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紫金牛光合速率日变化及其影响因素研究



全 文 :CHINESE HORTICULTURE ABSTRACTS
紫金牛光合速率日变化及其影响因素研究
李 维 何云核
(浙江农林大学园林学院,浙江 临安 311300)
摘 要:从光合速率日变化来看,3种光照条件下光合速率的变化规律均符合植物光合作用日变化的一般规律。
15%光照下紫金牛净光合速率日变化呈单峰曲线;100%光照下紫金牛净光合速率日变化呈典型的双峰曲线,
“午睡”现象非常明显;而在45%光照下紫金牛净光合速率日变化表现出不典型的双峰曲线,“午睡”现象不明
显,这说明适度地遮荫有利于紫金牛光合作用的进行。相关性分析表明,影响紫金牛光合速率日变化的主要因素
是蒸腾作用。
关键词:光照强度;光合速率;光合有效辐射;日变化
第一作者简介:李 维(1986-),女,硕士研究生;研究方向为
园林植物与观赏园艺。
通讯作者:何云核,教授。E-mail:yunhhe@163.com





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全光照
45%光照
15%光照
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17

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时刻
图1 不同光照条件下净光合速率日变化
紫金牛 (Ardisia japonica)为紫金牛科紫金牛属常绿
小灌木,又名矮地茶、千年矮、平地木等,是我国民间
常用的中药材,习见于陕西及长江流域以南海拔1200m
以下的山间林下或竹林下等阴湿的地方。由于其耐阴及
具有较好的观赏性已经被用于室内观赏,它还具有用
作地被植物及观果盆景的前景。试验主要研究紫金牛
光合作用对光的反应,阐明了紫金牛的生长特性及其所
需光照条件,为紫金牛的引种栽培及园林应用提供理论
基础。
1 材料与方法
1. 1 试验材料及处理
试验材料为2年生紫金牛,选择生长旺盛并具有代表性
的植株,用遮阳网搭建荫棚,用不同透光率的遮阳网和层
数控制透光率,透光率为45%和15%,全光照(透光率100%)
为对照,遮荫处理约2个月后进行光合指标测定。
1. 2 试验方法
测定于8月20日进行,天气晴朗,选择生长完好的成
熟叶片3枚,重复3次。采用LI- 6400光合作用仪测定,设
置光强梯度为 2000、1500、1000、500、200、100、50、
20、 0lx,测量净光合速率 (Pn)、大气气温 (Tair)、叶温
(Tleaf)、大气相对湿度(RH)、胞间CO2浓度(Ci)、气孔导度
(Cond)、蒸腾速率(Tr )和光合有效辐射(PAR),绘制关系
曲线。
1. 3 数据处理与分析
所有数据均用Excel2003整理,并绘制图表。方差分析、
相关性分析以及其他统计分析均用DPS 数据分析软件。
2 结果与分析
2. 1 不同光照条件下净光合速率( Pn)日变化
由图1可知,紫金牛100%和45%光照条件下的Pn日变化
呈“双峰型”曲线,100%光照“午睡”现象明显,45%光
照“午睡”现象不明显。第1个峰值出现在10∶00左右,
第2个峰值出现在15∶00和14∶00,第1个峰值明显高于
第2个峰值,分别高出49. 6%和47. 8%。15%光照的Pn
日变化呈“单峰型”曲线,峰值出现在11∶00之后,其
最大峰值是100%光照的66. 7%,45%光照的53. 5%。3种
光照条件下的Pn均值(100%光照23. 88μmol/ m2·s,45%光
照35. 41μmol/ m2·s,15%光照20. 06μmol/ m2·s)差异极
显著。
2. 2 影响紫金牛光合速率日变化的因素(以45%光照
条件下的紫金牛为例)
2. 2. 1 光合有效辐射( PAR)与净光合速率的关系 由图2可
知,PAR日变化呈单峰曲线,Pn随着PAR的增大先增大
后减小。这说明过强的PAR对Pn起到抑制作用。分析表
明PAR和Pn日变化之间的相关性不显著。光合作用日变
化曲线的“双峰型”都发生在日照强烈的晴天,而“单
峰型”则发生在多云或日照较弱的阴天。晴天中午强烈
的日照是通过改变其他生态因子的水平 (如温度等 )或组
合(高温低湿)间接诱发了光合午睡,还是直接影响了植
物叶片的生理生态(如糖与淀粉的积累)与光合器的功能,
目前还难以判定,也许因植物种类和环境条件的影响强
度不同而异。
2. 2. 2 叶面温度( Tl eaf)与净光合速率的关系 图3表明,
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蒸腾速率
气孔导度
时刻
图4 蒸腾速率与气孔导度的日变化比较
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2
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3
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净光合速率
0
1 光合有效辐射
1200
1000
800
600
400
200
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图2 净光合速率与光合有效辐射的日变化比较





