全 文 ：沙打旺 、 首蓓和小冠花` 4C光合产物的转移及分配的研究
伊虎英 鱼去斌
(陕西杨陵 , 中国科学院西北水土保持研究所 )
摘 要
对沙打旺 、 首楷和小冠花“ C光合产物的转移和分配的研究表明 , 三种牧草的光合强度以沙打旺最高 ,其
次是曹着和小冠花 ; ’ ` C光合产物在标记叶下位器官的积累量大于上位器宫 ; 输出率以小 冠 花最高 ,沙打旺
最低 , ’ ` C光合产物在各器官的分配是 : 茎> 花 > 叶> 根 , 地上器官与地下 器 宫的分配量比值是沙打旺 >
首藉 ) 小冠井。
绿色植物的光合产物是地球上有机物质
的主要来源 , 这些富含能量的有机物质是人
类和动物生命活动的基础 。 黄土高原光照充
足 , 太阳能资源比较丰 富 , 种 植 在 该区的
乔 、 灌、 草等绿色植物可把光能转化成化学
能 , 满足人们的需要 , 因此对该区绿色植物
的光合强度进行研究十分必要 。 国内对牧草
光合强度的研究较少 , 冯强 I ’ ]曾报道了羊草
“ C同化 产物的转移和分配 , 指出羊草茎和
叶为同化产物的贮存器官 , 整个 生 长 季 节
6 0%以上的光合产物分配在地上部分 。 国外
B ol t o n等 1z[ 曾研究了黍草和高 羊 茅 草的光
合效率 , D en in s 等人 [ ’ ]研究 了白三叶草和黑
麦草混播 情 况 下 白三 叶 草 的光合效率 , `
E a g l e s 41I 研究了鸭茅在不同光谱下的光合作
用效率 , eJ w is s等川研究了不同生长年限对
高羊茅草光合效率的影响 , W ol e d ge 研究了
生 长 在 摸拟草地上的黑麦草叶片的光合作
用和遮光与 xlJ 割处理对黑麦草光合效率的影
响 。 沙打旺 、 首楷和小冠花都具有抗早 、 耐寒
的特性 , 它们既是优良的牧草 , 也是优良的水
土保持植物 ,在黄土高原有着广泛种植 , 为进
一步选择种植高光效的牧草提供理论依据 ,
我们对这三种牧草 `冶C光 合产物的运转和分
配规律进行了研究 。
材 针 和 方 法
实验材料为二年生抄打旺 、 首 蓓和 多
变小冠花 , 1 9 8 5年 7 月23 日 7 点~ 9 点在本
所农场进行 ` 通 C标记实验。 根据 s h i m s h i [7 1的
“ C O Z标 记 法 进行 , 所改进的是用白色塑
料袋罩住已选择好倒数第五个枝条的叶片 ,
喂饲 ’ ` C O Z ,其浓度为。 . 5 % 。 喂饲时间30 分 。
太阳光强度 4 . 5万勒克 司 , 气 温28 ℃ 。 喂饲
结束后立即取标记叶片进行烘干磨碎称样 ,
测定放射性强度 , 经数据处理求出每个品种
的光合强度。 “ C光合产物的运转和分配实验
是经喂饲 “ C O Z后 48 小 时 , 分 别 取样 , 在
1 05 ℃条件下杀青 10 分钟 ,转入 80 ℃条件下烘
干 , 粉碎 , 称 1 0 毫克 样 品铺于不锈钢测样
皿中 , 用钟罩型计数管测定放射性活性 , 对
其数据进行统计分析 。
A= 竺
1 0 0
x N
试 脸 结 果 。 A
U
, 二 下一 ~ 火 1 0 0 %又二、 。
,
. 沙打旺 、 首蓓和多变小冠花的光合
强度 各种植物光合产物的数量与光合强度
密切相关 , 光合强度的大小与植物的特性有
很大关系 , 其计算可按下式进行 :
A _ 一 过一
W X t
式 中 , A代表光合强度 ( cP m / m g · hr ) ,
