全 文 ：彩叶草光合特性的比较研究
罗 兰1，刘光德1，李名扬2* (1．重庆市农业学校，重庆 401329;2．西南大学园艺园林学院，重庆 400715)
摘要 ［目的］为制定完善的彩叶草栽培养护管理措施提供科学的依据。［方法］以 5个彩叶草品种为试材，利用 CB-1102便携式光合蒸
腾仪对光合特性进行比较。［结果］彩叶草净光合速率(Pn)日变化为典型的双峰曲线，Pn日变化受气孔限制因素的影响较小，主要取决
于非气孔因素。彩叶草光合作用对光照强度(PAR)水平变化的响应均可以用二次方程来描述。彩叶草光补偿点(LCP)为 28 ～ 164
μmol /(m2·s)，光饱和点(LSP)为 1 707 ～1 920 μmol /(m2·s)。［结论］在栽培生产中，应选择光照充足的地方种植彩叶草。
关键词 彩叶草;生态因子;光合特性
中图分类号 S123 文献标识码 A 文章编号 0517 －6611(2011)23 －13998 －02
Comparative Studies on Photosynthetic Characteristics of Coleus blumei Benth．
LUO Lan et al (Chongqing Municipal Agricutural School，Chongqing 401329)
Abstract ［Objective］The research aimed to provide the scientific basis for the establishment of cultural conservation and management meas-
ures of Coleus blumei Benth． ［Method］Photosynthetic characteristics of five Coleus blumei Benth were studied comparatively with CB-1102
photosynthetic instrument．［Result］Diurnal change in net photosynthetic rate (Pn)of mature Coleus blumei Benth leaves was a typical bimodal
curve determinately regulated by non-stomatal conductance． The responsive curves of the photosynthesis in mature cherry leaves to the change
of photosynthetic active radiation could be described with quadratic equations． The light compensation point(LCP)of different cherry cuhivars
was 28 － 164 μmol /(m2·s)，and light saturation point(LSP)was 1 707 － 1 920 μmol /(m2·s)． ［Conclusion］Coleus blumei Benth should be
planted in the area with adequate light．
Key words Coleus blumei Benth．;Ecological factor;Photosynthetic characteristics
作者简介 罗兰(1982 －) ，女，四川南充人，讲师，硕士，从事植物生理
方面的研究。* 通讯作者，E-mail:limy@ swu． edu． cn。
收稿日期 2011-05-16
光合作用是植物重要的生理过程之一，是植物物质、能量
的基础。关于植物光合特性的研究已有较多报道，但对彩叶观
赏植物的研究很少［1］。在各种彩叶植物中，彩叶草因对高温和
日照均有较强的忍耐力，叶色丰富多彩，且夏季叶色处于全盛
时期，成为盛夏(7 ～8月)草花淡季的城市园林绿化新亮点，目
前在我国各大城市的园林绿化中被不断扩大应用［2］。
彩叶草(Coleus blumei Benth．)又名五色草、锦紫苏、洋紫
苏、紫苏、老来少、五彩叶等，为唇形科鞘蕊花属多年生宿根草
本植物［3］。笔者以 5个叶色的栽培品种为材料，分析不同叶色
品种光合作用的共性和特性，以期对彩叶草的光合特性有更全
面地了解，为制定完善的栽培养护管理措施提供科学依据。
1 材料与方法
1． 1 材料 供试材料为彩叶草 5 个不同叶色品种，由西南
