全 文 ：收稿日期:2010-03-13
文章编号:1002-2724(2010)02-0051-03
大叶细辛需光特性研究
李　烨
(辽宁林业职业技术学院 ,辽宁 沈阳 110101)
摘要:以辽宁省东部地区林下生长的大叶细辛为研究对象 ,测定与分析了其光合生理特性.结果表明:研究地点大叶细辛
光合速率 、蒸腾速率 、气孔导度日变化均呈双峰曲线 ,表现出明显的光合“午休”现象 , 胞间 CO 2 浓度日变化曲线呈典型“ V”字
形 ,通过增加 CO 2 浓度可提高光合速率。大叶细辛对光能利用能力最高的遮荫梯度为 69.1%。
关键词:林下经济植物;光合特性;光能利用率;
中图分类号:S718.43　　　　　　　　　　文献标识码:A
Study on Intolerance of Shade Characteristics of Asarum maximum Hemsl
Li Ye
(Liaoning Fo restry Vocation-technical Colleg e , Shenyang , Liaoning 110101 )
Abstract:This article taking Asarum maximum H emsl , w hich g row n under-fo rest o f eastern Liaoning P rov ince as re-
search objects.Photo synthetic physio lo gical cha racteristics o f it we re measur ed and analy zed.The main results a re:In the re-
search area , the diurnal courses o f photo synthesis w ere double peaked and they showed the midday depre ssion of pho tosynthesis
obviously.The diurnal change o f net pho tosynthetic rate , transpiration ra te and stoma ta conductance we re basically acco rdant.
The diurnal v ariation curves of intercellular CO 2 concentra tion was V-shape.We can conclude tha t it is po ssible the pho tosyn-
thetic rates by CO 2 enrichment.The shade range o f high light energ y utilization ratio of A sarum maximum Hemsl is 69.1%.
Key words:unde r-for est economic plant;Pho tosynthetic Cha racteristics;light ene rgy utiliza tion ra tio
　　大叶细辛是东北地区常见的林下经济植物 ,在
辽东地区林下与林间广为种植 ,具有很高的药用价
值和经济价值。光环境因子是大叶细辛等林下经济
植物生长发育的主要限制因子 。本文对大叶细辛的
光合生理特性进行测定和分析 ,以期加深对其光合
特性的认识 ,并为创造可以提高其光合效率的栽培
环境提供试验依据。
1　试验地概况与试验材料
试验地位于辽宁省东部清原县海洋林场 ,属于
温带湿润的季风气候 ,属低山丘陵地带 ,长白山植物
区系 ,土壤主要以棕色森林土为主 。
试验材料所选取的大叶细辛(Asarum max i-
mum Hemsl)为 7 年生 ,分布于人工林内 , 坡向西
北 ,优势树种为红松 ,郁闭度 0.6 。
2　研究方法
在 2d连续晴朗的天气 ,每种经济植物选择当年
生 ,生长状况良好的成熟叶进行活体测试。
2.1　光合日变化的测定
用 Li-6400便携式光合测定仪进行测定 ,取 5
株健壮植株 ,每株植物取 3 片叶片 。使叶片垂直于
太阳光角度进行测定 ,各生理指标日进程测定时间
