全 文 ：山西农业科学 2011，39（6）：539- 542 Journal of Shanxi Agricultural Sciences
胭脂花的光合特性研究
付宝春 1，薄 伟 1，庞丽琴 1，王 松 1，杨晓盆 2
（1.山西省农业科学院园艺研究所，山西太原 030031；2.山西农业大学林学院，山西太谷 030801）
摘 要：用 Li- 6400光合作用测定系统对胭脂花的光合特性进行了测定。结果表明：胭脂花光合作用的光饱
和点和补偿点分别为 1 370，22.4 μmol/（m2·s），表观量子效率为 0.044 4；CO2饱和点和补偿点分别为
752.5，58.4μmol/mol，羧化效率为 0.024 1；光合作用最适温度是 23.2℃。
关键词：胭脂花；光合速率；表观量子效率；羧化效率
中图分类号：S682.1＋5 文献标识码：A 文章编号：1002- 2481（2011）06- 0539- 04
Studies on Photosynthetic Characteristics of Primula maximowiofi
FUBao- chun1，BOWei1，PANGLi- qin1，WANGSong1，YANGXiao- pen2
（1.Institute of Horticultural，Shanxi Academy of Agricultural Sciences，Taiyuan 030031，China；
2.College of Forestry，Shanxi Agricultural University，Taigu 030801，China）
Abstract：The photosynthetic characteristics of Primula maximowiofi were examined using Li- 6400 portable photosynthesis
system. The results indicated that the light saturation point and light compensation point of P. maximowiofi were 1 370 and 22.4
μmol/（m2·s）respectively and the apparent quantum yield 0.044 4. The CO2 saturation point and CO2 compensation point were
752.5 and 58.4 μmol/mol respectively and the carboxylation efficiency 0.024 1. The optimal leaf temperature of photosynthesis
was 23.2℃.
Key words：Primula maximowiofi; photosynthetic rate; apparent quantum yield; carboxylation efficiency
收稿日期：2011- 03- 28
基金项目：山西省自然科学基金项目（2007011085）
作者简介：付宝春（1973-），男，辽宁鞍山人，助理研究员，主要从事花卉引种驯化研究。杨晓盆为通讯作者。
doi:10.3969/j.issn.1002-2481.2011.06.15
胭脂花（Primula maximowiofi）属报春花科报
春花属，是早春开花多年生草本野生花卉，生长
于亚高山草甸上或山地林下、林缘及潮湿腐殖质
丰富的地方。其观赏价值高，群植效果好，生长健
壮，极易成活，花朵娇艳，是一种很有园林开发价
值的野生花卉。
目前，国内外对报春花属的花卉系统分类、
地理分布、某些种的生境类型、高穗报春引种驯
化、几种报春花的核型和细胞分类学、种内居群
间的遗传多样性、繁殖生物学等方面开展了研
究[1- 7]。在光合特性方面，对粉背灯台、灰岩、桔红
灯台 3种报春花光合作用主要环境因子和光合
速率、蒸腾速率、胞间 CO2浓度和气孔导度的日
变化以及粉背灯台报春、灰岩报春、桔红灯台报
春和四季报春 4种报春花对光强、CO2的响应已
进行了具体的研究[8- 9]，但是胭脂花还处于野生状
态，对其生长发育、生理生态特性研究报道较少。
而光合作用是植物最重要的生理过程，对光合特
性的研究是植物栽培和园林应用的基础。
本试验以胭脂花为材料，对其光合特性进行
分析研究，旨在为胭脂花的引种栽培和园林应用
提供理论依据。
1 材料和方法
1.1 试验地概况
试验设在山西农业大学实验基地内。该地区
气候为典型的暖温带半湿润大陆性季风气候，夏
季炎热多雨，冬季寒冷干燥，春、秋短，降雨量为
418～483 mm，年日照时数为 2 662 h，无霜期为
