全 文 ： 收稿日期：2014-09-05
基金项目：广州市科技支撑计划项目(2011J4300093)
作者简介：杨亚慧，硕士研究生，从事森林培育研究。E-mail: 1084095406@qq.com
注：黄永芳为通讯作者。E-mail: lsr9636@163.com

窄叶短柱茶光合特性研究
杨亚慧，黄永芳
（华南农业大学 林学院，广东 广州 510642）

摘 要：用 LI-6400 型便携式光合作用测定系统对窄叶短柱茶 Camellia fluviatilis 的光合特性进行研究。结果表
明：窄叶短柱茶净光合速率日变化呈单峰型曲线，峰值出现在 13:00 左右，为 18.65 μmol·m-2·s-1；通过光响应
曲线拟合得知，其光补偿点为 12 μmol·m-2·s-1，光饱和点为 500 μmol·m-2·s-1。相关性分析表明，窄叶短柱茶净
光合速率与光强、大气温度具有极显著正相关性（P≤0.01），相关系数分别为 0.715 和 0.939；与胞间 CO2 浓
度存在极显著负相关（P≤0.01）, 相关系数为-0.752；与大气 CO2浓度存在显著负相关性（P≤0.05)，相关系
数为-0.605。
关键词：窄叶短柱茶；光合特性；日变化；环境因子
Doi: 10.3969/j.issn.1009-7791.2014.04.003
中图分类号：Q945.11 文献标识码：A 文章编号：1009-7791(2014)04-0281-05
Study on Photosynthetic Characteristics of Camellia fluviatilis
YANG Ya-hui, HUANG Yong-fang
(College of Forestry, South China Agricultural University, Guangzhou 510642, Guangdong China)

Abstract：The photosynthetic characteristics of Camellia fluviatilis were studied by LI -6400 (Li-Cor
Inc, USA) portable photosynthesis system. The results showed that the curves of diurnal variation in
Pn (net photosynthetic rate) had a peak at about 13:00 pm, and reached to 18.65 μmol·m-2·s-1; light
compensation point of photosynthesis of C. fluviatilis in un-folding leaves was 12 µmol·m-2·s-1, light
saturation point of photosynthesis was 500 µmol·m-2·s-1. The correlation analysis showed that: (1) The
Pn of C. fluviatilis had extremely significant positive correlation (P≤0.01) with light intensity and air
temperature, the correlation coefficients were 0.715 and 0.939 respectively; (2) There was
significant negative correlation between Pn of C. fluviatilis and intercellular CO2 concentration
(P≤0.01), the correlation coefficient was -0.752; (3) The Pn of C. fluviatilis also had a negative
correlation with the atmosphere CO2 concentration (P ≤ 0.05), correlation coefficient of which
was -0.605.
Key words: Camellia fluviatilis; photosynthetic characteristics; diurnal variation; environmental factors

窄叶短柱茶 Camellia fluviatilis 属山茶科山茶属植物, 灌木，叶革质、窄披针形；花白色,花期 2～4
月；蒴果梨形，果 9 月成熟，主要分布于印度、缅甸以及中国海南、广西、广东等地，见于湾河岸边，
目前未见人工引种栽培；但其具有重要的园林观赏价值。因此，本实验着重研究窄叶短柱茶光合生理
特性，为其在生态景观方面的应用推广提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 试验地和试验幼苗
试验地设在广东省广州市华南农业大学校内。该地区位于 113°18′ E，20°06′ N，地处南亚热带，

