全 文 ：湖 南 工 业 大 学 学 报
Journal of Hunan University of Technology
Vol.22 No.6
Nov.2008
第22卷 第6期
2008年11月
红背桂光合特性日变化研究
廖友媛
（湖南工业大学，湖南 株洲 412008）
摘 要：采用LI-6400便携式光合测定系统，在10月份对红背桂成熟叶片的光合作用日进程主要生理生态
指标进行测定，研究其日变化。结果表明：红背桂的净光合速率日变化呈明显的“双峰型”曲线，峰值分别出
现在8:00时和15:00时；存在光合午休现象，且光合午休的主要原因是气孔限制。
关键词：红背桂；光合速率；日变化；气孔导度
中图分类号：Q945 　 文献标识码：A　　　 文章编号：1673-9833(2008)06- 36-03
Research on Diurnal Variation of Potosynthetic Characteristics for
Excoecaria Cochinchinensis Lour.
LiaoYouyuan
（Hunan University of Technology, Zhuzhou Hunan 412008, China）
Abstract：In order to research the diurnal variation of excoecaria cochinchinensis Lour，the main
physiological and ecological index under photosynthesis for its mature leaves were measured with LI-6400 portable
photosynthesis determination system in october. The result showed that the diurnal process of photosynthetic rate
was an obvious double-peak curve, the peak values were at 8:00 am and 15:00 pm. The photosynthesis had a significant
midday depression phenomenon, and the main reason for this depression was the restrictions on stomatals.
Key words： Excoecaria cochinchinensis Lour.; photosynthetic rate; diurnal variation; stomatal conductance
0 引言
红背桂（Excoecaria cochinchinensis Lour.），又名
红背、紫背桂、红紫木、东洋桂花等，属大戟科土沉
香属。红背桂是生性健壮，极少病虫害的常绿小灌木，
其株形矮小，株态秀美，叶面绿色，叶背紫红色，是
一种实用价值较高的观叶、观花植物[1]。原产中印度
半岛，我国北方各地实行温室栽培，南方露地栽培时
可植为阴处绿篱。红背桂是天然的除尘器，且有一定
的药用价值。[2]
目前，红背桂的化学成分、栽培种植、组织培养
及植株再生等方面，已有相关报道[1-3]。但光合作用生
理生态特性，如光合作用日变化研究的报道很少。植
物光合作用能力的强弱是其生长快慢的主要影响因素，
也是植物重要的生物学特性之一[4]。 影响植物光合作用
的主要生理生态因子有光照、温度、水分、空气、蒸
腾速率、气孔导度等[5]。本文对红背桂的主要光合生理
指标进行了测定，以期找出其光合作用与环境变化的
关系，从而为人工栽培红背桂提供一些理论依据。
1 材料与方法
1.1实验材料与仪器
取栽培了5~6年的红背桂健壮植株，选择其长势
良好、形态色泽基本一致的成熟叶子作为测试材料，
且测试前晚浇透土壤。
便携式LI-6400系列光合测定仪，由美国LI-COR
公司生产。
1.2实验方法
采用便携式LI-6400系列光合测定仪，选择秋季晴
朗的天气，测定实验材料的净光合速率（Pn）以及蒸
腾速率（Tr）、气孔导度（Cond）、光合有效辐射（Par）、
收稿日期：2008-08-10
作者简介：廖友媛（1974-），女，湖南隆回人，湖南工业大学讲师，中南林业科技大学硕士生，主要研究方向为园林植物.