158 d，年平均气温 9.8℃，月平均温度变化范围
为 10～18 ℃，各月平均相对湿度一般不少于
60%，但光照条件变化很大，7—12月逐渐减少，
第 2年 1—6月逐渐增加[10]。
1.2 原产地概况
吕梁地区属半干旱大陆性季风气候，四季分
明，差异悬殊。春季干燥，雨少风多；夏季炎热，雨
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山西农业科学 2011年第 39卷第 6期
量集中；秋季凉爽，气候宜人；冬季寒冷，降雪偏
少。该区年平均降水量 502.5 mm，吕梁市关帝山
海拔为 2 831 m，主峰一带为多雨中心；年平均气
温 7.8℃，年日照时数 2 241 h，无霜期 171 d，年
降水量在 700 mm以上。
1.3 试验方法
供试材料为 2009年夏季引自山西省吕梁市
关帝山的野生成苗胭脂花植株。引种后进行正常
肥水管理，并随机选取生长发育正常的胭脂花
5株，每株选择 3片功能叶，每片叶重复 3次，进
行光合速率及其相关生理生态指标测定。所用仪
器为美国产 Li- 6400便携式光合作用测定系统，
仪器进气管口置于 CO2浓度较稳定的 3 m高处，
并设进气缓冲瓶。于 7：00—19:00整点时测定叶
片的光合速率（Pn），并使用 RS232 软件将所得
数据输入计算机进行分析。
2009年 6月下旬，选 3个晴天 9：30—11：30
通过 Li- 6400光合仪的控光、控温和 CO2控制单
元分别进行叶片光合作用对光合有效辐射
（PAR）、叶温（T1）和 CO2浓度响应曲线的测定。
Pn- PAR响应曲线：用 Li- 6400光合仪提供
的 6400- 02B红蓝光源控制光强，在 0～2 200
μmol/（m2·s）范围内设定 PAR 梯度，设定温度
为 26℃，CO2浓度为 380μmol/mol。每梯度持续
5 min，记录 Pn。Pn- CO2响应曲线：用 Li- 6400光
合仪提供的 CO2MIXER 控制 CO2浓度，在 0～
1 200 μmol/mol范围内设定 CO2由低到高的梯
度，设定光强为 1 200μmol/（m2·s），温度为 26℃。
每梯度持续 5 min，记录 Pn。Pn- T1响应曲线：在
15～40℃范围内设定温度梯度，同时设定光强
为 1 200μmol/（m2·s），CO2浓度为 380μmol/mol。
每梯度持续 5 min，记录 Pn。
试验数据用Microsoft Excel软件统计分析。
2 结果与分析
2.1 胭脂花光合速率日变化规律
光合速率（photosynthetic rate）是指光合作用
固定二氧化碳（或产生氧气）的速度，通常用
μmol/（m2·s）表示。植物的光合速率不同可反映
出植物间光合作用的强弱差异。本试验对引种后
胭脂花光合速率的日变化进行了测定（图 1）。
7：00—19：00（晴天）每隔 1 h测定栽培地胭
脂花的叶片光合日变化。从图 1可以看出，胭脂
花的光合速率日变化曲线呈单峰曲线，7：00—
10：00光合速率几乎呈直线上升，最高峰出现在
10：00左右，峰值为 10.68μmol/（m2·s）；然后光
合速率一直呈缓慢下降趋势，17：00以后迅速降
低。一天中光合速率均值为 6.88μmol/（m2·s）。
2.2 光合作用—光响应曲线及表观量子效率
光是光合作用的能量来源，是形成叶绿素的
必要条件。此外，光还调节着碳同化许多酶的活
性和气孔开度，因此，光是影响光合作用的重要
因素。以光合有效辐射（PAR）为横坐标，再以净
光合速率为纵坐标，绘制光合作用—光响应曲线
（图 2）。
从图 2可看出，PAR在 0～200μmol/（m2·s）
范围内，随着 PAR增大，Pn迅速增加；当 PAR增
加到 200 μmol/（m2·s）以上时，Pn 增加变缓；
PAR 增加到 1 200 μmol/（m2·s）时，Pn 达最大；
此后，随 PAR增加，Pn开始有所减小。通过二元
回归分析可得光合作用—光响应曲线方程：
y=- 3×10-6x2＋0.008 2x＋1.825（R2=0.819 3）。当
PAR 为 22.4 μmol/（m2·s）时，Pn 为 0，说明胭
脂花光合作用的光补偿点（LCP）为 22.4 μmol/
（m2·s）。当 PAR为 1 370μmol/（m2·s）时，Pn值
最大，为 7.43 μmol/（m2·s），说明胭脂花光合作
用的光饱和点（LSP）为 1 370μmol/（m2·s）。
图 3显示，低 PAR（0～80μmol/（m2·s））下，
Pn与 PAR呈直线相关，回归方程为 y=0.044 4x-
0.305 7，斜率即胭脂花的表观量子效率（AQY）