2014,43(4 ): 281 ~ 285.
Subtropical Plant Science
第 43 卷 ﹒282﹒
属季风海洋性气候，温暖多雨，光热充足，夏长冬短；年平均气温为 21.8 ℃，最冷月和最热月分别出
现在 1 月和 7 月，平均气温分别为 13.3 ℃和 28.1 ℃；年降雨量 1714.4 mm，集中在 4～9 月，年均相
对湿度 79%。
供试植株为广州市绿化公司长虹苗圃种植的窄叶短柱茶 2 a 生实生苗。选用生长良好和无病虫害的
个体进行试验，此时平均苗高 49.77±8.33 cm，平均地径 7.69±1.24 mm，平均冠幅 24.18±4.29 cm。
1.2 试验方法
选择长势良好的成熟叶片作为测定对象。气体交换参数用美国 LI-COR 公司的 LI-6400 型便携式光
合作用测定系统进行测定。
1.2.1 光响应测定 于 2014 年 4 月上旬，选择晴天并在上午 9:00～11:00 测定净光合速率。随机选取 10
株，每株重复记录 3 次，共 30 次数据取平均值。设 CO2浓度 400 μmol·mol-1，温度 25 ℃，相对湿度 70%；
利用红蓝光源从 2000、1800、1500、1200、1000、800、600、400、200、100、50、20、0 μmol·m-2·s-1等
13 个梯度在室内进行光响应测定。
1.2.2 日变化测定 于 2014 年 4 月中下旬选择连续晴朗无风的天气，选取生长健壮且生长态势相对一
致的植株 5 株，然后从每株选取叶龄较一致的功能叶 5 枚（共 25 枚）挂牌标记用于光合日变化测定；
从 8:00～19:00 每隔 1 h 测定 1 次，每次 25 枚叶依序测定，每次记录 5 组数据，最后取平均值。当仪
器显示各项指标的变异系数小于 1%，即状态稳定时记录净光合速率 Pn (μmol·m-2·s-1)、蒸腾速率 Tr
(mmol·m-2·s-1)、气孔导度 Gs (mol·m-2·s-1)、胞间 CO2浓度 Ci (μmol·mol-1)及大气温度 Tair (℃)等。
1.3 数据处理
实验所得数据采用 Microsoft Excel2003、Photosynthesis Work Bench 及 SPSS17.0 (SPSS for
windows, Version17.0) 软件进行处理分析。
2 结果与分析
2.1 窄叶短柱茶光响应曲线
在稳定的大气 CO2 浓度和温度下测定的窄叶短柱茶叶片光响应曲线见图 1。当光合有效辐射为
0～200 μmol·m-2·s-1 时，净光合速率(Pn)呈线性增长；随着光合有效辐射的继续增加，Pn 增长速度减缓；
当光合有效辐射达到光饱和点时，Pn 最大，其值为
3.55 µmol·m-2·s-1；过饱和点之后，Pn 变化幅度变小，
处于平稳状态。此外，通过 Photosynthesis Work
Bench 软件拟合得窄叶短柱茶叶片的光饱和点为
500 µmol·m-2·s-1、光补偿点为 12 µmol·m-2·s-1。从响
应曲线来看，光合有效辐射为 12～500 µmol·m-2·s-1
时，窄叶短柱茶叶片净光合速率随着光合有效辐射
的增强而快速增加；当超过 500 µmol·m-2·s-1 时，净
光合速率随光合有效辐射的增强而缓慢下降。
2.2 窄叶短柱茶净光合速率的日变化规律
植物光合作用的日变化是植物生长过程中积累
物质及代谢生理的基本单元，也是研究环境因子对
植物生长和代谢的重要方法[1]。一般栽培植物的光
合作用日变化曲线呈双峰型或单峰型[2—9]。窄叶短
柱茶叶片净光合速率的日变化呈单峰曲线，上午
8:00～9:00为净光合速率快速上升阶段，中午13:00
达到最大值，表现出上午净光合速率较高，而下午
呈下降趋势（图 2）。
净
光
合
速
率
Pn
/µ
m
ol
·m
-2
·s-
1


