全 文 ：ChineseAgriculturalScienceBuletinVol.22No.42006April
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沙蓬(Agriophylumpungens)属于藜科(Chenopo-
diaceae)又称沙米、蒺藜梗登相子[1]为一年生草本植
物,植株高20~100cm全株被分枝毛,后渐无毛。径直
立,叶互生,披针形无柄,先端具刺尖,全缘。生长于流
动沙丘、半固定沙地、沙丘间低地。本植物种是草原、半
荒漠和荒漠地区流动沙地的先锋植物,其生长势和覆
盖度以当地降雨量有直接的关系,具有良好的固沙作
用和经济价值。研究沙米的光合速率对了解沙米的生
长周期、生理特性[2~4]及其在流动沙丘进行人工播种固
沙造林有着重要的意义。
1自然区概况
1.1自然条件
试验区为甘肃河西古浪县黄花滩乡麻黄台移民村
边缘流动沙丘区域内。该地属干旱荒漠气候区,海拔
固沙植物沙米光合特性研究
张盹明,金红喜,徐先英,唐进年
(甘肃省荒漠化防治重点实验室,甘肃省治沙研究所,甘肃武威 733000)
摘 要:采用Li—6200光合分析仪对沙地一年生植物种沙米的Pn进行了日变化和季节变化测试,结
果表明:沙米光合速率日变化呈双峰曲线,其 Pn第一峰值和第二峰值分别为 13.38μmol/(m2·s)和
9.428μmol/(m2·s)。沙米Pn在季节变化中平均高峰值在7月份为7.3428μmol/(m2·s)。沙米的光补偿
点较低为 127.3μmol/(m2·s)。在生长季节中沙米的水分利用效率(WUE)平均值为 0.5707,最大平均
值出现在 6月份为 0.7145。经对沙米 Pn及其多项影响因子的相关分析,得出:沙米 Pn与其因子
QNTM、EAIR、TRAN呈极显著正相关关系相关;与CINT呈显著负相关关系。并得出沙米Pn及影响
因子之间的回归方程。
关键词:沙米;光合速率;蒸腾速率;日变化;季节变化
中图分类号:S718.43 文献标识码:A
ResearchonPhotosynthesisCharacteristicofPsammophyte(Agriophylmsquarrosum)
ZhangDunming,JinHongxi,XuXianying,TangJinnian
(GansuKeyLaboratoryonDesertificationCombating,GansuDesertControlReserachInstitute,WuweiGansu733000)
Abstract:Changesondiurnalandseasonalphotosynthesisrates(Pn)ofAgriophylmsquarosum,whichis
annualplantspeciesinsand,weremeasuredbyLI-6200PhotosynthesisAnalyzer.ItshowsthatPndiurnal
changeofAgriophylmsquarosum,appearsacurvewithtwopeaks.Itsfirstandsecondapexvaluerespec-
tivelyis13.38μmol/(m2·s)and9.428μmol/(m2·s)ThemeanapexvalueofPninseasonalchangeis
7.3428μmol/(m2·s)ofJuly.LightcompensationpoitofAgriophylmsquarosum,isratherlowandtheval-
ueis127.3μmol/(m2·s).Theaveragevalueofwater-usedeficiency(WUE)ofAgriophylmsquarosum,in
growthseasonis0.5707andmaximumis0.7145ofJune.CorelationanalysebetweenPnanditsomnibus
influencefactorsdrawtheconclusionthatPnhasahighpositivecorelationwithphotonsdensity(QNTM),
vaporpressure(EAIR)andtranspirationrate(TRAN)andhasanegativecorelationwithintercelularCO2
concentration(CINT).TheregressionequationbetweenPnanditsinfluencefactorsiseduced.
