全 文 ：应 用 生 态 学 报 年 月 第 ! 卷 第 期
∀#∃ % & ∋ & ()∗ + % ,− ). , //− ∃& 0 & ∀) −) 1 2 , (3 4 5 , ! 67 8 9 :一 9 ;
高 光 效 膜 对 人 参 生 态 的 影 响
孟继武 侯尚公 杨育华 逢本成 ‘ 周 敏 ’ 朴永吉 ’ 彭玉珍 ’
6中国科学院长春物理研究所 , 长春 。。: 7
& <<=> ? ≅ < Α ΒΧ Α ΔΒΧ Α ? 一 = < Β=Β=4> Ε <ΒΔΦ ≅ 4 Χ Β4 Γ = 4 Χ = >≅ Δ≅ Χ Ε · Η =4 Χ (ΒΙϑ , #≅ ϑ ∋ Α 34 Χ Χ ≅ 4 Χ , 2 3 4 Χ 2 ϑ Αϑ 3 ,/3 4 Χ Κ= 4 =Α = 4 Χ , ΛΑ≅ ϑ Η Β4 , /Β3 ≅ 2 ≅ 4 ΧΜ Β 3 4 Ν /= 4 Χ 2 ϑ ΟΑ = 4 6∀ Α3 4 乎Αϑ 4 ∃4 Γ?Β?ϑ ?= ≅ < /Α 外Β=Γ , , = 3 Ν= Φ Β3
∋Β 4 Β=3 , ∀ Α 3鳍=Α ϑ 4 9 9 : 7一 ∀Α Β4 · (5 , Π Π Δ5 & = ≅ Δ5 , , ! 6 7 , 9 : 一 9 ; 5
& = ≅ Δ≅ Χ Β= 3Δ = Α 3 Θ 3 = ?= Θ Γ ≅ < Χ Β4 Γ = 4 Χ 3 Θ = Β4Ρ = Γ ?ΒΧ 3 ?=Ν Ι Β?Α Θ = <Δ = = ?Β≅ 4 Γ Π = = ?Θϑ Φ ?= = Α4 ΒΣ ϑ = · Τ Α= Θ = Γϑ Δ?Γ
ΓΑ ≅ Ι ?Α 3 ? ?Α= Θ = 3 Θ = ?Ι ≅ Γ ? Θ ≅ 4 Χ 3 Υ Γ ≅ ΘΠ ?Β≅ 4 Υ3 4 Ν Γ <≅ Θ Χ Β4 Γ= 4 Χ Δ= 3 < 3 ? ! ! ≅4 Φ 3 4 Ν ς Ω 94 Φ , 34Ν ?Α = ϑ Δ?Θ 3 Ξ
Ρ Β≅ Δ= ? ΔΒΧ Α ? Υ= Δ≅ Ι Ω ≅4 Φ ; Θ = <Δ = = ?= Ν Ι = 3 ΨΔΡ , ; 9 ?Α = Γ 亡3 ΔΝ Β4 Χ ≅ < Χ Β4 Γ = 4 Χ ; ≅ = =ϑ Θ = Ν ϑ 4 Ν= Θ Γ ?Θ ≅ 4 Χ Γ ϑ 4 Ξ
ΔΒΧ Α ? 5 , <Β ϑ ≅ Θ = Γ = =4 = = Θ =3 Χ = 4 ? Ι ΑΒ= Α = 3 4 = ≅ 4 Ρ = Θ ? ϑ Δ?Θ 3Ρ Β≅ Δ= ? ΔΒΧ Α? Β4 ?≅ Θ = Ν ΔΒΧ Α ? ; Φ ΒΖ = Ν Β4 ?≅ Π ≅ ΔΕ Ξ
?Α= 4 = <ΒΔΘ4Γ ?≅ ΓΒΦ ϑ Δ3 ?= ?Α= 3 Υ Γ≅ 印?Β≅ 4 Γ Π = = ? Θ 3 ≅ < Χ Β4 Γ= 4 Χ Δ= 3 < , 3 4 Ν ?Α = Θ 3 ΝΒ3 ?Β≅ 4 Γ Π = = ?Θ 3 ≅ < ?Α ΒΓ 4 = Ι
