全 文 ：吉林农业大学学报　2001 ,23(1):6 ～ 9
Journal of J ilin Agricultural Universi ty
向日葵不同节位叶片光合特性及其
与产量关系的研究
徐惠风　金研铭　徐克章
(吉林农业大学农学院　长春 130118)
摘　要:用FQ 型CO2 分析仪和 Li-1600 型稳态气孔仪测定了盛花期向日葵不同节位叶片的光合速率 、气孔
导度 、蒸腾速率 , 同时也测定了叶绿素 、比叶重 、可溶性糖含量等生理指标。结果表明:向日葵不同节位叶片的
光合作用呈单峰曲线变化 ,吉农 92-1 最高峰位于第 10 位叶 ,吉农 92-5 最高峰位于第 5 位叶;比叶重 、可溶
性糖含量 、叶绿素含量 、蒸腾速率 、气孔导度皆为上部叶片和下部叶片较低 , 中部叶片较高。表明中上部位叶
对产量形成起决定作用 ,且品种之间有差异。不同冠层结构的光合势不同 , 实际产量为宝塔型结构的吉农
92-1 比平展型的吉农 92-5 高出 8.85%。
关键词:向日葵;光合作用;冠层结构;产量
中图分类号:S565.501　　　文献标识码:A　　　文章编号:1000-5684(2001)01-0006-04
Photosynthetic Characteristics of Sunflow er Leaves at
Different Node Positions and Their Relations to Yield
XU Hui-feng , JIN Yan-ming , XU Ke-zhang
(College of Agronomy , J ilin Agricultural Universi ty , Changchun 130118 , China)
Abstract:Photosynthet ic rate , stomatal conductivity , transpirat ion rate , chlorophyll content ,
specific leaf weight and soluble sugar content of full-blooming sunflow er leaves at dif ferent node
posit ions w ere tested w ith FQ-CO2 analyser and Li-1600 stable stomatal apparatus.The results
showed that the diurnal pho tosynthetic change was a sing le-peak curve.The maximum values
w ere found wi th the leaves at the tenth and fif th nodes for Jinong 92-1 and Jinong 92-5 respec-
tively;the specif ic leaf weight , soluble sugar content , chlorophyll content , t ranspiration rate and
stomatal conductivity of leaves at the middle nodes w ere higher than that of leaves at upper and
lower nodes , indicating that leaves at the middle and upper nodes played a critical role in yield for-
mation.Variations w ere found among variet ies.Leaf area duration was different at dif ferent node
posit ions.The yield of Jinong 92-1 w ith erect leaves was 8.85%higher than that of Jinong
92-5 w ith f lat leaves.
Key w ords:sunflower;photsynthesis;corna;yield
　　光合作用是作物籽粒产量形成的物质基础 ,
关于单叶光合速率与单叶光合产量形成的研究在
其他作物中报道很多[ 5 ,13～ 15] ,而向日葵在此方面
的研究尚不多见 ,尤其是冠层结构的光合产量的
基金项目:吉林省科委资助项目(9104)
作者简介:徐惠风 ,女 , 1965年出生 ,讲师 ,硕士 ,研究方向:作物栽培与生理生态
收稿日期:1999-12-05
DOI :10.13327/j.j jlau.2001.01.002