大学园艺园林学院花卉实验室保存，分别编号为 C1 ～ C5。
试验于 2006年在西南大学花卉实验室 7 楼平台试验地进
行。在 2006年 4月，选取各个品种生长势一致的健壮植株，
剪取中上部 5 ～6 cm枝条，插入水中进行扦插，待根长至 5 ～
6 cm时移栽至土中，进行常规田间管理。每个月上旬修剪 1
次，包括打顶、去花以及剪掉老的枝条。
1． 2 方法 测定时间为 2006年 7月。每个品种选 3株，每
株选外围生长基本一致的枝条。选植株中上部 3 ～ 4 节位
(自上而下)1片功能叶，用思爱迪生态公司生产的 CB-1102
便携式光合蒸腾仪采用开放式气路测定光合特性指标。选
晴天，在 8:00 ～18:00每隔 1 h进行净光合速率(Pn)日变化
的测定，仪器同步记录蒸腾速率(E)、气孔导度(Gs)、细胞间
CO2 浓度(Ci)、环境温度(Ta)、叶片温度(Tl)和环境光照强
度(PAR) ，同时可测定环境 CO2 浓度(Ca)。在晴天上午 8:
00 ～11:30，在光照强度 2 000、1 800、1 500、1 200、900、600、
300、200、100、50、25 μmol /(m2·s)条件下测定 Pn。根据 Pn-
PAR回归方程，求出各品种的光补偿点(LCP)、光饱和点
(LSP)及饱和光强下的 Pn。
2 结果与分析
2． 1 光合速率的日变化 由图 1 可知，彩叶草 5 个品种叶
片的 Pn日变化均呈双峰曲线，最高峰出现在上午 10:00 ～
11:00，次高峰出现在下午 15:00。12:00 ～ 14:00为 Pn 的低
谷，品种 C1、C4的光合午休现象较其他 3 个品种更为明显。
5个品种对午前上升的光强都较为敏感。Pn增加迅速，能充
分利用上午的有利环境条件进行光合生产，其中品种 C3、C4
增加尤为迅速。
图 1 彩叶草净光合速率日变化
Fig． 1 Diurnal changes in net photosynthetic rate in Coleus
2． 2 叶片生理生态因子日变化与 Pn的关系 由图 2可知，
彩叶草 5个品种 PAR日变化均呈单峰型，13:00 左右到达最
大值。与 Pn 日变化相比，中午前后 PAR 在 1 575 ～ 1 720
μmol /(m2·s)之间，对于叶片的光合有效活动显然过高。叶
温日变化为单峰型曲线，最高温度出现在 12:00 ～ 15:00，此
时 Pn处于低谷，说明温度过高也是影响 Pn的原因之一。Ci
与 Pn变化相反，先下降后上升，在中午出现一个峰值，Ci 日
间变化达 262 ～349 mg /L。这可能是由于高光合速率消耗较
多的 CO2。Ca变化呈下降型趋势，日变化在359 ～407 mg /L。
责任编辑 刘月娟 责任校对 李岩安徽农业科学，Journal of Anhui Agri． Sci． 2011，39(23):13998 － 13999
DOI:10.13989/j.cnki.0517-6611.2011.23.194
这与植物白天利用 CO2 进行光合作用有关。E 日变化均为
单峰曲线，最高峰出现在 13:00 ～ 15:00，品种 C2 出现较早，
其余品种出现稍迟。E的单峰变化规律与气温、光照强度变
化趋势相一致，而净光合速率午间降低与光照强度、叶温、蒸
腾增加同时发生，表明光合速率降低与这些因素有直接关
系。持续的强光使气温和蒸腾剧增，造成水分代谢失调，叶
面温度过高，抑制参与光合作用酶的活性，导致光合速率锐
减［4］。而气孔导度日变化与 Pn 日变化趋势基本一致，即除
品种 C2外均呈双峰曲线，上午有一个最高峰，各个品种最高
峰出现时间存在一定的差异。
图 2 彩叶草生理生态因子日变化
Fig． 2 Diurnal changes of physo-ecological factors in Coleus blumei Benth．
2． 3 光合作用的光强响应 由表 1 可知，彩叶草 5 个品种
的 Pn-PAR变化呈相似的二次曲线关系。彩叶草光合作用的
LCP为 28 ～164 μmol /(m2·s) ，品种 C2 最高，然后为品种
C3、C5，品种 C1 和 C4 最低，品种间差异在 0． 05 水平显著。
LSP为1 707 ～ 1 920 μmol /(m2·s) ，均在较高范围，说明彩
叶草对光照的要求较高，属于喜光植物。
表 1 彩叶草 Pn-PAR响应
Table 1 Response of Pn in Coleus blumei Benth． to photosynthetic ac-