区段为 7:00至 18:00 ,每 1h 测定 1次 ,待仪器稳定
后 ,每片叶取 3个瞬时光合速率值(Pn),同时对蒸
腾速率(T r)、气孔导度(Gs)、胞间 CO 2 浓度(Ci)等
进行同步测定 。每个指标重复 3次 ,每次重复记录
3个数据 ,最后取平均值。
2.2　ACI曲线测定
植物叶片光合日变化测定之后 ,采集与光合日
变化测定部位相似的同龄成熟叶片测定 ACI 曲线。
控制 Li-6400便携式光合测定仪参比室中 CO 2 浓
度分 别为 100 、 200 、 300 、 400 、 500 、 600 、 800 、
1000μmo l·mol-1 ,设定光合测定仪的叶室中光合
有效辐射为 1500μmo l·m-2 s-1 ,温度为 28℃,观测
植物叶片对不同 CO 2 浓度的响应特征 。每种经济
植物选择 3株植株 ,每株植物取 3 片叶片 ,取平均
值。
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山东林业科技　　2010 年第 2期　　总 187 期　　SHANDONG FORESTRY SCIENCE AND TECHNOLOGY　　2010.No.2
2.3　不同遮荫梯度下光能利用率测定
试验模拟林冠冠层的郁闭情况 ,采用遮荫网通
过叠加 、抽丝等工序 ,在不同光强下用照度计反复测
定其透光度(反之即遮荫度)后 ,做成遮荫梯度分别
为 90%、80%、70%、60%、50%、40%、30%、20%、
10%的遮荫棚 ,另设一全光照为对照 ,各梯度设计 5
次重复。
用 Li-6400便携式光合测定仪对不同遮荫条
件下的光强和大叶细辛在此种遮荫条件下的净光合
速率进行测定 ,每个遮荫梯度随机选择 3片当年生
成熟叶片 ,每片叶记录 5 个瞬时光合速率值(Pn),
同时记录光强(PA R)。然后用方差分析 ,分析和比
较大叶细辛在不同遮荫梯度下对光能的利用能力存
在的差异 。再经回归分析 ,得出光能利用能力和遮
荫度间的趋势线及多项式关系 。
3　结果与分析
3.1　光合日变化
图 1　净光合速率日变化
Fig.1 Diurnal va riation net photo synthetic rate
图 2　蒸腾速率日变化
Fig.2 Diurnal va ria tion T ranspira tion ra te
图 3　气孔导度日变化
Fig.3 Diurnal v aria tion of stoma ta conduc tance
图 4　胞间 CO 2 浓度日变化
F ig.4 Diurnal v ariation of inte rcellular CO2 concentra tion
净光合速率决定着植物物质积累能力的高低 ,
在一定程度上也决定着植物生长的快慢。由图 1可
知 ,在早晨尽管 CO 2 浓度比较高 ,但由于光强和气
温较低 ,光合速率并不高。净光合速率日变化均呈
“双峰”曲线 ,第 1次峰值集中出现在 11:00 ,第 2次
峰值出现在 13:00 , 第 1 次峰值略大 , Pn 值为 7.
81μmol/ (m-2 ·s-1)。中午前后光合速率下降 ,呈
现出较明显的光合“午休”现象。蒸腾速率和气孔导
度日变化与光合速率日变化趋势大致相似(图 2与
图 3),峰值分别出现在 12:00和 15:00 ,这一结果与
蒸腾速率受光合有效辐射进而影响叶片气孔调节有
关。由图 4可知 ,胞间 CO 2 浓度的日变化曲线均为
典型的 “V”字形 , 低谷出现在 13:00 , 最低值为
170μmol·mo l-2 s-1 ,这是因为早晚大气中 CO2 浓
度高 ,温度和湿度都比较适宜 ,气孔开放 ,进入细胞
的 CO 2 较多;而早晚光合作用比较弱 ,碳同化所消
耗的CO 2 较少 ,所以胞间 CO 2 浓度高 。中午大气中
CO2 浓度降低 ,同时由于温度 、湿度及气孔部分关
闭等原因 ,进入细胞的 CO 2 减少;另一方面光合作
用增强 ,碳同化所消耗的 CO2 也增多 ,胞间 CO 2 浓
度减少。
3.2　ACI曲线
由图 5可知 ,在一定范围内 ,大叶细辛光合速率
均随 CO 2 浓度的升高而增大 ,这也表明在一定程度
上 , CO 2 浓度的升高对植物有增肥作用。
图 5　ACI 曲线