0 500 1000 1500 2000
光合有效辐射/µmol·m-2·s-1


3
2
1
0
图 1 窄叶短柱茶净光合速率对光合有效辐射的响应
Fig. 1 The net photosynthetic rate of Camellia fluviatilis
respond to photosynthetically active radiation
0
20
40
60
80
100
120
140
8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00
时间
Pn
/μm
ol
•m
-2
•s
-1
图 2 窄叶短柱茶净光合速率日变化
Fig. 2 Diurnal changes of the net photosynthetic rate in
leaves of Camellia fluviatilis
第 4 期 杨亚慧,等：窄叶短柱茶光合特性研究 ﹒283﹒
2.3 净光合速率的影响因子
2.3.1 环境因子
2.3.1.1 光照强度 光照强度(PAR)的日变化呈先升高后降低的趋势（图 3：A）。在 8:00～12:00， PAR
逐渐增强，12:00 达最大值 736.95 μmol·m-2·s-1，之后逐渐下降，到 19:00 降至最低值 0.19 μmol·m-2·s-1。
经相关性研究表明，光照强度对净光合速率存在极显著正相关(r＝0.715，P≤0.01)，说明在窄叶短柱茶
的光合日变化中，光照强度对其净光合速率的影响较大（表 1）。
2.3.1.2 气温 气温的日变化规律及相应的净光合速率变化见图 3：B。气温整体变化趋势：先是逐步上
升，至 13:00 达到最高，这与净光合速率在 13:00 达到峰值相一致；在 13:00 之后开始缓慢下降，净
光合速率也一直处于下降状态，而且幅度更大。这说明光合作用中关键酶 Rubisco 最适活化温度在 25～
30 ℃之间，此时其活性的高低将直接影响光合速率的大小[10]。此外，相关性分析表明，气温与净光合
速率相关系数 r＝0.939，显著性概率为 P≤ 0.01，呈极显著正相关。
2.3.1.3 相对湿度 空气相对湿度(RH)与净光合速率的日变化见图 3：C。在 8:00～10:0 之间，相对湿度
呈线性下降；10:00 之后一直处于缓慢上升的状态，下午 18:00 时达到一天中的最大值，接着缓慢下降。
上午 10:00，相对湿度(RH)为 23.93%，下午 18:00 上升为 52.44%，此时饱和差达到一天中的最大值。湿
度饱和差增大不但加速蒸腾作用，同时降低叶片水势，进而影响到气孔开度，并影响叶片光合速率[11]。
但相关性分析表明，本试验中相对湿度与净光合速率相关性不显著。
2.3.1.4 大气 CO2 浓度 大气 CO2 浓度(Ca)与净光合速率的日变化如图 3：D。Ca 日变化规律呈先降
低后升高的趋势。8:00时，Ca为 327.09 μmol·mol-1，随后逐渐降低，10:00降至最低值(189.31 μmol·mol-1)，
而后逐渐回升，19:00 升至 390.32 μmol·mol-1，达到一天中峰值。相关性分析表明，其与净光合速率存
在显著负相关关系(r＝-0.605，P≤0.05)（表 1）。

图 3 环境因子对窄叶短柱茶净光合速率日变化的影响
Fig. 3 The effects of environmental factors on the net photosynthetic rate in leaves of Camellia fluviatilis
A. 光照强度；B. 气温；C. 相对湿度；D. 大气 CO2 浓度