tive radiation (PAR)
品种
Species
拟合方程
Simulating
equation
相关系数
Correlation
coefficient
光饱和点
LSP
μmol /(m2·s)
光补偿点
LCP
μmol /(m2·s)
C1 Y = －1． 1 ×10 －6X2 +
0． 08X +2． 02
0． 959 1 920 28
C2 Y = －2． 5 ×10 －6X2 +
0． 009X +1． 546
0． 975 1 800 164
C3 Y = －4． 1 ×10 －6X2 +
0． 014X +2． 295
0． 977 1 707 157
C4 Y = －6． 5 ×10 －6X2 +
0． 023X +0． 644
0． 988 1 769 28
C5 Y = －2． 8 ×10 －6X2 +
0． 01X +1． 308
0． 945 1 786 126
3 讨论
研究表明，5个彩叶草品种 Pn日变化为双峰曲线，有明
显的“午休”现象。Pn日变化和峰值是由影响叶片光合能力
的生理生态因子与环境条件日变化综合作用的结果。光合
“午睡”似乎是植物在长期进化过程中形成的一种适应干旱
环境的方法。许大全认为，中午 Pn下降可能既有气孔因素
又有非气孔因素［5］。在过去许多植物 Pn日变化的研究中发
现中午叶片 Pn降低时伴随着气孔开度的减小，便认为气孔
关闭是是 Pn 降低的原因。根据 Farquhar 等光合控制理
论［6］，近年来对一些植物 Pn日变化的研究表明，中午 Pn降
低时，Gs也下降，但 Ci维持稳定，甚至有所上升，叶片羧化效
率、RuBP再生速率降低［7 －8］。该试验也表明，在大多数情况
下，彩叶草叶片 Pn与 Gs变化趋势一致，一天中的 Ci 相对稳
定，Pn日变化受气孔限制因素影响较小，主要取决于非气孔
因素。研究还表明，彩叶草光合作用的 LCP 在 28 ～ 164
μmol /(m2·s)之间，品种间相差较大;彩叶草光合作用的
LSP在 1 707 ～1 920 μmol /(m2·s)之间，品种间相差较小。
由此可知，彩叶草属于喜光植物，对光照的需求较高，在栽培
生产中应选择在光照充足的地方种植。
参考文献
［1］BUTLER W L． Energy distribution in the photochemical apparatus of pho-
tosynthesis［J］． Ann Rev Plant Physiol，1978，29:345 －356．
［2］杨运英，廖伟平，梁建遴．彩叶草及其在园林中的应用［J］．广东农业
科学，2005(6):45．
［3］马三梅，王永飞．彩叶草的种植和利用［J］．生物学教学，2005，30(5):68．
［4］LAKSO A N，BARNES J E． Apple leaf photosynthesis in alternating light
［J］． Hort Science，1978，13:473 －474．
［5］许大全．光合作用气孔限制分析中的一些问题［J］．植物生理学通讯，
1997，33(4):241 －244．
［6］FARQUHAR G D，SHARKEY T D． Stomatal conductance and photosythe-
sis［J］． Ann Rev Plant Physiol，1990，33:317 －345．
［7］RASCHKE K，RESEMANN A． The midday depression of CO2 assimilation in
leaves of Arbutus unedo L．:diurnal changes in photosynthetic capacity relat-
ed to changes in temperature and humidity［J］． Planta，1986，168:546 －558．
［8］TENHUNEN J D，LANGE O L，GEBEL J，et al． Changes in photosynthetic
capacity，carboxylation efficiency，and CO2 compensation point associated
with midday stomatal closure and midday depression of net CO2 exchange
of leaves of Quercus suber［J］． Planta，1984，162:193 －203．
9993139 卷 23 期 罗 兰等 彩叶草光合特性的比较研究