Keywords:Agriophylmsquarosum,Photosyntheticrates,Transpirationrates,Diurnalchanges,Seasonal
changes
基金项目:甘肃省重点科技攻关项目(GS012-A45-116)。
第一作者简介:张盹明,女,1957年出生,副研究员,主要从事沙生植物生理生态学研究。E-mail:dmzhang@gsdcri.com。通信地址:733000甘肃省武威市新
建路 28号治沙研究所。Tel:0935-6113503,13893538658。
收稿日期:2005-12-29,修回日期:2006-01-18。
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中国农学通报 第22卷 第 4期 2006年 4月
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1650m,风沙流活动强烈,是一个风沙危害的重点地
带,沙丘每年前移5~8m。年均降水量184.8mm左右,
年蒸发量3038.5mm,主要集中在7、8、9三月。年均风
速 3.5m/s,最大风速 21.7m/s,年八级以上大风 27.9d,
年沙尘暴21.9d,地下水位80m。
1.2试验地状况
试验地为绿洲与沙漠交错这一特殊生态脆弱带上
的流动沙丘和半固定沙丘。风沙危害频繁,流动沙丘移
动速度快,沙土的表层含水量在 0.1%~0.5%之间,
20~60cm深度的沙土层含水量在1.2%~8.0%之间。光
照强烈蒸发量大,无植被分布。
2材料与方法
2.1试验材料
选河西古浪县黄花滩乡麻黄台区绿洲边缘,流动
沙丘上自然生长的一年生沙蓬(Agriophylumpungens)
做样株,取植株上生长正常的功能叶片为试验材料。
2.2研究方法
沙米光合速率(Pn)测试仪器:采用 LI-6200光合
分析仪。
光合速率(Pn)日变化测试:Pn日变化[2]测试时间
选在晴朗无风光照充足的 1d之中的 7:00、9:00、11:
00、13:00、15:00、17:00、19:00时进行。
光合速率(Pn)季节变化测试:Pn季节变化[5]选在
该区生长量最大的 6、7、8、9月中旬 1~3d之中晴朗无
风光照充足时进行重复测试。
光合速率(Pn)及其同步测试因子分析:利用测到
的沙米光合速率(Pn·μmol/
光量子密度 (QNTM·μmol/
(TAIR·℃)、大气CO2浓度(CO2·μl/L)、相对湿度
(RH·%)、水汽压(EAIR·mb)、水汽压亏缺(VPD·
mb)、胞间 CO2浓度 (CINT·μl/L)、气孔传导率
(COND·mol/
(TRAN·mol/
回归分析[6]。
沙米水分利用效率(WUE)分析:Pn/TRAN(μmol
CO2/mmolH2O)。
图 1沙米 Pn日变化 图 2沙米 Pn与 TRAN日变化
3结果与分析
3.1沙米Pn日变化
从图1可看到出(重复测试时间2002年至2003
年),沙米 Pn的日变化[7,8](03年 9月 15日)呈双峰曲
线。上午7:00时沙米Pn随着QNTM的增加而直线上
升,到 9:00时当 QNTM上升到 642.2μmol/(m2·s)时
沙米 Pn出现一日中的第一个高峰值为 13.38μmol/
(m2·s),9:00时之后在QNTM继续上升时沙米Pn则
呈 下 降 趋 势 , 到 13:00时 QNTM 上 升 至
1524μmol/(m2·s)时沙米 Pn出现第二高峰值为
9.428μmol/(m2·s)此后 QNTM继续上升而沙米 Pn直
线下降。这样使沙米Pn日变化形成了双峰曲线。
3.2沙米TRAN日变化
沙米 TRAN日变化[9,10]曲线与 QNTM及 VPD日
变化曲线一致(图1图2)。上午7:00时沙米TRAN随
QNTM上升而上升,到 15时 QNTM升至 1d最高值
1826μmol/(m2·s)时,沙米 TRAN也出现了 1d中的峰
图 3沙米 Pn与 EAIR、CINT日变化
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值为31.85mol/(m2·s),此时VPD日变化曲线中也达到
了最大值为 72.94μl/L。15:00之后沙米 TRAN及
VPD都随 QNTM 下降而直线下降。因此使沙米
TRAN日变化形成单峰曲线。
3.3沙米Pn与WAIR、CINT影响因子日变化分析
沙米 Pn日变化曲线与 EAIR及 CINT因子日变
化 [9,10]有密切关系相关关系分别为 r0.001=0.6502和
r0.01=-0.4909如图3。沙米Pn日变化曲线与EAIR日变
化曲线趋于一致;与CINT日变化曲线呈相反趋势。在
1d中从 7:00时开始沙米 Pn随光照强度增强而上升
时EAIR也同时上升,由于Pn的升高细胞间的CO2参
与光合反应因此使CINT直线下降,在一日中从 9:00
时到 15时属于沙米 Pn日变化值较高的阶段,相反
CINT处于低值时期,13:00之后当 Pn直线下降时
