主要 因子。
关键词 西洋参 蒸腾速率 气孔导度 环境 因子
The effect of environmental factors on American ginseng’S transpiration under different conditions．LI Wan—Lian(De—
partment of Environmental Science and Technology，East China Normal University，Shanghai 200062)，YANG Shu—
Yun，WAN Zhi—Hu，YAN Ping(Department of Agronomy，Anhui Agricultural University，Hefei 230036)，CJEA，2004，
12(1)：120～123
Abstract Experiments of American ginseng’S transpiration under different environmental conditions were carried out
from 1997 to 1998 at Jinzhai County，Anhui Province．The results show that the American ginseng’S transpiration rate
and stomata[conductance are affected obviously by the change of environmental temperature and humidity American gin—
seng’S plant growth has good relationships with the daily changes of the transpiration rate and stomatal conductance The
transpiration rate and stomatal conductance of healthy plants are higher than those of weak plants．and alsO their stomatal
self_controlling abilities are better than those of weak ones．At a sunny day，under 17．5％ ，25．8％ ，and 35．4％ of the
shed’S light transmi~sion rate，the daily changing patterns of American ginseng’S transpiration rate are different，the
maximum value of transpiration rate respectively appears at different times，the)were“before noon”，“at noon’and‘after
noon ”
． The main factors which influenced American ginseng’S transpiration rate are stomatal conductance and air tempe—
rature．
Key words American ginseng，Transpiration rate，Stomata[conductance，Environmental factors
环境中光 、温和水等物理因子共同影响植物的蒸腾作用 ，目前关于林木或农作物蒸腾作用与环境因子问
关系的研究报道较多 ，而有关西洋参(Pana．~quinquejoliuⅢL．)蒸腾速率与气孔导度 、环境因子 日变 化
及其相互关系的研究尚少见报道。本试验研究了不同天气和参棚透光率下环境因子对西洋参植株叶片蒸腾
速率 、气孔导度 日变化的影 响，为优化西洋参 田问栽培管理提供理论依据
l 试验材料与方法
试验设盆栽试验和田间试验。盆栽试验在安徽省金寨县马宗岭西洋参场进行 ，分别选择生长势健壮和纤
弱的2年生西洋参苗，测定晴天和多云天气西洋参植株叶片气孔导度、蒸腾速率及主要环境因子日变化状况。
于早 、晚各取土样测定土壤含水量，取其平均值代表测定 日土壤水分状况。田间试验于 1997年初在安徽省金
寨县张畈乡进行 ，该地位于东经 ll5。51 ，北纬 3lo18 ，供试土壤以砂壤土为主，土壤含水量约为田间持水量的
80％，取 2年生西洋参苗作试验材料，小区随机区组排列 ，在 PVC参棚用膜上再覆盖白色尼龙纱网遮荫，以不同