系统研究未见报道 。许多研究认为[ 8 , 15] :个体的
光合作用与产量的关系带有局限性 ,难以反映群
体的生理状况 。为此 ,我们研究了向日葵单株的
光合作用 ,为全面了解向日葵光合作用与产量形
成的关系 ,进一步提高向日葵产量提供参考依据。
1　材料与方法
1.1　材料
食用向日葵:吉农 92-1 ,吉农 92-5。
1.2　区组设计
试验于 1996 ～ 1999 年在吉林农业大学实验
站进行 ,田间试验采用随机排列 ,5行区 ,长 10 m ,
3次重复 。于向日葵盛花期 8 月 12 日至 8 月
16日测定 ,取离体叶片置于保温筒内 ,带回室内
测定 。成熟期收获 ,以小区为单位进行室内考种 、
测产 。
1.3　测产指标及方法
1.3.1　叶片光合速率和呼吸速率　采用 FQ 型
CO2 分析仪配以开放式气路系统测定离体叶片的
光合作用 。
1.3.2　叶片叶绿素含量　用 Arnon法测定[ 1] 。
1.3.3　叶片比叶重的测定　用打孔器在叶脉两
侧打孔 , 取 100 片放在 105℃烘箱中杀青 5 ～
10 min ,之后将温度保持在 80℃至衡重 ,称重 ,重
复3次求平均值 ,再计算单位面积的干重。
1.3.4　叶片可溶性糖含量 　用蒽酮比色法测
定[ 2] 。
1.3.5　气孔导度和蒸腾速率　用 Li-1600 型稳
态气孔仪在田间活体测定 。
1.3.6　叶面积 　按长 ×宽 ×系数的方法测
定[ 3] 。
2　结果与分析
2.1　不同节位叶片的净光合速率
向日葵单株不同叶位的光合作用呈单峰曲
线 ,吉农 92-5 的最高峰在第 5 位叶片上 ,吉农
92-1的最高峰位于第 10位叶片上(图 1)。说明
不同株型的向日葵叶片最大光合能力分布在不同
叶位的叶片上。
2.2　不同节位叶片与比叶重
向日葵单株不同叶位(从上向下)的比叶重呈
平缓下降的趋势 ,吉农 92-1 比吉农 92-5的峰
值总体上高一些(图 2)。说明光合作用的干物质
积累分布情况在不同株型间差异不大。
图 1　向日葵单株不同节位叶片的光合速率
Fig.1.Photosynthetic rate of sunflower leaves at different
nodes
—◇—吉农 92-1 Jinong 92-1;—○—吉农 92-5 Jinong 92-5
图 2　向日葵不同节位叶片比叶重
Fig.2.Specific weight of sunflower leaves at different node
2.3　不同节位叶片与叶绿素含量
向日葵单株不同节位叶片蹬叶绿素含量的变
化趋势是:上部位叶片和下部位叶片含量低 ,中部
位叶片含量高 ,变化平稳 , 吉农 92-1 比吉农
92-5高一些 ,尤其在下部叶片更加明显(图 3)。
说明向日葵叶绿素含量高的部位集中在中部叶片
上 ,是光合作用 、光合产量的重要部位。
2.4　不同节位叶片可溶性糖含量
向日葵单株不同节位叶片可溶性糖含量的变
化趋势是:中部最高 ,上部和下部较低 ,越向下越
明显降低(图 4)。说明光合产物集中储藏在中部
叶片中 ,吉农 92-1比吉农 92-5高 ,即光合能力
吉农 92-1比吉农 92-5强。
7第 23 卷　第 1 期　　　　　　　　　　徐惠风等:向日葵不同节位叶片光合特性及其与产量关系的研究
图 3　向日葵单株不同节位叶片的叶绿素含量
F ig.3.Chlorphyll content of sunflower leaves at different
nodes
图 4　向日葵单株不同节位叶片的可溶性糖含量
Fig.4.Soluble sugar content o f sunflower leaves at different
nodes
2.5　不同节位叶片与叶面积
向日葵单株不同节位叶片的叶面积分布趋势
呈单峰曲线 , 最高峰的位置:吉农 92 -5 在第
10位叶片 , 吉农 92 -1 在第 16 位叶片。吉农
92-5中上部位叶面积较大 ,中下部叶面积明显
减小 ,下部叶面积直线下降 ,呈平展型冠层结构;
吉农92-1上部叶面积逐渐升高 ,中部叶面积平
缓上升 ,中下部叶面积最大 ,下部叶面积下降得缓
慢 ,呈宝塔型冠层结构 。说明不同品种叶片的冠
层结构不同 ,其光合能力也会不同(图 5)。
图 5　向日葵单株不同节位叶面积
Fig.5.Leaf area of sunflow er leaves at different nodes
2.6　不同节位叶片与蒸腾速率和气孔导度
单株不同节位叶片的蒸腾速率见图 6 。
图 6　向日葵单株不同节位叶片的蒸腾速率
F ig.6.T ranspiration rate of sunflow er leaves at different
