全 文 ：中国农学通报 第23卷 第 5期 2007年 5月
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林业科学
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光合作用是植物碳水化合物合成和能量转化的核
心过程，也是植物之间生产力差异的主要象征，因此成
为植物生理学研究的重要领域。众多学者在露地条件
下对林业树种[1,2]、经济树种[3~5]和园林绿化树种[6~8]的光
基金项目:国家自然科学基金资助项目“江河中上游森林景观变化及其流域生态效应研究”（30070605）。
第一作者:杨晓盆，女，1961年出生，山西省垣曲县人，硕士，副教授，研究方向：园林植物生理生态。通信地址：030801山西省太谷县山西农业大学
林学院，电话：0354-6289007，E-mail：yangxp296@sohu.com。
通讯作者:郭晋平，男，1963年出生，山西原平人，博士，教授，研究方向：森林生态、景观生态。电话：0354-6286909，E-mail：jinpguo@sohu.com。
收稿日期:2007-03-08，修回日期：2007-03-16。
温室盆栽茶梅光合特性研究
杨晓盆 1,杨伟红 2,郭晋平 1
（1山西农业大学林学院，山西太谷030801；2山西省林业职业技术学院，山西太原030051）
摘 要:【目的】研究温室盆栽茶梅的光合特性,为温室茶梅的栽培提供理论依据。【方法】以 4年生盆栽
茶梅为试验材料,采用美国 CI-301PS型便携式光合仪,对其光合特性及其相关生理生态因子指标进
行测定,并通过统计分析,探索影响光合作用的主导因子。【结果】(1)茶梅叶片光合速率日变化呈双峰
曲线型,有明显“午休”现象。光合作用的饱和点为 221μmol/m2·s,补偿点为 13.9μmol/m2·s。叶温
27.5℃时光合速率最大,超过时逐步下降。(2)气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率、环境 CO2浓度、光
合有效辐射、叶温均与净光合速率呈显著相关,其中气孔导度是影响光合作用的主导生理因子,有效
辐射为影响光合作用的主导生态因子。(3)胞间 CO2浓度、蒸腾速率分别与大气 CO2浓度、光合有效
辐射之间呈极显著正相关。【结论】茶梅叶片光合速率日变化呈双峰曲线型,有明显“午休”现象;气孔
导度是影响光合作用的主导生理因子,有效辐射为影响光合作用的主导生态因子。
关键词:茶梅;光合特性;生理生态因子;相关性
中图分类号:S688 文献标识号:A
StudiesonPhotosyntheticCharacteristicsofGameliasasanguainsideGreenhouse
YangXiaopen1,YangWeihong2,GuoJinping1
(1ForestryColege,ShanxiAgriculturalUniversity,TaiguShanxi030801;
2ShanxiForestryProfessionalTechniqueinstitute,TaiyuanShanxi030051)
Abstract:【Objective】StudiesonphotosyntheticcharacteristicsofGameliasasanguaThunbingreenhouse,
whichprovidestheorybasisforcultivationofgrapeingreenhouse;【Method】Photosyntheticcharacteristics
andphysio-ecologicalfeaturesofG.sasanguaingreenhousewereexaminedusingCI-301CO2GAS
ANALYZER,andtheprincipalfactorstoPnweretriedtofindoutthroughpathanalysis.【Results】(1)the
curveofdiurnalvariationofGsasangualeafphotosynthesisshowedtwopeaks,andhadobvious‘noon
break’.Thelightsaturationpointandlightcompensationpointofphotosynthesiswere221μmol/m2·sand
13.9μmol/m2·s,respectively.Whentheleaftemperaturewas27.5oC,thephotosyntheticratereachedthe
highestpoint.(2)PnwassignificantlycorelatedwithGs,CI,Tr,Ca,PAR,Tl,amongwhich,Gscouldbe
regardedastheprincipalphysiologicalfactor,andPARtheprincipalecologicalfactors.(3)CiandTrhada
obviouspositiverelationshipwithCaandPAR,respectively.【Conclusion】Thecurveofdiurnalvariationof
G.sasangualeafphotosynthesisshowedtwopeaks,andhadobvious‘noonbreak’.Gscouldberegardedas
theprincipalphysiologicalfactor,andPARtheprincipalecologicalfactors.