0
20
40
60
80
100
120
140
8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:0016:0017:0018:0019:00
时间
Pn
/μm
ol
•m
-2
•s
-1
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
大
气
C
O
2浓
度
C
a/
μm
ol
•m
ol
-1Pn
Ca
0
20
40
60
80
100
120
140
8:00 9:00 10:00 11:00 12:0013:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:0019:00
时间
Pn
/μm
ol
•m
-2
•s
-1
0
10
20
30
40
50
60
相
对
湿
度
RH
/%Pn
RH
0
20
40
60
80
100
120
140
8:00 9:00 10:00 11:00 12:0013:00 14:0015:00 16:00 17:0018:00 19:00
时间
Pn
/μm
ol
•m
-2
•s
-1
0
5
10
15
20
25
30
35
40
气
温
Ta
ir/
℃
Pn
Tair
0
20
40
60
80
100
120
140
8:00 9:00 10:00 11:0012:00 13:00 14:0015:0016:00 17:00 18:0019:00
时间
Pn
/μm
ol
•m
-2
•s
-1
0
100
200
300
400
500
600
700
800
光
照
强
度
PA
R/
μm
ol
•m
-2
•s
-1
Pn
PARA B
C D
第 43 卷 ﹒284﹒
2.3.2 生理因子
2.3.2.1 气孔导度 气孔导度(Gs)对净光合速率日
变化的影响见图 4：A。窄叶短柱茶叶片气孔导度
的日变化曲线呈先下降随后直线上升的趋势，至
11:00 达到一天中最大值，随后一直下降，呈单峰
型走势，这与净光合速率的走势相一致。但相关
性分析表明，气孔导度与净光合速率相关性不显
著（表 1）。
2.3.2.2 胞间 CO2浓度 胞间 CO2 浓度(Ci)对净光
合速率日变化的影响见图 4：B。一天中 Ci 变化早
晚较低，在 8:00～12:00，由于光合速率升高，CO2
同化加快，Ci 变化缓慢；12:00～14:00 呈现上升
的趋势，变化幅度较大，并在 14:00 出现最高峰。
15:00 以后与净光合速率的变化一致，呈现平缓下
降趋势。相关性分析表明，相关系数 r＝0.752，显
著性概率 P≤0.01（表 1）。因此，胞间 CO2 浓度(Ci)
对净光合速率影响极显著，呈正相关。
2.3.2.3 蒸腾速率 蒸腾速率(Tr)对净光合速率日
变化的影响见图 4：C。蒸腾速率在一天中，上午
8:00 至 12:00 逐步上升，到 12:00 达到最高峰；
之后缓慢下降，最后处于平稳。总之，其上午随
着温度的升高而逐步上升，下午随着温度的降低，
呈逐渐降低的变化趋势。经相关性分析，净光合
速率与蒸腾速率无显著相关性（P≤0.05）。
3 讨论
光合作用是植物生命过程中复杂而重要的生
理过程，叶片净光合速率除了与自身因素（叶绿
素含量、叶片厚度或叶片成熟度等）有密切关系，
还可能受到光照强度、大气温度、空气相对湿度
以及土壤含水量等因子的影响。本试验表明，在
自然晴天条件下，窄叶短柱茶净光合速率日变化
呈单峰曲线，中午 13:00 时达到最大值，下午呈
逐渐下降趋势。一日中，光合有效辐射、大气温
度、胞间 CO2 浓度以及大气 CO2 浓度是影响窄叶短柱茶净光合速率的主要因子。
关于净光合速率与气孔导度、蒸腾速率或胞间 CO2 浓度等因子之间的关系，各学者持不同的观点。
表 1 窄叶短柱茶净光合速率与环境和生理因子的相关性分析
Table 1 Corrrelation analysis between net photosynthetic rate of Camellia fluviatilis and environmental and physiological factors
Pn PAR Tair RH Gs Ci Tr Ca
PAR 0.715** 1.000
Tair 0.939** 0.772** 1.000
RH -0.202 -0.535 -0.134 1.000
Gs 0.172 0.634* 0.131 -0.545 1.000
Ci 0.752** -0.294 -0.812** -0.384 0.349 1.000
Tr 0.425 0.863** 0.440 -0.723** 0.872** 0.121 1.000
Ca -0.605* -0.760** -0.563 0.831** -0.531 0.048 -0.794** 1.000
注：*表示相关性显著(P<0.05)，**表示相关性极显著(P<0.01)。
0
20
40
60
80
100
120
140
8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:0019:00
时间
Pn
/μm
ol
•m
-2
•s
-1
0
1
1
2
2
3
3
4
4
5
蒸
腾
速
率
Tr
/m
m
ol
•m
-2
•s
-1Pn
Tr
0
20
40
60
80
100
120
140
8:00 9:00 10:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:00
