全 文 ：岳莉然，孙妙婷． 紫叶酢浆草光合特性及耐旱性研究［J］． 江苏农业科学，2013，41(8):169 － 171．
紫叶酢浆草光合特性及耐旱性研究
岳莉然，孙妙婷
(东北林业大学，黑龙江哈尔滨 150040)
摘要:紫叶酢浆草作为彩叶植物在室内外均有广泛栽培与应用，了解紫叶酢浆草的光合特性及耐旱性对其园林应
用具有重要意义。研究表明，紫叶酢浆草具有较低的光补偿点［20． 20 μmol /(m2 · s)］和较高的光饱和点
［1 084． 02 μmol /(m2·s)］，适于在多种光照环境下栽培。将叶绿素荧光系数与光合速率结合分析可知，紫叶酢浆草
具有一定耐旱性，控水后 16 ～ 20 d变化明显。叶绿素荧光法简便、快速，是植物干旱胁迫研究中的良好方法。
关键词:紫叶酢浆草;干旱胁迫;叶绿素荧光;光补偿点;光饱和;光合特征
中图分类号:Q945 文献标志码:A 文章编号:1002 － 1302(2013)08 － 0169 － 02
收稿日期:2013 － 05 － 30
作者简介:岳莉然(1978—)，女，吉林永吉人，博士，讲师，主要从事园
林植物资源及应用研究。E － mail:ms_yueliran@ 163． com。
紫叶酢浆草(Oxalis triangularis)为酢浆草科多年生宿根
草本植物，叶片紫色，叶形奇特，花为浅紫，是北方常见的室内
观叶盆栽植物，也是华南地区室外绿化中较重要的草本观叶
植物。干旱是植物生长和发育过程中最具威胁性的逆境之
一，植物的耐旱性相差较大，使植物的抗旱性成为植物在园林
应用中最重要的限制因子之一。叶绿素荧光系数是研究植物
胁迫的良好探针［1］。本试验分别对紫叶酢浆草的光合特性
和耐旱性进行研究，为紫叶酢浆草的品种选育、栽培管理与开
发利用提供了理论依据。
1 材料与方法
1． 1 试验材料
以 10 株生长基本相同的紫叶酢浆草为耐旱性试验植株，
10 株为对照，从试验之日起，不再为耐旱性试验植株浇水直
到试验结束，而对照植株正常浇水，并在控水期间应用对照植
株进行光合特性的研究。
1． 2 光合特性试验方法
试验选择在晴天进行，选择健壮的新叶，不离体，用 Li －
6400 便携式光合系统测定仪测定。光响应曲线测定时间为
09:00—11:00，光合有效辐射)从 0 μmol /(m2·s)逐渐升至
2000 μmol /(m2·s)，每个光强适应 15 ～ 20 min，对不同光合
有效辐射下的植物叶片光合速率进行测定。光合日变化测定
时间为 08:00—18:00，使用透明叶室，每 2 h测 1 次。各参数
的数据均为 3 个样品的平均值。
1． 3 耐旱性试验方法
温室内栽植，平均温度 23． 5 ℃，湿度 45%。
1． 3． 1 测定对照植物叶绿素荧光诱导动力学参数及光合速
率 叶绿素荧光诱导动力学参数即 SPⅡ的原初光能转化效
率(Fv /Fm)、荧光光化学系数(qP)及荧光非光化学猝灭系数
(qN)，每 2 d测定 1 次;同时测定当时的土壤含水量及光照强
度 500 μmol /(m2·s)时的光合速率，各参数的数据均为 3 个
样品的平均值。
1． 3． 2 土壤含水量的测定 每 2 d取盆土表层以下 5 cm的
土壤称重，然后 105 ℃烘干至恒重，称重，运用下列公式计算
土壤含水量:
土壤含水量 =烘干前重 －烘干后重
烘干后重
× 100%。
2 结果与分析
2． 1 紫叶酢浆草的光合特性
2． 1． 1 紫叶酢浆草的光响应曲线 由图 1 可知，紫叶酢浆草
的最大净光合速率为 10． 9 μmol /(m2·s)。光补偿点低，为