第6期 37
温度（Ta）、胞间CO2浓度（Ci）、CO2浓度（Ca）、相对
湿度（RH）和水含量（Ha）等生理生态因子日变化指
标，每项指标测试5个样叶，记录数据取其平均值，每
隔1 h测定1次，测定时间为6:00~18:00。
2 实验结果分析与讨论
2.1红背桂净光合速率日变化
红背桂叶片净光合速率（Pn）日变化如图1所示。
由图1可知，在秋季晴朗天气里，红背桂叶片Pn日变化
呈双峰型曲线。Pn从6:00开始不断上升，到上午8:00时
达到首峰，峰值为6.896 μmol·m-2·s-1；随后开始下降，
呈现出“光合午休”现象。到13:00时降到低谷值，为
2.770 μmol·m-2·s-1；紧接着Pn又开始上升，15:00时达
次峰，峰值为5.412 μmol·m-2·s-1；其后一直下降。
2.2相关生理生态因子日变化
2.2.1蒸腾速率与气孔导度
蒸腾速率Tr与气孔导度Cond是两个重要的光合生
理参数[6,7]，它们的日变化情况见图2。
由图2可知，Tr总体上有2个峰值，也出现在8:00
与15:00，与Pn两峰值出现时间相同，且曲线的总体趋
势与Pn非常相似。而Cond日变化为单峰曲线，与Pn出
现第一高峰的时间相同，都为8:00。从6:00到8:00，Cond
一直上升，并且升幅较大，8:00时升到最大值0.1324
μmol·m-2·s-1， 8:00~9:00时，下降幅度较大；其后下降
趋势较小，18:00下降到最低点。相关性分析表明，Tr
和Cond与Pn的相关系数分别为0.74和0.71，均远大于
0.01，这说明Tr和Cond与Pn具有很明显的相关性。红
背桂净光合速率在8:00达到顶峰后开始下降，同时气
孔导度基本上呈现降低的趋势，但中间段略有变化，这
说明午间光合速率降低主要是由于气孔限制引起的[8]。
因为8:00~10:00这段时间，Tr虽稍变小了，但对于植株
来说，蒸腾能力还是过大了，为保证不因过度蒸腾造
成对植株的伤害，叶片通过气孔的关闭来减小Tr，因
此Cond在这段时间内，特别是8:00～9:00，迅速减小，
导致Pn下降。图2表明，10月份红背桂的蒸腾速率受
气孔因素的限制比较大，从而使蒸腾作用在红背桂生
理活动中起重要作用。
2.2.2光合有效辐射与空气温度
光合有效辐射Par和空气温度Ta的日变化情况见图
3。一般来说，光合有效辐射是决定光合作用的最有效
因子，光照是影响叶片光合速率的重要因素，且光强越
强光合速率越高。从图3可看出，本研究中Par的日变
化为单峰曲线。6:00后不断上升，到12:00时达最大，为
1 915.000 μmol·m-2·s-1；随后一直下降。在8:00~15:00
间，Par均超过1 000.000，远超过红背桂光饱和点（367.9
μmol·m-2·s-1[9]），这使得光合有效辐射不成为本研究
中最直接的光合限制因子，且与Pn的相关程度没其他因
子高，与Pn的相关系数为0.48。可理解为在6:00~8:00时
Pn随着Par增加逐渐上升，8:00之后可能由于Par过强
引起叶片其它相关生理生态因子发生变化，从而导致
Pn开始下降，在13:00~15:00之间，Pn随着Par的下降而
上升；15:00过后，Pn随着Par的下降而下降。
Ta在6:00～11:00呈上升趋势；11:00~13:00趋于下降；
13:00以后，Ta又开始回升，到15:00时达到最高值，为
37.830℃；15:00后Ta一直下降。Ta最高值出现时Pn正
处于次峰值，说明Ta对Pn有一定的影响，二者的相关
系数为0.17。
从图3可看出，在9:00~14:00之间，Par与Ta均保持
在较高水平，此时正是各生理生态因子与Pn之间相互
协调以适应周边环境影响的过程，而Par与Ta均保持
较高水平，且相对稳定，这对植株的自身调节非常有
利，植株经过这段时间的调节后，逐渐适应了强光高
温的环境。
2.2.3Ca和Ci
二氧化碳Ca和胞间二氧化碳Ci日变化见图4。
图4说明，Ci受空气CO2浓度影响较大，早晨6:00
图1 光合速率日变化
Fig. 1Diurnal variation of Photosynthesis
图2 蒸腾速率与气孔导度日变化
Fig.2 Diurnal variation of the pneumathodium
meatusand the transpiration ratio
廖友媛　 红背桂光合特性日变化研究
图3 光合有效辐射和温度日变化
Fig. 3Diurnal variation of the photosynthetic effective