CINT开始上升。
3.4沙米Pn与TRAN季节变化分析
在生长季节中(图4)沙米Pn平均最高值在7月份
为7.3428μmol/(m2·s),其次是 8月份为 6.8363μmol/
(m2·s)。6月和9月的Pn平均值在5.0463μmol/(m2·s)
至 5.8952μmol/(m2·s)之间。沙米 TRAN平均最高值
出现在 8月份为 18.2711mol/(m2·s),其次是 7月份为
11.12476mol/(m2·s),6月和 9月份沙米 TRAN平均值
较低分别为8.2507mol/(m2·s)和6.0686mol/(m2·s)。
3.5沙米光补偿点分析
沙米是一种生长于光热资源丰富的流动沙丘上,
但沙米具有较低的光补偿点,从图5可以看出,沙米光
图4沙米Pn与TRAN季节变化比较 图5沙米光补偿点
表 1沙米植物种水分利用效率(WUE)表 * (μmolCO2/mmolH2O)
注:*平均值,2003年。
补偿点为 127.3μmol/(m2·s),沙米光补偿点较低具有
C4光合途径[11,12]。当光照强度达到 1835μmol/(m2·s)
时,Pn仍未达到光饱和点。
3.6沙米WUE分析
沙米 WUE分析 [13~15]Pn/TRAN(WUE·μmol-
CO2/molH2O)如表1。
沙米在生长季节中平均水分利用效率WUE的变
化状况如图6。从图可以看出沙米WUE最大平均值在
6月份为0.7145,其次是7月和8月份别为0.6600和
0.6322,9月份WUE平均值最小为0.2762。在生长季
节中的平均WUE为0.5707。
3.6沙米Pn及其影响因子的相关关系及回归分析
经对沙米Pn及其影响因子测试结果进行相关分
析[16]得到表 2。沙米 Pn与其影响因子 QNTM、EAIR、
TRAN呈极显著正相关关系相关系数分别为 r0.001=0.
5381,r0.001=0.6503和r0.001=0.7155;与CINT呈显著负相
关关系相关系数 r0.01=-0.4909;与 TAIR、RH、VPD、
图6 沙米Pn与水分利用效率分析
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COND、CS呈不显著正相关关系和与 CO2、RS两项因
子呈不显著负相关关系。
对沙米Pn及其影响因子项经回归分析得出(表
2):沙米的 Pn与 QNTM、EAIR、TRAN、CINT因子之
间存在的回归方程为:YPn=-0.0002XQNTM+0.3985XEAIR-
0.022XCIMT+0.5364XTRAN+2.9751。
4小结与讨论
4.1沙米光合速率日变化呈双峰曲线,第一峰值为
13.38μmol/(m2·s)。第二峰值为9.428μmol/(m2·s)。沙
米光合速率在季节变化中平均高峰值在 7月份为
7.3428μmol/(m2·s)。沙米TRAN在季节变化中平均最
高值出现在 8月份为 18.2711mol/(m2·s),9月份
TRAN平均值最低为6.0686mol/(m2·s)。
4.2沙米光补偿点较低为 127.3μmol/(m2·s)。沙米的
WUE在生长季节变化分析中最大平均值在 6月份为
0.7145,其次是7月和8月份别为0.6600和0.6322,9
月份WUE平均值最小为0.2762。在生长季节中的平
均WUE为0.5707。
4.3经对沙米光合速率及其 12项内外影响因子进行
相关分析,得出:沙米Pn与其影响因子QNTM、EAIR、
TRAN呈极显著正相关关系相关;与CINT呈显著负
相关关系;与 TAIR、RH、VPD、COND、CS呈不显著正
相关关系和与 CO2、RS两项因子呈不显著负相关关
系。
4.4沙米 Pn及其影响因子项经回归分析得出,沙米
Pn与 QNTM、EAIR、TRAN、CINT因子之间存在的回
归 方 程 为 :YPn=-0.0002XQNTM+0.3985XEAIR-0.022XCIMT+
0.5364XTRAN+2.9751。
4.5沙米的研究价值在于沙米这一物种具有耐盐碱、
耐瘠薄、抗风暴等生理特性[17],生长于流动和半固定沙
地沙丘间低地,是半荒漠和荒漠地区流动沙地的先锋
植物,是改善风沙严重危害区的重要选择植物种,其生
长势和覆盖度以当年降雨量有很大的关系。在年降雨
量100mm左右能正常生长、成熟。近年来对沙米有了
进一步的研究,认为沙米对改善沙流动沙丘地表结构
起着很重要的作用有着,在次年存留在沙地上的枯植
株对抗地表风蚀及沙尘移动具有较强的阻挡作用。因
此在绿洲边缘风沙危害严重区人工播种方式进行人工
繁殖。另外种子具有很高的经济价值沙米粉人可以食
用有可作为精饲料,沙米还是优良饲草植物,骆驼山
羊、绵羊都喜食幼嫩茎叶。
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(责任编辑:秦守亮)
表2沙米Pn及其影响因子回归分析
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