20． 20 μmol /(m2·s)，说明它在较低的光强下就开始了有机
物质的正向增长，利用弱光能力强，有利于有机物质的积累。
光饱和点较高，为 1 084． 02 μmol /(m2·s)，说明它能适应多
种光照环境。实际应用中紫叶酢浆草可以栽植在全光、部分
时段荫蔽和全部荫蔽的环境中。
2． 1． 2 紫叶酢浆草的光合日变化及固碳释氧量 由图 2 可
知，紫叶酢浆草净光合速率日变化趋势与光照强度日变化较
接近，但最高值出现的时间不相同。净光合速率 10:00 出现
最高值，为 7． 43 μmol /(m2·s)，10:00 之后逐渐降低，16:00
时净光合速率为 0． 53 μmol /(m2· s)，18:00 时最低，为
－ 0． 39 μmol /(m2·s);而光照强度的最高值出现在 12:00，之
后逐渐降低，16:00—18:00变化明显。这说明长期在温室中生
长的紫叶酢浆草已经适应了温室中的气候变化，18:00 温室中
光强降低，且室内温度会因浇水等原因而降低，从而使净光合
速率降低。根据光合速率日变化图计算出一天当中紫叶酢浆
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DOI:10.15889/j.issn.1002-1302.2013.08.131
草的固碳量为 6． 21 g /(m2·d)，释氧量为 4． 52 g /(m2·d)，与
同类的地被植物相比［如花蔓草固碳量为 4． 69 g /(m2·d)］可
以获得较高的生态效益［2 －3］。
2． 2 紫叶酢浆草的耐旱性
2． 2． 1 干旱胁迫对供试材料的 Fv /Fm 及光合速率的影响
经过暗适应的叶片 Fv(可变荧光)与 Fm(最大荧光)比值可代
表 PSⅡ光化学的最大效率或 PSⅡ原初光能转化效率，是表明
光化学反应状况的重要参数。大多数植物的该效率值约为
0． 8，在逆境条件下，效率值会相应下降。从图 3、图 4 可以看
出，随着土壤含水量的不断下降，干旱胁迫不断加剧，紫叶酢
浆草叶片的 Fv /Fm 逐渐减小，由正常叶片的 Fv /Fm 值 0． 826
降低到 0． 781 时土壤含水量仅为 0． 34%;16 d后 Fv /Fm 值开
始明显下降。说明干旱胁迫使紫叶酢浆草的 PSⅡ原初光能
转化效率降低，PSⅡ潜在活性下降，进而影响光合原初反应
及电子传递，最终影响光合作用。
净光合速率在干旱胁迫 14 ～ 20 d 时有明显下降，由14 d
时的 6． 86 μmol /(m2·s)降至 20 d时的 1． 49 μmol /(m2·s)
(图 5)。Fv /Fm 和光合速率出现明显变化的时间比土壤含水
量明显变化的时间晚 2 ～ 4 d，说明紫叶酢浆草对干旱胁迫有
较强的忍耐能力，生理指标的变化晚于土壤含水量的变化，若
此时恢复供水，供试材料仍可以恢复正常生长。
2． 2． 2 干旱胁迫对供试材料的 qN、qP 的影响 qP =(Fm －
Fs)/(Fm /Fo )，为光化学猝灭系数。qP 是表示总 PSⅡ反应
中心中开放的反应中心所占比例的指标，主要包括光合作用
和光呼吸作用;非光化学猝灭系数 qN 表示由非光化学过程
(如热耗散过程)引起的荧光产额的降低，反映质体醌的还原
状态，是植物体内光合量子效率调节的一个重要方面。在低
光照条件下，叶片所吸收的光能中有较大比例被用于光化学
反应中，qP 值较高，qN 值较低;但在强光或光强与其他胁迫并
存的条件下，非辐射能量耗散(用 qN 检测)增加，消耗光合机
构吸收的过剩光能，从而保护光合机构免受强光或强光与其