nodes
单株向日葵不同节位叶片与蒸腾速率和气孔
导度的变化趋势为:上部叶片和下部叶片的蒸腾
速率较低 ,中部最高 ,且波动性较大 ,最高峰的位
置是:吉农 92-5位于中上部叶 ,吉农 92-1位于
中部叶(图 6)。气孔导度的变化与蒸腾速率的变
化趋势基本相同 ,反映了与光合作用具有同步效
应(图 7)。
图 7　向日葵单株不同节位叶片的气孔导度
Fig.7.Stomatal conductivity of sunflower leaves at different
nodes
2.7　不同节位叶片的光合速率 、叶面积和产量性
状的比较
向日葵单株不同节位叶片的叶面积中部最
大:吉农 92 -1 为 570.35 cm2 ,吉农 92 -5 为
482.1 cm2;光合速率(CO2)的最大值也在中部叶
位:吉农 92-1为 24.81μmol/(m2·s),吉农 92-
5为 19.72 μmol/(m2·s);因而光合量(CO2)的最
大值也在中部叶位:吉农 92-1 、吉农 92-5分别
为 1.42μmol/(m2·s)、 0.95μmol/(m2·s)。表明
中部叶片叶面积的大小及质量是影响产量的直接
因素 。经考种而知:吉农 92-1与吉农 92-5两
8 　吉　林　农　业　大　学　学　报　　　　　　　　　　　　　　　　　2001年
个品种中 ,吉农 92-1没有吉农 92-5的盘大 、粒
数多 ,但吉农 92-1每盘粒重却比吉农 92-5的
重 ,实际产量比吉农 92-5增产 8.85%,说明冠
层结构对产量有直接的影响(见表 1)。
表 1　向日葵单株不同节位叶片光合速率 、叶面积及产量
Table 1.Pho tosynthetic rate , leaf area and yield component of sunflower leaves at different nodes
品　种
Variety
净光合速率(CO2)
Net photosynthetic rate/
[ μmol·(m-2·s-1)]
叶面积/ cm2
Leaf area
总光合量(CO2)/(μmol·s-1)
Total photosynthetic
rate
上
High
中
Middle
下
Lower
上
High
中
Middle
下
Low er
上
High
中
Middle
下
Lower
每盘粒数
Grain
number per
plant
每盘粒重/ g
Grain
w eight per
plant
产量/
(kg·hm-2)
Yield
吉农 92-1
Jinong 92-1 19.21 24.18 8.55 247.56 570.35 320.26 0.476 1.415 0.274 641.6 87.29 1 428.6
吉农 92-5
Jinong 92-5 23.75 19.72 6.13 446.88 482.1 184.32 1.061 0.951 0.113 738.3 79.47 1 302.2
3　讨　论
向日葵在盛花期单株不同节位叶片的净光合
速率呈单峰曲线 ,最高峰一般出现在中部叶片 ,且
因其品种不同而不同。由于上部叶是新叶 ,其光
合功能还未建成 ,所以光合能力较小;而下部叶是
老叶 ,叶片已衰老 ,其光合能力已减弱 ,所以光合
速率较低 。因而光合速率及其光合生理指标如叶
绿素含量 、可溶性糖含量 、比叶重 、蒸腾速率 、气孔
导度等与光合速率具有相同的变化规律 。就单一
叶片来讲 ,幼嫩的叶片随着叶片的成长进程光合
速率不断提高 ,成熟后光合速率达到高峰 ,之后随
着叶片的衰老光合能力逐渐降低 ,这一变化具有
普遍性[ 5～ 8] 。然而在单株叶片中叶面积的大小
及其冠层结构对光合作用具有直接的影响。向日
葵在盛花期中 ,不同品种的不同冠层结构表现出
的光合生理反应有一定的差异 ,其产量具有很大
的差别。这说明单个叶片的光合作用很难反映整
株叶片的光合特性 ,而植株的冠层结构特性对产
量形成的影响却更为重要 ,说明冠层结构直接影
响光合作用及其产量 。叶片的光合速率仅反映叶
片的瞬时光合作用的强度 ,它主要受制于光合光
照条件的状况;而群体冠层的光截获率将反映光
合生产量的多少[ 8] ,体现出群体冠层对光的截获
率是影响产量的直接因素[ 9 ～ 11] ,但是当冠层达到
充分截获光的大小后 ,光合作用不可能进一步提
高[ 12 , 13] 。因此 ,向日葵叶面积的大小及冠层结构
在一定程度上决定着光合能力和产量的高低 。
参 考 文 献
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