N是净计数率 , W是测样重 量 ( m 幼 , t是
` 摇C O Z饲喂时 间 (小 时 ) 。 经 计 算 , 三种
牧草的光合强度以沙打旺为 最 高 ( 1 6 9 o p m
/ m g
· 小时 ) ,其次是首猎 ( 1 2 2 e p m / m g · 小
时 ) , 小冠花的光合强度最 低 , 仅为 6 2 cP m
/ m .g 小时 。
2
. ’ 弓
C光合产物在标记叶上位器官 和下
位器官的分配 黄土高原 7 月份光照充分 ,
气温偏高 , 牧草叶片合成的 “ C光合产物是
从标记叶向茎的上位器官或 是 下 位 器官运
输 , 这与物质的积累及产草量都有 关 , ` 峨 C
光合产物在植物各部位的分配率可按下式计
算 :
式中 , A 代表某一部位的总放射性强度 ,
W是植株某一部位的干重 , N是某一部位的
脉冲 / 1。。m g /分 , D ,是某部位的分配率 , A 。
代表整株的放射性强度 。
计算结果 (表 1 )表明 , ` 摇C光合产物在
三种牧草标记叶上位和下位茎 、 叶 、 花中分
布的共同规律是 : 下部位茎 、 叶和花 中的积
累量大于上部位的 。 三种牧草上部位与下部
位 “ C光合产物的比值 , 沙打 旺为。 . 82 , 首
蓓为 0 . 20 , 小冠花为 0 . 1 7 , 由于首猎和小冠
花在 7 月份把叶中制造 的有机化合物的绝大
部分 (分别为 83 . 0%和 8 6 . 3% ) 向下部位器
官运转 , 因而使得它们向 上 部 位 的运输量
(分别为 17 . 0%和 1 3 . 7 % ) 远远小于沙打旺
向上的运输量 ( 45 % ) 。 表 1 还表 明 , ’ ` C
光合产物在三种牧草上部位和下部位花 、 茎
叶等器官中的分配是不相同的 , 在上部位 ,
沙打旺是花 > 茎> 叶 , 首楷是叶 > 茎 , 小冠
花是茎 > 叶 ; 在下部位 , 首楷和小冠花是茎
> 叶 , 沙打旺是茎 > 花 > 叶 。
表1 乞 4 C 光 合 产 物 在 标 记 叶 上 部 位 和 下 部 位 登 官 及 分 配 (% )
标记叶上部位器官 标记叶下 部位器官品 种 } { ” . ,— 卜一兰一卜~ `二一吕 - {三 l 兰 ~” 打 旺 { ` 5 ’ 。 { ` ’ 2 1 “ ’ ` … ` 5 ` o百 箱 … ’ “ } ” 6 1 一 ! ` , ’ 。小 冠 花 { ” ` 9 } 3 ` 8 ’ { 一 1 ` 3 ’ 7
。
}
一
! 花
位 /下价比|片l
{ 色 ; 卜
3 4
。
9
6 7
。
4
7 2
。
4
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8 6
。
3 { 0
。 王7
O材óbo甘…巧山一a几」J.工 Jll
3
. `略
C光合产物输出率 牧 草光合产
物的输出率是衡量牧草光合产物运转和分配
的重要指标之一 , 它是显示 牧草对 ’ 4 C光合
产物向外运转的能力 。 愉出率按下式计算为 :
E
, = 李 、 1。。%才飞 C
式中 , A 代表 “ C O : 经标记叶同化后输
至植物各部位的总 脉 冲 / 分 , A c 是标记叶
, ` C O : 总同化 量 脉 冲 / 分 。 E ,代表输出率
( % )
。
经计算 , 三种牧草以小冠花 “ C光合产
物的输出率最高 ( 72 . 8 % ) , 其次是沙打旺
(3 6
.