他胁迫并存的破坏。因而，为了避免光强对 qP 和 qN 的影响，
将叶片光适应的光强统一为 500 μmol /(m2·s)。
由图 6 可以看出，随着干旱胁迫加剧，紫叶酢浆草 qP 值
逐渐减小，而 qN 值逐渐增大。从胁迫 16 d(土壤含水量为
0. 61%)开始，qP 值和 qN 值变化特别大。这表明干旱胁迫使
紫叶酢浆草反应中心开放部分不断减小，不能进行稳定的电
荷分离，而不参与光合电子线性传递的 PSⅡ反应中心关闭部
分的比例不断增加。20 d 时 PSⅡ反应中心开放部分减小幅
度极大。因此证明干旱胁迫造成了低化学效率，成为光合作
用的重要因子。紫叶酢浆草荧光参数 qP 值和 qN 值对干旱胁
迫敏感，是研究干旱胁迫对紫叶酢浆草影响的良好检测手段。
3 结论
通过对紫叶酢浆草光合特性的研究，得出紫叶酢浆草的光
补偿点较低，为20． 20 μmol /(m2·s)，具有较强的耐阴性;光合日
变化中 10:00时净光合速率最高，为 7． 43 μmol /(m2·s)。紫叶
酢浆草的固碳量为 6． 21 g /(m2·d)，释氧量为4． 52 g /(m2·d)。
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随着土壤含水量下降，干旱胁迫加剧，Fv /Fm、qP 值不断减
小，而 qN 值不断增大，光合速率由最高的7． 4 μmol /(m
2·s)降
至 0． 45 μmol /(m2·s)。最终，光合作用产生的能量不能维
持植物的正常生长，导致植物死亡。Fv /Fm、qP、qN 及光合速
率均在 16 ～ 20 d 时有明显变化，16 d 时的土壤含水量仅为
0. 61%。控水 16d时若及时恢复供水，植物可继续生长;控水
18 d以后则植株萎蔫，失去观赏价值。试验结果表明紫叶酢
浆草具有较强的耐旱性。叶绿素荧光对紫叶酢浆草受干旱胁
迫十分敏感，是研究干旱胁迫对紫叶酢浆草影响的良好探针。
参考文献:
［1］高平磊，郭水良，娄玉霞． 基于叶绿素荧光参数分析铜锤草(Oxa-
lis corymbosa)和紫叶酢浆草(O． triangularis)对光照因子的适应
特点［J］． 上海师范大学学报:自然科学版，2011，40(5):528 －
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中国园林，1998，14(4):34 － 36．
李 宏，张志刚，郑朝辉，等． 南疆红枣林地不同流量对滴灌土壤水分运移特征的影响［J］． 江苏农业科学，2013，41(8):171 － 174．
南疆红枣林地不同流量对滴灌土壤水分运移特征的影响
李 宏1，张志刚1，2，郑朝辉1，李丕军1，杨婵婵1，3，郭光华1，2
(1．新疆林业科学院，新疆乌鲁木齐 830054;2．新疆师范大学，新疆乌鲁木齐 830054;3．新疆农业大学，新疆乌鲁木齐 830000)
摘要:在新疆林业科学院枣树示范基地进行原状土的滴灌入渗试验，通过 ECH2O水分测定仪对土壤中的水分进
行测定，研究了在不同的滴头流量、相同的灌水历时条件下地表滴灌湿润体特征值的变化规律。结果表明:湿润体的
形状与水分分布均受滴头流量的影响，灌水初期水平扩散距离大于垂直入渗距离，随着时间的推移，垂直入渗距离逐
渐大于水平扩散距离;湿润体的体积随着滴头流量的增加而增大;随着时间的推移，湿润体的水平、垂直扩散速率逐渐
变小;滴灌湿润体的水平扩散距离、垂直入渗距离与滴灌时间有显著的幂函数关系，r2 均在 0． 95 以上。根据不同滴头