Keywords:Gameliasasangua,Photosyntheticcharacteristics,Physio-ecologicalfactor,Corelation
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合特性进行了不同程度的研究。在温室木本植物栽培
中，对光合特性研究较多的是果树[9,10]，而木本花卉研
究较少[11]。茶梅（GameliaSasanguaThunb）是山茶科山
茶属极具观赏价值的木本花卉。属亚热带树种，在北方
地区只适于温室栽培。但在温室栽培中发现，茶梅对
光、温很敏感。前人的研究表明，很多植物的光合作用
对光强、温度都很敏感，光强过低时光合能力弱，而光
强过高时又容易产生光伤害[12,13]；温度低于植物适宜的
生长温度时，引起光合能力降低[14,15]，温度过高则引起
光系统破坏[16,17]。因此，在温室栽培条件下研究茶梅的
光合特性以及生理生态影响因子的关系显得更加重
要。近年来，对茶梅的研究多集中于新品种的培育[18]，
繁殖、栽培和园林应用方面[19]，但有关温室茶梅光合特
性及其主导生理生态因子等问题的研究，至今未见报
道。此试验以中国北方温室盆栽茶梅为试材，用美国
CID公司生产的CI-301PS型便携式光合测定仪，测定
光合速率及相关指标，并用SAS统计软件进行分析，
探索影响温室茶梅光合作用的主导因子。从而为建立
和完善温室茶梅的栽培管理技术体系提供理论依据。
1材料与方法
1.1试验材料
该试验于2005年在山西农业大学园林植物研究
所温室进行。试验材料为生长发育正常且无病虫害的
4年生盆栽茶梅。测定样叶为树冠南面中上部的当年
生新梢基部第3片功能叶。
1.2试验方法
采用美国生产的CI-301PS型便携式光合测定仪，
使用开放式气路。于2005年5月9~11晴天连续3天
重复进行，每天7~19时正点测定净光合速率(Pn)，气
孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、胞间 CO2浓度(Ci)等生理
指标以及光合有效辐射(PAR)、气温（Ta）、叶温(TL)、环
境相对湿度(RH)、环境CO2浓度(Ca)等生态指标，每时
间点重复测定3次，取其均值。每天改换测定样叶，各
测定项目最终试验结果取三天均值。于 5月 15~17
日，利用CI-301PS光合测定系统及其控光和控温控制
单元，分别测绘光照和温度的光合作用响应曲线，在测
定某一因子时其它因子相对一致。
2结果与分析
2.1净光合速率日变化
对温室盆栽茶梅进行净光合速率以及光合有效辐
射、环境CO2浓度、空气湿度、叶温日进程测定，结果
见图1。



























  
       





































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图1茶梅叶片Pn、PAR、Ca、RH、TL的日变化
由图1可看出，茶梅叶片净光合速率的日变化呈
双峰曲线。7~10时，光合速率呈上升趋势，10时出现
第一次高峰，峰值为6.93μmol/m2·s。10~13时呈下降
的趋势，13时达低谷，谷值为1.8μmol/m2·s。而后又回
升，于15时出现第二次高峰，但峰值较低。以后随时间
推移呈下降趋势。光合速率在7~10时和15~19时与
光合有效辐射的变化趋势相一致，在10~15时呈相反
变化，说明茶梅的光合作用存在“午休”现象。
2.2.1光合作用与环境生态因子的相关性分析 由图1
看出，环境CO2浓度的日进程呈现早晨最高、傍晚次
之、中午最低的特点，基本与净光合速率相反，经统计
分析得出，环境CO2浓度与净光合速率的偏相关系数
为-0.82747**，说明在一天中净光合速率的日变化与环
境CO2浓度呈极显著的负相关。光合有效辐射、叶温
与净光合速率的偏相关系数为0.46995*、0.40336*，表
明光合有效辐射和叶温与净光合速率呈显著的正相
关。
2.2.2光合作用与 Ci、Gs、Tr的相关性分析 与净光合
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速率测定的同时，测定了胞间CO2（Ci）、气孔导度
（Gs）、蒸腾速率（Tr）的日变化，结果见图2。经统计分
析结果表明：气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率与净
光合速率的偏相关系数分别为0.88111**、-0.83603**和
0.40768*，说明气孔导度与净光合速率呈极显著正相
关，胞间CO2浓度与净光合速率呈极显著负相关，蒸
腾速率与净光合速率呈显著正相关。