时间
Pn
/μm
ol
•m
-2
•s
-1
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
胞
间
CO
2浓
度
Ci
/μm
ol
•m
ol
-1Pn
Ci
0
20
40
60
80
100
120
140
8:00 9:00 10:0011:0012:0013:0014:00 15:0016:0017:00 18:0019:00
时间
Pn
/μm
ol
•m
-2
•s
-1
0.00
0.02
0.04
0.06
0.08
0.10
0.12
0.14
0.16
气
孔
导
度
G
s/
m
ol
•m
-2
•s
-1
Pn
Gs
A
B
C
图 4 生理因子对窄叶短柱茶净光合速率的影响
Fig. 4 The effects of physiological factors on net
photosynthetic rate of Camellia fluviatilis
A. 气孔导度；B. 胞间 CO2 浓度；C. 蒸腾速率
第 4 期 杨亚慧,等：窄叶短柱茶光合特性研究 ﹒285﹒
张美善等[12]在研究西洋参叶片光合特性时发现，光合速率与气孔导度、蒸腾速率之间呈正相关。翁晓
燕等[13]在水稻叶片光合实验中发现，光合速率与气孔导度的变化一致，呈正相关，与胞间 CO2 浓度(Ci)
呈负相关。靳忠英等[14]对半夏光合特性的研究发现，光照强度和蒸腾速率是影响半夏净光合速率的主
要因子。陆銮眉等[15]在研究 8 种园林植物耐荫性和光合特性的试验中发现，Pn 与 Ci 呈极显著负相关。
本文对窄叶短柱茶净光合速率日变化的研究表明，窄叶短柱茶净光合速率与胞间 CO2 浓度、光合有效
辐射以及大气温度呈极显著相关性。这与翁晓燕等[13]、陆銮眉等[15]研究结果一致。
此外，本试验中窄叶短柱茶的光饱和点(LSP)较低，遇到强光易发生光抑制，致使表观量子效率降
低。同时发现窄叶短柱茶的光补偿点(LCP)也比较低，说明利用弱光的能力较强，可以很好的适应弱光
环境，并有利于积累有机物质。综上所述，窄叶短柱茶 LSP、LCP 均较低，说明具有很强的耐荫性。
因此，窄叶短柱茶可以作为耐荫性植物进行推广应用。
参考文献：
[1] 冯建灿,张玉洁. 喜树光合速率日变化及其影响因子的研究[J]. 林业科学, 2002,38(4): 34—39.
[2] 张治安,杨福,陈展宇,徐克章. 菰叶片净光合速率日变化及其与环境因子的相互关系[J]. 中国农业科学, 2006,39(3):
502—509.
[3] 满为群,杜维广,张桂茹,栾晓燕,戈巧英,郝乃斌,陈怡. 高光效大豆品种光合作用的日变化[J]. 中国农业科学, 2002,35(7):
860—862.
[4] 廖建雄,王根轩. 谷子叶片光合速率日变化及水分利用效率[J]. 植物生理学报, 1999,25(4): 362—368.
[5] Jiang D A, Lu Q, Weng X Y, Zheng B S, Xi H F. Role of key enzymes for photosynthesis in the diurnal changes of
photosynthetic rate in rice[J]. Acta Agronomica Sinica, 2001,27(3): 301—307.
[6] 徐克章,张美善. 恒定环境条件下西洋参叶片光合作用日变化[J]. 吉林农业大学学报, 2003,25(2): 134—138.
[7] 童贯和. 不同供钾水平对小麦旗叶光合速率日变化的影响[J]. 植物生态学报, 2004,28(4): 547—553.
[8] Yang J D, Liu Z M. Study on field-grown maize introduced into Tibetan plateau: Some characteristics of diurnal variation of
photosynthesis[J]. Acta Agronomica Sinica, 2002,28(4): 475—479.
[9] 李萍萍,胡永光,赵玉国,毛罕平. 叶用莴苣温室栽培单株光合作用日变化规律[J]. 园艺学报, 2001,28(3): 240—245.
[10] Salvucci M E, Porits A R, Ogren W L. Light and CO2 response of ribu lose-1,5-bisphosphate carboxylaseosygenase
activation in Arobidopsis leaves[J]. Plant Physiology, 1986,80: 655—659.
[11] 许大全. 光合作用“午睡”现象的生态、生理与生化[J]. 植物生理学通讯, 1990(6): 5—10.
[12] 张美善,徐克章. 西洋参叶片光合日变化与内生节奏的关系[J]. 吉林农业大学学报, 2003,25(6): 595—597.
[13] 翁晓燕,蒋德安. 生态因子对水稻 Rubisco 和光合日变化的调节[J]. 浙江大学学报(农业与生命科学版), 2002,28(4):
387—391.
[14] 靳忠英,彭正松,李育明,王梅. 半夏的光合特性[J]. 作物学报, 2006,32(10): 1542—1548.
[15] 陆銮眉,卞阿娜,阎光宇,杜晓娜. 8 种园林植物耐荫性与光合特性的研究[J]. 热带作物学报, 2011,32(7): 1249—1254.