Fig.5 ACI curved line
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山东林业科技　2010 年第 2 期
3.3　光能利用率
图 6　不同遮荫梯度下细辛光能利用率变化
Fig.6 Light use efficiency of A sarum max imum
Hem sl unde r different shade g rads
经方差分析表明 ,大叶细辛在不同遮荫梯度间
对光能的利用能力存在显著差异(P <0.05),再经
回归分析 ,光能利用能力和遮荫度间存在的多项式
关系分别为:
y =-0.0141x2 + 0.0199 x +0.007(R2 =
0.8761)。根据多项式关系推算 ,大叶细辛在遮荫度
为 69%时对光能的利用率最高。
4　结论与讨论
(1)在试验地点 ,大叶细辛净光合速率日变化均
呈双峰曲线 ,蒸腾速率与气孔导度日变化曲线呈双
峰型 ,胞间 CO 2 浓度的日变化曲线为典型的“V”字
形 ,呈现出明显的光合午休现象。本研究观测到光
合速率降低时 ,其气孔导度和胞间 CO 2 浓度降低 ,
午休现象应属于气孔限制因素 ,晴天的中午气温过
高 ,植物的蒸腾速率很大 ,叶片失水较快 ,导致气孔
关闭 ,胞间 CO 2 浓度降低 ,光合作用原料减少 ,所以
植物的光合速率下降。此外 ,林下复杂多变的小环
境也是一个重要的原因 。
(2)植株的光合速率和蒸腾速率均与气孔导度
有一定的相关性。气孔导度与蒸腾作用成正比 ,与
气孔阻力成反比 。由于早上露水没有被充分蒸发 ,
导致了 7:00时测定的气孔导度有些偏大。
(3)光照强度是影响林下经济植物光合速率最
关键因子 ,大叶细辛光能利用能力最高的遮荫梯度
为 69.1%,此结果为林下培育大叶细辛选址和发展
立体营提供了理论依据 。
参考文献:
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报 , 2007 , 22(6):10 ～ 13
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(接第 105页)
所具有的立体形态成为当代设计师运用雕塑语言进
行形态创新的载体。他们将设施当作一种构成与造
型的空间形态加以表现 ,利用设施的体积感和抽象
几何形特点进行凹进 、凸现 、间隔 、断裂 、穿透 ,使雕
塑的艺术语言借助于设施形态获得多样性的探索与
表现 。如奥运体育馆的草坪灯就采用镂空的手法 ,
简洁的几何形体透出雕塑式的造型特质 。除了对设
施个体进行雕塑化表现 ,设计师还将雕塑和与之巧
妙地作“一体化”设计 ,比如 ,雕塑与水景 、雕塑与游
乐设施 、座椅 、灯具等都可以进行组织 、融合 ,两者之
间形成具有某种功能和形态等方面上的关联 ,成为
一个相互依存 、穿插构合的整体 ,使设施具备了多样
的物质和精神体现。趋雕塑化的设施呈现出较强的
艺术品质 ,为设施的审美提供了一种新的视觉感受 ,
也为设施设计启迪了一种新的思路 。
4.3　材质 、结构形式等的艺术处理
当代设计师对材料和结构形式等方面的关注拓
展了设施形态的审美层面。外观造型不是体现艺术
品质的单一因素 ,材料与结构形式对形态也产生综
合的视觉效应 。不同的材料具有不同的色彩 、质感
和肌理 ,设计师在对材料的运用过程中 ,把握材料所
具有的独特品质 ,巧妙地对其加以艺术化处理 ,增强
了设施形态的美感。形态与结构也有着密切的关
系 ,设施形态是由所需的结构构件组成 ,这些构件在
形态中相互支撑 、扶持 ,成为一个整体的造型。当代
设计师不再把结构看成仅仅是形体的一种连接方
式 ,他们强调结构在形态中的审美价值 ,尝试用不同
的结构去表现形态的个性特征。如木质的亭廊在形
体转折处用隐形的铆榫连接还是用裸露的金属构件
连接 ,会产生不一样的视觉效果。除了把材质 、结构
作为艺术化表现的着眼点 ,设计师还利用技术工艺
来设计各种特殊效果 ,形成独特的造型风格 ,让人体
验到技艺手法在形态设计中所蕴含的审美力度 。
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山东林业科技 李烨:大叶细辛需光特性研究 2010年第 2期