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净光合速率
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湿

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(%
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图6 净光合速率与相对湿度的日变化比较
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20
30
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相对湿度




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净光合速率
叶面温度
时刻
图3 净光合速率与叶面温度的日变化比较






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2 净光合速率
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1 胞间co2浓度
500


C
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2浓

C
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图5 净光合速率与胞间CO2的日变化比较
450
400
350
300
250
200
150
100
50
0
Tleaf的变化呈单峰型曲线。整体趋势是早晚低中午高,14∶
00时气温达到最高值40℃。分析表明Tleaf和Pn日变化之间的
相关系数r=0. 30,相关性不显著。这和许大全的观点一致,
许大全等认为,较高的叶面温度不大可能是引起“午睡的重
要因子”。由于温度对饱和蒸气压以至叶片- 空气之间蒸气压
亏缺的影响,气温与湿度的影响往往混在一起,不易区分。
2. 2. 3 蒸腾速率( Tr )与净光合速率的关系 图4表明,Tr
与Cond之间基本呈一一对应的关系。Cond上升,Tr也跟
着上升;Cond下降,Tr也随之下降。分析表明Tr和Cond
的日变化之间的相关系数r=0. 79(P< 0. 05),相关显著;Tr
与Pn的相关系数r=0. 83(P< 0. 01),相关性极显著。
2. 2. 4 胞间CO2浓度( Ci )与净光合速率的关系 由图5可知,
Ci的日变化呈“V”形。11∶00Ci达到最低值100μmol/ mol,
此时Pn为最大值7. 47μmol/ m2·s,随后Ci又较大幅度的上
升。分析表明净光合速率同胞间CO2浓度之间日变化呈负相
关且相关性不显著。
2. 2. 5 空气相对湿度( RH)与净光合速率的关系 由图6可
以看出,RH的日变化呈现先下降后上升的趋势。清晨和傍
晚的RH较高,中午时较低。12∶00~14∶00RH急剧降低
的区域恰好是紫金牛Pn降低的区域。分析显示RH和Pn日
变化之间的相关系数r= - 0. 1,表明RH对紫金牛Pn的变化
无明显的影响。
3 结论与讨论
从光合速率的日变化看,相同光照条件下相同季节光
合速率的第一峰值都高于第二峰值,这符合植物光合作用
日变化的一般规律。15%光照条件下紫金牛净光合速率日
变化呈单峰曲线;100%光照条件下紫金牛净光合速率日变
化呈典型的双峰曲线,“午睡”现象非常明显,而在45%光
照条件下紫金牛净光合速率日变化表现出不典型的双峰曲
线,“午睡”现象不明显,说明适度地遮荫有利于紫金牛
光合作用的进行。
紫金牛在100%光照条件下的Pn平均值为23.88μmol/ m2·s,
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(下转15页)
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45%光照的Pn平均值为35. 41μmol/ m2·s,15%光照的Pn平
均值为20. 06μmol/ m2·s,3个平均数差异性显著,可知紫
金牛是一种较耐阴植物,而适合的PAR约为自然光照条件
的40%~50%。
45%光照条件下,Pn与Tr显著相关,说明影响紫金牛
Pn的因子主要是Tr,而Tr和Cond呈正相关,这说明生理
生态因子不是孤立的,而是相互交错,互相影响,共同作
用于植物的。光合有效辐射的改变可以影响空气温度,空
气温度的改变又可以影响相对湿度和气孔的开闭,进而影
响植物蒸腾速率,从而影响植物的光合作用。
参考文献:
[1] 中国植物志编辑委员会.中国植物志(第58卷)[M].北京:科学
出版社,1979.
[2] 林玉美,雷林华,徐美青.浙西南野生观赏树木资源及其开发利
用[J].浙江林业科技,2006,26(2):77-80.
[3] 张存乐,韩福贵,于金平等.江苏主要野生观果植物资源及其在
园林中的应用[J].现代农业科技,2007,(18):39-40.
[4] 许大全.光合作用的“午睡”现象[J].植物生理学通讯,1997,
(6):466-467.
Study on the Diurnal Variation of Photosynthetic Rate of Ardisia
Japonica and its Influence Factors
LI Wei HE Yun-he