3 %)
, 首楷的输出率最低 ( 27 . 6% ) 。
4
. “ C光合产物在植 株 各器官的分配
不同牧草 ’ ` C光合产物在植株各 器官的分
配率不同 (表 2 ) , 沙打旺 的 ’ 毛C光合产物
主要分配在茎和花中 , 向根中运输的量很少
(9
.
4% ) , 首稽的光合产 物则以茎中为最
高 ( 3 6 . 5% ) , 其次是根中 ( 2 6 . 。% ) 和花
中 ( 2 5 . 0% ) , 叶中含量最少 ( 22 . 5% ) ;
衰 2 , ` C光合产物在搜株合器官的分配 (% )
地 上 部 分 _
_ _ {
} 1 1 }
- 一- -一1一 {一!一 {一一 {” “ 肚 1 ` 3 · 3 ! ” , { 3“ ` } ” ” ’ 6 {“ 藉 } 3“ 5 { ’ 2 ’ 5 卜 2 5 ’ 。 } 了` ’ o {” 、 冠 花 j ` , · 8 1 8 · ` { 3 ’ 。 … 5 3 ’ 2 1
地下部分
根
9
。
4
地上 /地下
小冠花的 “ C光合产物 以 根 中分 配率最高
( 4 6
.
8% )
, 其次是茎中 ( 4 1 . 8% ) , 而叶
和花 中分配率很低 (分别为 8 . 4%和 3 . 0% )o
三种牧 草根中的分配率呈小冠花 > 首楷> 沙
打旺的次序 ; 地上部分各器官中三 种 牧 草
的分配率均以茎 中为最高 , 其次是叶和花中。
, `
C光合产物在地上和地 下部分分配量
的不同 , 反映出不同牧草地上和地下器官的
不同生理特性和功能 , 表 2 中沙打旺的比值
最大 ( 9 , 6 ) , 说 明 沙 打 旺把 绝大部分的
, `
C光合产物运送到地上部分 (9 0 . 6% ), 而向
根部的输送量很少 (9 。 4% ) 。 结果还表明 ,
三种牧草地上部分的分配 量 以 沙打旺为最
大 , 其次是首楷和小冠花 。
讨 论
1
. 沙打旺 、 首楷和小冠花是黄土高原
种植最广泛的牧草 , 其中以沙打旺的产草量
最高 , 尤其在瘩薄、 干早的条件下表现更为突
出 ,它比首楷的产草量高 2 8 . 5% st1 。对三种牧
草光合强度的测定结果表明 , 沙打旺> 首楷
> 小冠花 , 其主要原因是沙打旺能充分利用
太阳能进行光合作用 ,合成大量的有机物质 。
2
. 牧草的产量主要取决于地上部的重
量 。 沙打旺 、 首楷和小冠花的 “ C 光合产物在
地上各器官中的分配以茎中为最高 , 其次是
叶中 ,这与杨小寅等人 01[ 的实验结果相一致 。
3
.不同品种牧草把 “ C光合产物向根部
分配的不同 , 与牧草的特性密切相关 。羊草在
生长季节把 40 %的光合产物运输到根部 , 川
我们的实验证 明 , 沙打旺 、 首楷和小冠花 7月
份向根部输送的“ C光 合 产物分别是 9 . 4% 、
4 6
.
8%和 2 6 . 。% 。 首楷和小冠花高的原因 ,
可能是由于 7 月份后它们有大量的根栗芽生
长 , 根部需要大量的营养物质为第二次生长
做准备 , 而沙打旺分萦少 ,并具有抗早特性 ,
因而把绝大部分的 “ C光合产物运送到茎 、 花
和叶中 , 供茎叶继续生长 , 故向根部分配的
量就较少 。
4
。 通过对三种牧草光合强度的研究 ,
我们认为 `毛C o Z技术可作为筛选高光 效 牧 草
的一项技术 。
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《饲料研究》 1 9 8 9年征订启事
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