全 文 ：湖南林业科技 2012 年第 39 卷第 6 期
研究报告
收稿日期:2012 —11 —06
修订日期:2012 —11 —29
基金项目:湖南省花卉产业专项 (2012Hh90 —01) ;国家“十
二五”科技支撑项目 (2011BAD38B03)。
作者简介:王旭军 (1971 —) ，男，湖南省双峰县人，主要从
事城市森林和林木遗传育种研究。
大叶桂樱光合特性研究
王旭军1，程 勇1，吴际友1，彭 杰2
(1. 湖南省林业科学院，湖南 长沙 410004; 2. 湘阴县林业局，湖南 湘阴 410500)
摘 要:运用 Li—6400 便携式光合测定仪测定了大叶桂樱的光合日变化、光响应和 CO2 响应特征。结果表明: ①
大叶桂樱叶片净光合速率的日变化为单峰曲线，在上午 10 点左右达到一天中的最大值，且其影响因子主要为蒸腾
速率、气孔导度和光合有效辐射等; ②大叶桂樱叶片的光饱和点、光补偿点和表观量子效率分别为 1 407、35 μmol /
( m2·s) 和 0. 039 4，说明大叶桂樱为强喜光植物，利用弱光的能力较弱; ③大叶桂樱的 CO2 补偿点、CO2 饱和点
和羧化速率分别为 129、2 714 μmol /mol和 0. 021，说明大叶桂樱为典型的 C3 植物，且利用低浓度 CO2 的能力不强。
关键词:大叶桂樱; 净光合速率; 日变化; 光响应; CO2 响应
中图分类号:S 718. 43 文献标识码:A 文章编号:1003 —5710 (2012)06 —0005 —03
doi:10. 3969 / j. issn． 1003 —5710. 2012. 06. 002
Photosynthetic characteristics of Prunus zippeliana
WANG Xujun1，CHENG Yong1，WU Jiyou1，PENG Jie2
(1. Hunan Academy of Forestry，Changsha 410004，China;
2. Forestry Bureau of Xiangyin County，Xiangyin 410500，China)
Abstract:Using the Li-6400 portable photosynthesis system，the diurnal variation of photosynthesis.，light and CO2 response of
Prunus zippeliana were studied under natural condition. The results showed as following:①The diurnal variation of net photosynthetic
rate (Pn)revealed a one-peak curve，the peak value appeared at 10 :00，and the main affecting factors were transpiration rate，stom-
atal conductance and photosynthetically active radiation，and so on. ②The light saturation point (LSP) ，the light compensation point
(LCP)and the apparent quantum efficiency were 1 407 μmol /(m2·s) ，35 μmol /(m2·s)and 0. 039 4，respectively. ③The CO2
compensation point，the CO2 saturation point and the carboxylation efficiency were 129 μmol /mol，2 714 μmol /mol and 0. 021，re-
spectively. This indicated that Prunus zippeliana was the typical C3 plant，which had limited ability to use the low concentration of CO2.