Abstract: From the diurnal variation of photosynthetic rate, it can be seen that changes of photosynthetic rate under the three illumi-
nations were consistent with the general diurnal variation rule of plant photosynthesis. Moreover, under full sunlight the diurnal varia-
tion of photosynthetic rate of Ardisia japonica was typical bimodal curve, and“lunch”phenomenon was very obvious. While under
45% of the lighting conditions, it was not typical bimodal curve, and“lunch”is not obvious. This indicated shade conditions were
conducive to the photosynthesis of Ardisia japonica. Besides, correlation analyses showed transpiration was the main factor which af-
fected the diurnal variation of photosynthetic rate of Ardisia japonica.
Key words: light intensity; photosynthetic rate; photosynthetic active radiation; diurnal variation
个品种比别的品种完全花比率均较高,表现出花型的优越
性,说明其具有潜在丰产能力。
(3)在品种园中测试的11个品种中,自孕结实能力较高
的品种有‘佛奥’、‘莱星’、‘城固32’、‘九峰6号’等4
个,这些品种在授粉或花期处于不良条件下(如大风暴雨
等),都可有相对稳定的产量,是丰产、稳产类型的品种,
是使用单一品种建园应优先选择的品种;‘莱星’、‘皮削
利’、‘佛奥’、‘城固32’、‘九峰6号’、‘鄂植8号’、
‘戈达尔’等7个品种,在品种园内都有较强的自由授粉坐
果率,它们的结实能力对父本花粉的选择无特异,是品种
园中丰产类型的树种,在选用多品种建园时应优先考虑。
(4)通过对各品种果实含油率和脂肪酸组分及果实性状
的测定结果表明,在陇南现有栽培品种中,‘科拉蒂’、
‘佛奥’、‘皮削利’、‘莱星’4个品种为优良的油用品种。
参考文献:
[1] 姜成英,苏瑾,赵亚萍等.甘肃油橄榄主要栽培品种结实能力的
测定[J].甘肃林业科技,2007,32(4):32-35.
Early Growth Performance of Introduced Olive in Longnan
SU Jin JIANG Cheng-ying ZHAO Ya-ping ZHU Hong-bin ZHAO Hai-yun MA Peng-fei
Abstract: The determination on the phenophase, the flower style, the fruit-bearing ability and the oil content of main cultivation vari-
eties of olive in Gansu Province was made.The results showed: the rutting season of most cultivation varieties was in full bloom, it was
one day or more than one day and can make full cross pollination between varieties.In this paper, based on comprehensive considera-
tion of percentage of full-grown flowers and the determination results of the fruit-bearing ability in different pollination method. For
introduced varieties, the order of fruit-bearing ability from high to low was: Leccino, Picholine, Frantoio, Chengu32, Jiufeng6, Ezhi8.
Through the determination on oil content, fatty acid compostition and fruit characteristic, four varieties of Longnan including Coratina,
Frantoio, Picholine and Leccino can be considered as fine varieties.
Key words: olive; fine varieties; fruit-bearing ability; Longnan
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