层次组合尼龙纱网调节参棚透光率，参棚均为单透双畦高脊棚。于 1998年8月分别测定参棚 17．5％、25．8％
和 35．4％透光率下 3年生西洋参叶片蒸腾速率、气孔导度和主要环境因子 日变化参数。用 zF一2型照度计测定
参棚透光率，用美制 Li一1600稳态气孔仪测定西洋参叶片表面光量子通量密度(PFD)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度
(Gs)、空气相对湿度(RH)、叶温( )和气温( )。应用逐步回归分析法分析西洋参园环境因子与主要生理指
标间相关性并建立关系模型。试验数据采用 sPSS数理统计软件分析处理。
收稿 日期：2002—11—16 改回日期：2002—12—29
第 l期 李万莲等 ：不同环 境因子对西洋参蒸腾特性的影响研究
2 结果与分析
2．1 环境温度与湿度变化对西洋参蒸腾特性的影响
由表 l可知多云天气环境湿度大，气温较晴天偏低，叶气温差相对较大但始终为负值。上午西洋参叶片
水势高 ，蒸散失热量多 ，叶气温差大 ，至正午叶气温差差值变小而午后又呈增大趋势，且健壮西洋参株叶片叶气
温差高于纤弱参株 表1 不同天气气温、叶温与叶气温差日变化
叶片。晴天 时 环 境
湿度较低 ，供给参株
叶片蒸 腾的水分不
足 ，叶 气 温差 小 且
正午叶温高于气温 ，
但 环境 温 度总 体较
高，健壮参株叶片蒸
腾作 用 强且 蒸 腾失
水多 ，叶片抗 日灼能
力相应增强 ，说 明不
同天气型、不同西洋
参株生 长 势 的叶 气
温差 变化 规律 影 响
其叶片蒸 腾 速 率和
气 孔 开 张 度 变 化。
Tab l The daily changes of air temperature，leaf temperature and their difference under diferent condifons
由表2可知土壤水分和空气相对湿度对西洋参叶片气孔导度和蒸腾速率的影响较 明显 ，当土壤含水量和空
表2 土壤含水量与空气相对湿度对西洋参叶片气孔导度及蒸腾速率的影响 气相对湿度较 高时(多云天气 )叶片气孔导
Fab 2 The effect On waler content 0f the sol and the relative moisture content 0f
the air to the stomatal conductance and transpiration rate of American ginseng
度值小且蒸腾速率低 ，反之 (晴天)则 叶片气
孔导 度值 和蒸腾速 率高。 日均 空气相对 湿
度和土壤含 水量降低 20％左右 时健 壮参 株
和纤弱参株叶片气孑L导度值分别增大 0．5倍
和 1．1倍 ，即湿度变化对健壮参株叶片气孔
导度值影响较小 ，而对纤弱参株叶片气孔导
度值影响较大 ；湿 度变化对西洋参 叶片蒸腾
速率的影响较大 ，土壤含水量和空气湿 度降
低 20％左右时健壮参 株和纤 弱参株叶片蒸
腾速率分别提高 2．2倍和 2．7倍。
2．2 不同天气对西洋参叶片蒸腾速率与气孔导度日变化的影响
由表 3可知晴天健壮参株 叶 片蒸 腾速率 与气 孔导 度 日变化均呈 双峰 型，峰值 分别 出现在 10：00和
l6：00。上午随光量子通量密度增加和气温升高 ，西洋参叶片叶气饱和水汽压差和蒸腾速率逐渐增大 ；午间
强光高温下西洋参叶片叶气饱和水汽压差进一步增大 ，叶温高于气温，叶片气孔趋于关闭且蒸腾速率相应减
小 ，有效避免了参株体内水分的散失。下午随光量子通量密度的降低 ，气温与叶气饱和水汽压差减小 ，西洋
参叶片气孔开张度增大 ，其气孔导度值和蒸腾速率相应增大 ，形成第 2个峰值 ，随后呈降低趋势。纤弱参株
叶片蒸腾速率与气孔导度的日变化不一致，叶片蒸腾速率先缓慢增大，10：0¨O后随光量子通量密度的增强而
减小 ，而叶片气孔导度值上午随光量子通量密度的增大而减小，午后光强降低 ，叶片气孔导度值无回升趋势 ，
这是由于 10：00左右叶片表面温度与气温的差值已为零 ，叶片气孔趋于关 闭，之后叶温高于气温 ，持续高温
使叶气饱和水汽压差一直处于较高状态 ，叶片气孔趋于缩小关 闭，傍晚光强过低 ，气孔近于完全关闭，气孔导
度值极低。由表 4可知多云天气光照强度较低且空气湿度增大 ，叶片气孔导度值变小，气孔内外水汽压差和
蒸腾速率较小，西洋参叶片气孔的 自我调控作用表现较弱，健壮参株或纤弱参株叶片蒸腾速率 、气孔导度 日
变化均为午后高峰型，峰值出现时间比光量子通量密度推后2h左右，比叶温、气温提前2h左右。