<Β ΔΦ 3 Θ = Γ ΒΦ ΒΔ3 Θ ?≅ ?Α= Δ3 ? ?=Θ 5 , Σ ϑ 3 ΔΒ?Ε ≅ < Χ Β4 Γ = 4 Χ 3 Ι 4 Β雌 ; ΒΦ Π Θ ≅ Ρ = Ν 3 4 Ν ?Α = ΠΑ ≅ ?≅ ΓΕ 4 ?Α = ΓΒΓ ≅ < Χ Β4 Γ = 4 Χ ; Π Θ ≅ Φ≅ ?= Ν 5 Τ Α = ‘ ΕΒ= ΔΝ ≅ <
Χ Β4 Γ = 4 Χ 3 4 Ν Β?Γ Σ ϑ 3 ΔΒ?Ε 3 Θ= 3 ΔΓ≅ Β4 = Θ = 3 Γ = Ν ·
[ = Ε Ι≅ ΘΝ Γ 1 Β4 Γ = 4 Χ , & = ≅ Δ≅ Χ Ε , −ΒΧ Α ? Σ ϑ 3 ΔΒ?Ε =≅ 4 Ρ = Θ Γ Β≅ 4 5
引 言
人参属五加科多年生草本药用植物 , 耐阴 、喜生针
阔混交林或杂木下 , 在强光照射下会发生日灼病 5 为避
免这种伤害 , 长期以来 , 人们模拟野生参的生长环境 ,
创造了全阴棚人参栽培法 , 挡住了中午强光的直射 , 但
影响了透光量 , 从而影响到产量5 近年来 , 随着人参栽
培技术的进步 ,改全阴棚为透光棚 , 但并未根本解决间
题 5 本文试图通过对人参生态的研究 , 进行人参栽培技
术改革 , 从而提高了人参的产量与质量5
: 材料与方法
:5 光谱实验
用 日立 . 一 ! 9。。型荧光分光光度计进行反射光
谱 、激发光谱 、荧光光谱测定 ∴ 用岛津 ϑ Ρ 一 :9 型分光
光度计进行吸收光谱 、透射光谱测定 5
: 5 : 参叶的反射光谱测定
把离体鲜参叶 枚平整插入仪器样品架上 , 使叶
面与人射光呈 !; 。角 , 做同步扫描测量 5 鲜参叶为集安
市一参场的边条参功能叶5
:5 人参吸收光谱模拟
为使透过棚膜的光与参叶的吸收光谱一致 , 在农
膜生产中调整了添加剂并掺入能把紫外光转换为红光
公集安市农业局等合作单位 , ! : 9 5
本文于 年 ! 月 日收到 , : 年 ] 月 日改回 5
的荧光助剂 , 使膜的辐射光谱6透射光谱与荧光光谱的
叠加 7近似于参叶的吸收光谱6简称此膜为高光效膜 7 5
么 ! 人参栽培试验
试验地选在集安市一参场 5 试验区与对照区随机
设置 , 次重复 5 试验面积 : ΩΦ : , 推广面积 ; ! Ω ςΦ : 5 实
验棚与对照棚规格一致 , 采光 5 试验区用高光效膜遮
阴 , 对照区用集安一塑厂产普通参膜 5 试验区与对照区
的清场 、整地 、施肥 、栽苗 、覆盖 、上帘等田间管理完全
一致 5
5 结果与讨论
5 光对人参生态的影响
植物体干物质重的 9 ⊥ 以上为光合作用产生的有
机物 , 叶片是植物光合作用的器官 5 植物通过叶片的表
皮层与空气之间的界面将对 自身生长无用或有伤害作
用的光反射 、透射掉 , 而吸收了对光合作用起作用的
光川 5 由于不同植物的叶片组织结构 、光合色素含量及
分布的不同 , 其生态变异明显不同 , 人参受到夏日中午
强光直接照射会发生 日灼病 ,其原因亦源于此 5 通常情
况下 , 植物叶片的透射光谱 ∃‘很弱 , 其光谱分布与反射