流量条件下湿润峰运移的拟合方程，可以结合不同径级枣树根系的分布，制定合理的灌溉计划。
关键词:滴灌;湿润体特征值;湿润体含水量;灌水量
中图分类号:S155． 4 + 4;S275． 6 文献标志码:A 文章编号:1002 － 1302(2013)08 － 0171 － 04
收稿日期:2013 － 01 － 29
基金项目:国家公益性行业(林业)重大专项(编号:201304701 － 2)。
作者简介:李 宏(1962—)，男，研究员，博士生导师，主要从事森林
培育方面的研究工作。E － mail:hong1962@ 126． com。
通信作者:张志刚，硕士，主要从事绿洲生态规划与建设、森林培育方
面的研究工作。E － mail:648753460@ qq． com。
滴灌是当今世界最先进的灌水技术之一。在正确的系统
设计和高水平的田间作物水分管理条件下，滴灌系统能够适
时适量地进行灌溉，在作物的根区创造出适宜的水、肥、气、热
条件，从而获得节水、高产、优质的效果［1 － 2］。水资源短缺是
新疆干旱地区农林业可持续发展的主要限制因素之一，近年
来新疆林果业发展迅速且微灌面积逐步增大，但是没有形成
统一的灌溉技术模式，加之水资源的缺乏和浪费，节水增产的
目标一直没有得到全面实现［2 － 3］。红枣作为新疆地区林果业
发展的重要支柱，对推动当地经济发展、增加果农经济收入起
着重要的作用。目前国内外学者在滴灌条件下土壤水分运移
规律的理论和技术方面作了大量的研究［1 － 7］，研究方法主要
是通过室内试验和野外试验，对滴灌入渗过程中土壤水分运
移规律、水分分布规律以及外界影响因子进行数值模拟和计
算。部分学者通过扰动土壤装箱进行室内试验，该方法破坏
了土壤原有的物理结构，进而导致试验结果与实际情况出现
较大的偏差。为保证试验数据的真实性、可靠性，本研究以
“新疆特色林果提质增效关键技术研究与示范”专项为依托，
通过在枣树林选取具有代表性的实地原状土为样地，进行单
点源滴灌入渗试验，提出了不同滴灌流量条件下的土壤水分
运移规律特征的经验解，为当地滴灌系统的设计和运行管理
提供理论依据，
1 研究区域概况
试验地位于新疆自治区阿克苏地区温宿县境内的新疆林
业科学院佳木良种试验站，80°32E，41°15N，海拔 1 103． 8
m。基地总面积 80 hm2，呈长方形，地势北高南低，西高东低，
南北长 1 600 m，东西长 650 m，地下水位 3． 3 m;属大陆性干
旱荒漠气候，降水量稀少，四季分配不均，昼夜温差大;春季较
短，多大风降温天气，时常有倒春寒现象发生，夏季炎热而干
燥;降水量年际变化大，年均降水量 63． 4 cm，年蒸发量
2 956． 3 cm;年均气温 10． 1 ℃，极端低温 － 27． 4 ℃，年均日照
时数 2 747． 7 h，≥10 ℃积温 2 916． 8 ～ 3 198． 6 ℃，无霜期
195 d。土壤发育主要受中温带大陆性干旱气候、山地地形及
植被的影响;试验站所有的土壤均为冲积淤泥土，土壤质地适
中，主体为沙壤，沙土和淤泥层相间，有机质含量在 0． 24% ～
1． 62%之间，pH 值 8． 51 ～ 9． 75，呈弱碱性，土壤中厚，约为
3 m 以上。试验样地第 1 层为壤土层，深度地表以下垂直高
度 0 ～ 50 cm;第 2 层是沙土层，深度地表以下垂直高度 50 ～
70 cm;第 3 层是淤泥层，深度地表以下垂直高度 70 ～ 88 cm;
第 4 层是沙土层，深度地表以下垂直高度 88 ～ 160 cm。
—171—江苏农业科学 2013 年第 41 卷第 8 期