122 中 国 生 态 农 业 学 报 第 l2卷
健壮参株叶片
纤弱参株叶片
光 量 子 通 量 密 度／t~mol·m ·s 689 90 l 296 70 l 5l0 00 286 70 l26 30 62 70
气 孔 导 度／retool·HI。 ·s 273 O0 35l O0 6l 90 24．60 55 50 S ()
蒸 腾 速 率／mmol·m ·s 3 48 7 44 2 0l 0 64 l 3l 0 53
叶 温／℃ 25 80 28 40 30 50 29．40 28 q0 27 60
气 温 26 00 28 20 29 20 29 70 29 30 18 30
叶 气 温 差／℃ 一0 20 0 20 l 30 —0．30 —0 30 —0 70
时’气饱和水汽压差／hPa 13 ll 2l 40 28 38 24．56 24 87 22 Il
相 对 湿 度／％ 59 80 44 60 37 70 39．40 36 l0 38 50
光 量 子 通 量 密 度／gmol·m0·s 7l0 00 l 390 O0 l 525 O0 233．O0 l09 70 6l 50
气 孔 导 度／retool·m ·s 222 O0 l32 00 30 9O 37 30 24 l0 23 40
蒸 腾 速 率／mmol·m ·s 2 77 2 9l 0 96 0 88 0 64 0 52
叶 温 25 40 28 70 3l 60 29 70 29 20 27 70
气 温 25 80 28 70 30 40 30 20 29 70 28 40
叶 气 温 差／℃ 一0 40 0 O0 l 20 —0 50 —0 50 —0 70
叶气饱 和水汽压差／hPa l2 7O l 5 96 31 8l 26 76 26 38 22 56
相 对 湿 度／％ 59 40 44 40 33 80 34 80 33 90 37 70
健壮参株叶片
纤 弱参株 叶片
光 量 子 通 量 密 度『utool·n1 ·s
气 孔 导 度／mmol·m。’·s
蒸 腾 速 率／mmol·m。 ·s
叶 温／℃
气 温
叶 气 温 差／℃
叶气饱和水汽压差／hPa
相 对 湿 度／％
光量子 通量密 度／ptmol·m ·s
气 孔 导 度／mmol·m !·s
蒸 腾 速 率／mmol·m。·s
叶 温／℃
气 温
叶 气 温 差
叶气饱和水汽压差／hPa
相 对 湿 度／％
85 66
l56 O0
l 20
24 l0
25 l0
一 l O0
7 36
70 80
63 30
l32 50
0 93
23 40
24 20
— 0 80
7 24
7l 30
l 78 50
l55 O0
l 30
24 l0
24 80
— 0 7(】
8 57
69 4fl
l20 30
l l5 O0
0 74
23 60
24 20
— 0 6()
6 66
74 40
265 00
108 60
I 54
27 20
27 60
— 0 40
l5 73
55．10
258 O0
57 60
0 87
27 3O
27 80
— 0 50
l5 66
55 20
I25 30
85 40
l l I
26 40
27 00
— 0 60
l3 23
59 40
97 50
52 00
0 65
26 40
27 O0
— 0 60
l3 73
58 O0
5 30
9 37
0 07
25 30
25 50
— 0 20
9 l 6
68 10
5 O0
5 39
0 06
25 O0
25 70
— 0 70
8 99
68 70
2．3 参株生长势对叶片气孔导度与蒸腾速率的影响
不同生长势西洋参叶片蒸腾速率、气孔导度及环境 因子实际测量均值健壮参株叶片和纤弱参株叶片蒸腾
速率分别为 2．206retool／rn2·s和 1．377mmol／m2 气孔导度值分别为 138．07retool／m2·s和85．71retool／m-" 光
量子通量密度分 别为 418．67 mol／rn ·s和 426．43t~mol／m ·s，叶温分别为 26．45~C和 26．61℃ ，气温分别为
26．78℃和26．98℃，空气相对湿度分别为53．24％和 52．14％。方差分析结果表明环境因子间差异并未显
著，而健壮参株与纤弱参株叶片蒸腾速率、气孔导度值间存在显著差异，表明参株生长势对其蒸腾特性影响
明显。长势健壮参株逆境中可通过叶片气孔开张或关闭实现对水分蒸腾的 自我调节 ，提高参株抗御水分胁
迫的能力且叶片气孔开张自控力强，减少了有害病菌由气孔侵入参株体内机率，增强了参株抗病性