Key words:Prunus zippeliana;net photosynthetic rate;diurnal variation of photosynthesis;light response;CO2 response
大叶桂樱 (Prunus zippeliana)为蔷薇科桂樱属常
绿乔木，广泛分布于秦岭以南地区，南至广东、广西，
西至四川、云南。大叶桂樱是很有发展潜力的观叶、
观花、观果及观干的园林绿化新树种，树姿优美，冠
大浓密，叶大且叶色深绿油亮，风韵独特;树干斑驳，
呈红褐色，美丽奇特;花序密集，颜色淡雅，色白如
雪，满树银花，清香引蝶，且果实颜色变化丰富，幼
时红绿色，成熟时紫黑色，尤如满树点缀着颗颗黑珍
珠，十分艳丽［1 － 2］。目前关于大叶桂樱的研究主要集
中于其种苗繁育等方面，而关于其光合特性等方面的
研究尚未涉及［3 － 6］。为此，我们研究了大叶桂樱叶片
的光合日变化、光响应特性及 CO2 响应特性，揭示其
光合生态特性，为大叶桂樱的栽培和园林配置提供科
学依据。
1 材料与方法
1. 1 试验地概况
试验选择在 2012 年 7 月中旬的晴朗天气进行，试
验地点为湖南省林业科学院 (东经 112°59，北纬 28°
05)。该处属中亚热带季风湿润气候区，光照充足，
雨量丰沛，年平均气温 17. 1℃，平均日照时数 1 496 ～
1 850 h，年降水量 1 400 ～ 1 900 mm，无霜期 264 d。
王旭军，等:大叶桂樱光合特性研究
该处土壤为砂岩红壤，但土层较深，达 0. 6 m 以上，
肥力中等，pH 6. 2，且海拔较低，仅 110 m。
1. 2 试验材料
试材大叶桂樱为 2 年生幼苗，苗高约 60 cm，长势
旺盛。
1. 3 试验方法
选取 3 株长势相近的大叶桂樱幼苗作为样本，利
用美国产 Li—6400 便携式光合测定系统测定其光合日变
化、光响应曲线及 CO2 响应曲线。测定时注意选择树
冠南向中上部外围的当年生成熟叶片进行活体测定，
并尽量保持测量部位一致。光合作用的日变化、光响
应曲线及 CO2 响应曲线的测定方法见文献 ［7 － 8］。
1. 4 数据处理
应用 Excel 2003、SPSS16. 0 等统计分析软件对数
据进行作图、回归分析等。
2 结果与分析
2. 1 大叶桂樱光合日变化
植物光合作用的日变化是在一定天气条件下各种
生理生态因子综合效应的最终反映，净光合速率 (Pn)
日变化的研究结果可作为分析植物生长限制因素的依
据之一。由图 1 可以看出，大叶桂樱叶片净光合速率
日变化为“单峰曲线”并不出现 “光合午休”现象。
同时，也可看到，大叶桂樱叶片的气孔导度 (Gs)和
蒸腾速率 (Tr)的日变化与其净光合速率的日变化近
乎一致，只是蒸腾速率到达峰值的时间比净光合速率
滞后了 2 h。上午 8:00，由于光合有效辐射 (PAR)已
达 1 000 μmol / (m2·s) ，且大气温度 (Ta)也达到
37 ℃左右，大叶桂樱叶片已充分活化，净光合速率为
5. 62 μmol / (m2·s) ;随后，随着光合有效辐射的上
升，大叶桂樱的净光合速率在 10:00 达到一天中的最
高峰值，即 7. 03 μmol / (m2·s) ;此后，虽然光合有
效辐射有所下降，且大气相对湿度 (RH)和叶片水气
压亏缺 (Vpdl)保持在一个比较合理的水平，但大气
温度却升高到 40. 6 ℃，远远超出植物光合作用关键酶
一 Rubisco的最适活化温度即 25 ～ 30℃［9］，因此，大叶
桂樱叶片的净光合速率开始下降。这也说明大气温度
可能是大叶桂樱光合速率的限制因子之一。
相关分析表明 (见表 1) ，大叶桂樱叶片净光合速
率与蒸腾速率、气孔导度、大气温度、叶片温度
(Tl)、大气 CO2 浓度 (Ca)及光合有效辐射呈正相
图 1 大叶桂樱叶片 Pn、PAR、Tr、Gs、Ci及 Ta、RH、
Vpdl等的日变化
Fig. 1 Diurnal variation of Pn，PAR，Tr，Gs，Ci，Ta，
RH and Vpdl of Prunus zippeliana
关，而与胞间 CO2 浓度 (Ci)、叶片水气压亏缺和相对
湿度呈负相关，且与蒸腾速率、气孔导度和光合有效
辐射呈极显著正相关，与叶片温度呈显著正相关。这
说明蒸腾速率、气孔导度、光合有效辐射和叶片温度
是大叶桂樱净光合速率的主要限制因子。
表 1 大叶桂樱叶片净光合速率的相关分析