2.3温室茶梅光合生理生态主导因子分析
2.3.1光合生理生态因子主成分分析 对影响温室茶梅
光合作用的生理生态因子进行主成分分析（以累计贡
献率95%作为主成分入选标准），结果如下：
生态因子的第一、二主成分可表示为：
Z (1)=0.4923Ta+0.4710TL-0.4351RH-0.4195Ca+
0.4129PAR
Z(2)=0.5629PAR-0.5212Ca+0.5199RH-0.3579TL-
0.1144Ta
生理因子的第一、二主成分可表示为：
Z(1)=-0.6107Tr+0.5676Ci+0.5522Gs
Z(2)=0.7540Gs-0.6526Ci+0.0753Tr
由以上分析结果可知，生态和生理因子中第一主
成分各成分的特征向量都基本平衡，所以主导因子的
判断应由差异较大的第二主成分分析决定。因此，在生
态因子中光合有效辐射、环境CO2浓度、空气湿度同
为主导因子，但以光合有效辐射更为重要。生理因子
中，叶片气孔导度和胞间CO2浓度同为主导因子，但
以气孔导度更为重要。
2.3.2光合生理因子的通径分析 由以上光合作用与生
理生态因子的相关性分析以及光合作用的主成分分析
均表明，生理因子Gs、Ci、Tr与光合速率Pn的关系比
生态因子更为密切。为此对生理因子进行通径分析，结
果表明：气孔导度Gs、胞间CO2浓度Ci、蒸腾速率Tr
与净光合速率 Pn的通径系数分别为 0.75671、
-0.62968和0.60397。由此可知，气孔导度对光合速率
影响最大，其次为胞间CO2浓度和蒸腾系数。



















   
       








































   
图2茶梅叶片Ci、Gs、Tr、Pn的日变化
2.4光合作用对光、温的响应
2.4.1光合作用对光的响应 经SAS统计软件分析可
知，光合作用对光的响应曲线回归方程为 Pn=
-0.96381+0.07197PAR-0.00018PAR2 (R2=0.882205**)。
当PAR为13.9μmol/m2·s时，Pn为0，说明光的补偿
点为 13.9μmol/m2·s。随 PAR的增强 Pn增大，当
PAR为 221μmol/m2·s时 Pn最大，即光饱和点为
221μmol/m2·s，比多数园林植物的都低[6~8]，但与山茶
（光补偿点为 6.7~8.4μmol/m2·s，光饱和点为
300μmol/m2·s）[11]较为接近。由此可见，茶梅光合作用
对光照强度的要求相对较低，具有一定阴生特点。因此
在北方温室栽培时，应对其进行适度遮荫。
2.4.2 光 合 作 用 对 叶 温 的 响 应 在 PAR 为
220μmol/m2·s时，测定了光合作用对叶温的响应。经
分析,光合作用对叶温的响应曲线方程式为 Pn=
58.15860+4.80429TL-0.08867TL2（R2=0.952711**）。在
TL为27.5℃时Pn最大，超过时开始下降。因此，温室
栽培茶梅，在温度过高时可以通过喷水、通风等措施控
制环境温度，以尽量减缓光合作用的“午休”现象，提高
茶梅的净光合作用产量。
3讨论
3.1环境CO2浓度、胞间CO2浓度与净光合速率的关
系
由光合作用及其生理生态因子的相关性分析得
出，环境CO2浓度和胞间CO2浓度的日变化都与净光
合速率的日变化呈极显著的负相关。这与云锦杜鹃[8]
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的试验结果一致。这是因为在温室内，由于植物一夜的
呼吸，CO2积累，使得早晨7点时浓度最高，以后随着
光合作用的进行，CO2浓度逐渐降低，到13点时由于
光合“午休”的出现，CO2浓度再次出现积累。以后又随
光合作用的回升，CO2浓度逐渐下降，使得环境CO2浓
度与净光合速率的日变化呈现相反的趋势。胞间CO2
浓度与环境CO2浓度的日变化规律相同。
3.2光合有效辐射与光合速率的关系
由光合作用与生态因子的相关性分析得知，在一
天的日变化中，光合有效辐射与净光合速率的相关系
数仅有0.46995，呈中度相关，但在主成分分析中光合
有效辐射却为影响光合作用的主导生态因子。对于这
两种似乎不协调的结果，通过综合分析认为，可能是强
光导致的“光合午休”现象降低了二者在全天变化趋势
上的相关程度。如果对此进行分阶段相关分析，不同时
间段的光合有效辐射与净光合速率相关性可能会出现
相反的变化方向，即“光合午休”时间段可能呈现负相
关，其他时间段则可能呈现更高程度的正相关。
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(责任编辑：李碧鹰)
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