2．4 参棚透光率对西洋参蒸腾特性的影响
由图 1可知参棚 3种透光率下光量子通量密度 日变化均为午间高峰型，气温和叶温日峰值均出现于
14：00。参棚透光率为 17．5％时叶气饱和水汽压差峰值出现在 14：00左右，参棚透光率为25．8％和 35．4％
时其峰值出现在 l6：【)0左右。叶片蒸腾速率 日变化低透光率、中透光率和高透光率下分别表现为午前高峰
型、午间高峰型和双峰型；叶片气孔导度 日峰值一般出现于 l0：00左右，随后逐渐减小，而参棚透光率
25．8％时下午气孔导度值略有回升。采用逐步回归分析法建立西洋参叶片蒸腾速率与相关因子间的关系模
型 ，以 y表示叶片蒸腾速率 ，x。、x：、X 、X 、X 和 X 分别表示光量子通量密度 、叶温 、气温 、相对湿度 、叶
气饱和水汽压差和气孔导度值，设 F。：2．39，F：=3．15为挑选和剔除因子的 F检验临界值，得回归方程：
y =一5．92292+0．22197X +0．00982X6 (1)
如 ∞ ％ 如 ∞ ∞ 引
：)m ¨
㈣ ∞ ∞ ∞ 如 ∞
0
第 1期 李万莲等：不同环境因子对西洋参蒸腾特性的影响研究 l23
经检验 F=39．84>F s z e =3．15，复相关系数 R=0
． 9444，达极显著水平 。由方程可知叶片气孔导
度和气温对 叶片蒸腾速率的影响较大，二者与蒸腾速率偏相关 系数分别为 0
． 873和 0．814，表 明夏季强光 、
高温时西洋参叶片水分蒸腾作用除受控于影响水分蒸发的物理因素如光强
、温度和湿度等因素外 ，还受叶片
生理因子气孔导度的影响。
O O
6：00 8：00 lo：oo 1 2：oo l4：00 l6：00 1 8：00
观测时间
O O
6：00 8：00 10：00 1 2：00 l4：00 16：00 1 8：00
观测时间
图 1
Fig 1
观测时间
34
32
30
28
26
24
6：00 8：00 10：00 1 2：00 14：00 16：00 l 8：00
观测时间
6：00 8：00 10：00 12：00 l4：00 l 6：00 1 8：00
34
翟30
28
蕾 26
24
观测时间
6：00 8：00 10：00 l 2：00 14：00 l6：00 1 8：oo
观测时间
参棚透光率对西洋参蒸腾速率、气子L导度与环境因子日变化的影响(1998·08-13。张畈乡龙冲村)
The daily changes of Amenican ginseng’s stomatal conductance，transpiration rate and environmental factors
under diferent shed’s light transmission rates in Aug 13，1998 in Longchong Vilage，Zhangban Town
3 小结与讨论
环境温度和湿度变化对西洋参 叶片气孔导度和蒸腾速 率影响显著 ，土壤含水量和空气相对湿 度降低
20％左右时健壮参株叶片气孔导度值提高 0．5倍，蒸腾速率提高2．2倍，纤弱参株叶片气孔导度值提高 1．1
倍，蒸腾速率提高 2．7倍。西洋参植株生长势与蒸腾速率、气孔导度关系密切，健壮参株叶片蒸腾速率、气孔
导度值和气孔自我调控能力均强于纤弱参株，故生长健壮参株抗逆性强，纤弱参株抗逆性差。参棚 17．5％、
25．8％和 35．4％透光率下西洋参叶片蒸腾速率 日变化分别为午前高峰型、午间高峰型和双峰型 ，气孔导度
和气温是影响其叶片蒸腾速率的主要因子
参 考 文 献
1 雷泽湘，林 鹏 秋茄蒸腾作用日变化及其与生态因子的相关分析 湖北农学院学报，1998，18(3)：204～208
2 郭志华，王伯荪，张宏达 银杏的蒸腾特性及其对遮荫的响应 植物学报，1998，40(6)：567～572
3 阮成江，李代琼 黄土丘陵区沙棘的蒸腾特性及影响因子 应用与环境生物学报，2001，7(4)：327～331
4 孙 刚，祝廷成 芦苇(Phragmites communis)光合作用与蒸腾作用日进程 生物学杂志，1996，16(3)：24～26
5 陈德兴 ，陶炳 炎，周 英 大田小麦叶片气孔运 动对环境反应的研究 南京气 象学 院学报 ，1989，12(1)：99～105
6 郑有飞 小麦气孔阻力对气象条件的响应 中国农业气象，1995，16(3)：9～13
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加
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