Tab. 1 Correlation analysis of Pn of Prunus zippeliana
Gs Ci Tr VpdL Ta Tl Ca RH PAR
Pn 0. 875＊＊ － 0. 023 0. 918＊＊ － 0. 043 0. 273 0. 333* 0. 077 － 0. 071 0. 679＊＊
2. 2 大叶桂樱光响应特性 植物光合速率随光照强度改变的变化规律可以用
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光响应曲线来反映［10］。由图 2 (A)可知，当光合有
效辐射低于 400 μmol / (m2· s)时，随着 PAR 的增
强，大叶桂樱叶片的净光合速率近乎直线上升;但当
PAR超过 400 μmol / (m2·s)后，其 Pn 上升趋势逐
渐变缓，特别是当 PAR超过 1 000 μmol / (m2·s)后，
大叶桂樱的 Pn变化比较平稳。
由表 2 可以看到，大叶桂樱叶片的光饱和点为
1 407 μmol / (m2· s) ，光补偿点为 35 μmol / (m2·
s) ，相对高于一般的阳生植物的光补偿点 (9 ～
18 μmol / (m2·s) ) ，表观量子效率为 0. 039 4，属于
一般植物的表观量子效率 (0. 03 ～ 0. 06)的下限，说
明大叶桂樱为强喜光植物，且利用弱光的能力较弱。
2. 3 大叶桂樱 CO2 响应特性
CO2 是植物光合作用的底物，其浓度高低与植物
的光合作用关系非常密切。由图 2 (B)可以看出，当
CO2 浓度在 0 ～ 300 μmol /mol范围内时，随 CO2 浓度的
增加，大叶桂樱叶片的净光合速率几乎呈直线上升;
当 CO2 浓度超过 300 μmol /mol 后，净光合速率的增长
趋势 虽 然 变 得 稍 微 平 缓，但 直 到 CO2 浓 度 达
1 600 μmol /mol，叶片净光合速率仍然呈增长趋势，远
未达到完全饱和。通过曲线拟合，得到大叶桂樱 CO2
饱和点为 2 714 μmol /mol，远远超过一般植物的 CO2
饱和点。同时，由表 2 也可看出，大叶桂樱的 CO2 补
偿点为 129 μmol /mol，说明大叶桂樱为 C3 植物，但其
CO2 补偿点却远远大于一般的 C3 植物的 CO2 补偿点
(30 ～ 70 μmol /mol) ，且其羧化速率为 0. 021，这也说
明大叶桂樱利用低浓度 CO2 的能力不强，且净光合速
率相对较低。
图 2 大叶桂樱光响应曲线和 CO2 响应曲线
Fig. 2 Light and CO2 response curve of Prunus zippeliana
表 2 大叶桂樱的光响应和 CO2 响应参数
Tab. 2 Parameters of light and CO2 response curve of Prunus zippeliana
树种
光响应曲线 CO2 响应曲线
表观量子效率
光补偿点
(μmol /(m2·s) )
光饱和点
(μmol /(m2·s) )
羧化效率
CO2 补偿点
(μmol /mol)
CO2 饱和点
(μmol /mol)
大叶桂樱 0. 039 4 35 1 407 0. 021 129 2 714
3 结论与讨论
(1)大叶桂樱叶片净光合速率日变化为单峰曲线，
在上午 10 ∶ 00 左右即达一天中的最大值，并不表现出
“光合午休”现象，且其主要影响因子为蒸腾速率、气
孔导度、光合有效辐射和叶片温度。因此，在大叶桂
樱苗木培育时，可通过搭建荫棚和浇水等措施以促进
其光合潜力的发挥。
(2)大叶桂樱具有较高的光补偿点和光饱和点，
但表观量子效率相对较低，这说明大叶桂樱属于强阳
性树种，对光照要求较高，但利用弱光的能力相对较
弱。因此，栽植时应把大叶桂樱配置在光照条件较好
的地方。
(3)大叶桂樱的 CO2 补偿点较高，远高于一般的
C3 植物的 CO2 补偿点，这说明大叶桂樱也属于典型的
C3 植物。因此，为有利于大叶桂樱光合潜力的发挥，栽
植时可多施有机肥，并适当疏植以保持林内通风透光。
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(文字编校:张 珉，杨 骏)
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