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付宝春等：胭脂花的光合特性研究
为0.044 4。
2.3 光合作用—CO2响应曲线及羧化效率
CO2是光合作用的原料，对光合速率影响很
大。而空气中的 CO2 含量一般占总体积的
0.036%，对植物的光合作用来说是比较低的[11]。
因此，CO2是影响植物光合作用的主要因素之
一。以 CO2浓度为横坐标，再以净光合速率为纵
坐标，绘出光合作用—CO2响应曲线（图 4）。
由图 4可知，在 CO2浓度低于 250μmol/mol
时，随着浓度的增加，光合速率迅速上升；达到
250μmol/mol以后，光合速率增加减缓；高于
800μmol/mol后，光合速率开始下降。二元回归
分析得光合作用—CO2响应曲线方程为：y=- 2×
10-5x2＋0.030 1x－1.689 1（R2=0.998 8）。当 CO2浓
度为 58.4μmol/mol时，Pn为 0，说明胭脂花叶片
光合作用的 CO2补偿点（CCP）为 58.4μmol/mol。
当 CO2浓度为 752.5μmol/mol时，光合速率最
大，说明胭脂花光合作用的 CO2饱和点（CSP）为
752.5μmol/mol。
图 5 显示，较低 CO2 浓度 （低于 350
μmol/mol）下，光合速率与 CO2浓度的直线回归
方程为：y=0.024 1x－1.366 3，直线斜率即胭脂花
的羧化效率（CE）为 0.024 1。
2.4 光合作用—叶温的响应曲线
光合作用的暗反应是由酶催化的化学反应，
其反应速率受温度影响，低温会导致膜脂相变，
叶绿体超微结构破坏以及酶的钝化；而高温导致
膜脂和酶蛋白的热变性，同时使光呼吸和暗呼吸
加强，净光合速率下降。因此，温度也是影响光合
速率的重要因素[11]。以叶温和净光合速率值分别
为横纵坐标，绘出光合作用—叶温的响应曲线
（图 6）。
由图 6可知，光强为 1 200μmol/（m2·s），
CO2浓度为 380 μmol/mol 时，15～21 ℃的叶温
范围内，Pn随叶温升高而上升；叶温在 18～24℃
之间，Pn维持在较高水平；当叶温超过 24℃时，
Pn随叶温升高而下降。光合作用对叶温的响应
曲线方程为：y=- 0.025 1x2+1.164 9x- 6.025（R2=
0.976 5）。叶温为 23.2℃时，Pn值最大，说明胭脂
花光合作用最适叶温为 23.2℃。
3 结论与讨论
本试验通过胭脂花叶片光合作用对光合有
效辐射（PAR）、叶温（T1）和 CO2浓度响应曲线的
测定，得出以下结论。
（1）胭脂花光合速率日变化呈单峰曲线，在
10：00时到达最高峰，峰值为 10.68μmol/（m2·s），
17：00以后迅速降低。一天中光合速率均值为
6.88μmol/（m2·s）。
（2）胭脂花叶片光合作用的光饱和点（LSP）
为 1 370 μmol/（m2·s），最大净光合速率为 7.43
μmol/（m2·s），光补偿点（LCP）22.4μmol/（m2·s）。
植物叶片光合作用的光饱和点、补偿点是反映植
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物对光适应性的重要指标。一般认为，光补偿点
和饱和点均较低的植物是典型的阴性植物，反之
是典型的阳性植物。而光补偿点低、饱和点高的
植物对光环境的适应性很强[12]。由此可以得出，
胭脂花对光环境的适应性较强。
（3）胭脂花表观量子效率（AQY）为 0.044 4，
表明其在低光强下的光量子利用效率较高，即对
弱光环境适应能力较强。由此可见，胭脂花在弱
光下具有一定捕获更多光能、并顺利进行光合作
用和累积光合产物的能力，这与其自然地理生态
分布和生长发育等特性完全一致。
（4）胭脂花叶片光合作用 CO2补偿点（CCP）
为 58.4 μmol/mol，CO2 饱和点（CSP） 为 752.5
μmol/mol。所以，适当增加环境中的 CO2含量，保
证充足的 CO2供应有利于胭脂花的生长。
（5）胭脂花的羧化效率（CE）为 0.024 1，表明
其在低浓度的 CO2环境下有固定和利用 CO2的
能力，即对低浓度的 CO2环境有一定的适应能
力。说明胭脂花可以在一定程度上羧化固定低浓
度下的 CO2，并将其转化成光合产物，完成光合
作用。
（6）胭脂花光合作用的最适叶温为 23.2℃。
一般来说，植物可在 10～35℃正常进行光合作
用，35℃以上时光合作用开始下降，40～50℃时
即完全停止。由此说明，胭脂花在温度偏低的条
件下酶促反应仍然较强，从而保证其光合作用的
顺利进行。
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