radiation and temperature
湖 南 工 业 大 学　学　报38 2008年
时Ci和Ca均很高，分别为490.600、446.126 μmol·mol-1，
随后基本上呈下降趋势，到15:00时达最低值；随后又
开始上升，到18:00升到一个相对较高的数值。
结合图1与图4可看出6:00~8:00，Pn迅速上升，而
随着Pn的迅速上升，需要固定较多的光合作用原料
CO2，这就引起Ca与Ci的明显下降。8:00~10:00，Pn下
降，但虽有所下降，还是处于相对较高的水平上，加
上Cond的减小，导致了Ca与Ci继续下降。14:00~15:00
之间，植株因经过10:00~14:00的调节后，已经适应了
强光高温的环境，此时各生理生态因子都非常有利于
光合作用的进行，所以Pn急剧上升；而Pn的急剧上升
就导致了Ca与Ci的下降。15:00时，Pn达到次峰，Ca与
Ci则跌至一天中的最低值。15:00以后，随着Pn的降低，
Ca与Ci又开始上升。
2.2.4相对湿度与水含量
空气中的相对湿度与水分含量变化情况见图5。图
5表明，RH总体趋势是先降后升，是一条“W”型的曲
线。6:00时Ha值相对较小，为22.942μmol·mol-1，而
RH的值相对较大，高达68.964 %，6:00~8:00这段时间，
RH一直在减小，而随着蒸腾需求的增加，聚集在叶片外
周的Ha增加，兼此时的Ca浓度较高，Pn迅速上升；8:00
时，Ha达到一天中的最高值。8:00~10:00，RH和Ha均减小，
Pn下降；10:00时，RH到达第一个低谷。14:00~15:00之间，
RH急剧下降，Ha也下降，Pn急剧上升；15:00时，Pn达
到次峰，RH则跌至一天中的最低值。15:00以后，Pn呈
降低趋势，而Ha和RH则升高。
3 结论
光合作用是植物复杂的生理过程，对各种生理生
态因子的影响相当敏感。光合作用的限制因素是多方
面的，生态因子之间可以相互影响，生理因子之间亦
可，且生态因子的变化又可引起生理因子的变化，从
以上的实验结果分析中，我们可得到如下结论：
1）在秋季的温度高、阳光充足且较干旱的晴天
里，红背桂的光合速率日变化是一条双峰曲线，上下
午各有一个高峰，中午有一个低谷，在8:00到15:00之
间出现了明显的光合午休现象。
2）红背桂的午间光合速率降低即产生光合午休现
象的主要原因，是由于气孔限制引起的，同时也存在
非气孔限制因素，如光抑制是植物光合作用非气孔限
制因素的主要形式，是产生光合午休现象的一个非气
孔因素。
3）在强光高温干旱环境下，与红背桂光合速率真
实联系最密切的因子是蒸腾速率，最直接的限制因子
是空气H2O浓度。因此在强光高温干旱环境下，可适
当给红背桂遮荫和喷水，以降低叶片温度和增加水
分，从而提高净光合速率，促进植株生长。
参考文献：
[1]杨延明，芦翠乔，蒋武生，等. 红背桂花的组织培养及植
株再生[J]. 河南农业科学，1990 (8)：25.
[2]李子燕，杨靖华，汪云松，等. 红背桂花化学成分研究[J].
中草药，2006(6)：826-829.
[3]赵 琛，曾乐佳，刘 楷. 克线磷和益舒宝对红背桂根结
线虫活力和发育的影响[J]. 广东园林，2003 (S1)：63-65.
[4]罗 勇. 湖南省主要树种光合特性及其对环境因子的响应
研究[D].长沙：中南林学院，2004.
[5]周碧容. 番石榴光合特性的研究[D]. 长沙：湖南农业大学，
2005.
[6]金 洁，骆耀平，任明兴，等. 嫁接茶树光合特性研究[J].
茶叶，2003 (2)：86-88.
[7]陈桂芳，蔡孔瑜，娄利华，等. 中华蚊母树光合作用日变
化初步研究[J]. 西南林学院学报，2008，28(3)：1-3.
[8]许大全. 光合作用气孔限制分析中的一些问题[J]. 植物生
理学通讯，1997 (4)：241-244.
[9]曾小平，赵 平，蔡锡安，等. 25种南亚热带植物耐阴性
的初步研究[J]. 北京林业大学学报， 2006(4)：88-95.
[10]周赛玲，陆文妹. 丹桂夏季的光合蒸腾特性[J]. 生物学通
报，2008，43(3)：58-60.
（责任编辑：张亦静）
图5 相对湿度与水含量
Fig. 5Diurnal variation of the relative humidity
and the water content
图4 Ca和Ci日变化
Fig. 4Diurnal variation of Ca and Ci