光谱 ∃Θ 基本一致 _⎯ 5 故由太阳光谱 ∃。 减去反射光谱便
可以得到该植物的吸收光谱几 5
∃。 α ∃ 。一 ∃, 一 入 6 7
图 为人参叶片的反射光谱 , 与之对照 , 图 : 示出
了阳生植物穿天杨叶片的反射光谱 5 由图 可见 , 人参
期 孟继武等 8高光效膜对人参生态的影响 9
发生日灼病 , 反映了人参这一耐紫外光能力弱的阴生
植物的生态特性 5
声 !出被侧票袱常班
八‘∀忽工侧烈粼以蓄年
入# ∃ %∃
图 & 人参叶的反射光谱
∋ () ∀ & ∗ + ,−+ + (∃ ) . / + + % 0 1 , ) (∃ . + ∃ ) −+ 0 ,∀
2 33 43 3 、#嘿 53 3 6 3 3 03 377二8占甘奋以盆票口
入# ∃ ∃ 、
图 9 穿天杨树叶的反射光谱
∋ () ∀ 9 ∗ + ,−+ + (吃 . / + + % 0 1 , :1 ; < 0 % = > / 1 / −0 % :+ 0 , ∀
在 4 43 和 、 5? 3∃ ; 处有 9 条强吸收带 , 说明这两个波段
的光对人参的光合作用有作用 , 在 ≅ 。和 、 6&3 ∃ ; 处有
9 条反射带 , 这两个波段的光对人参光合作用的作用
弱 ∀ 比较图 & 、 9 可见 , 人参对 2? 3∃ ; 以下的紫外光反
射能力弱 ∀ 太阳辐射到地面的光质主要受大气 、大气层
中尘埃的光吸收和光散射的影响 ∀ 阳光穿过大气层的
光强 : 由 Α0 ; < +% 一 Β+ +% 定律给出∀
: Χ :1 + 一“ # 9
式中 0 为由分子决定的常数 , ‘为大气分子浓度 Δ = 为
大气层的厚度 ∀ 太阳光的另一部分损失是由大气层引
起的散射 , 散射后的光强度 : 由 ∗咧+( ) Ε公式给出
图 2 长春地区太阳光谱 # & Φ ? Φ ∀ ? ∀ 6
州Φ ∀ 2 Γ1 −0 % . / + Η % 0 (∃ Ι Ε0 ∃ ) + Ε ! ∃ % + ) (1 ∃ ∀
2 ∀ 9 改变光质在园参生产中的应用
长期以来人们模拟山参的生态环境 , 创造了阴棚
园参栽培技术一般参棚高 & ∀ 2; ,宽 −; , 可使 ) ‘ 3
前 & 5 ϑ 3 后的阳光斜射人棚 ∀ 中午垂直入射的阳光经
参棚遮挡和周围森林 、空气等散射 , 滤掉了大部分紫外
光 , 从而减少紫外光的伤害 ∀ 图 4 示出了长春地区 & Φ ?Φ
年 ? 月 6 日 &4 时临窗室内散射光谱 , 等效于全阴棚 ,
可见紫外光成分很少 , 看来前人在长期实践中已不自
觉地遵从了人参的生态规律 ∀ 全阴棚虽然散射掉了紫
外光 , 也损失了相当部分的可见光 ,降低了透光量 ∀
% 一 Κ , , +剐Λ ΜΝ 一 : ∃ 、 ( 一 州一 Ο ϑ ϑ Ο 一成,
二一侧盆契烈
# 2
式中夕为散射粒子决定的常数 , 之为散射光波长 Δ Π 为
散射粒子的体积 ∀ 由# 9 、 # 2 式可知 , 不同时间 、海拔 、
纬度到达地面的太阳光质不同川 ∀ 由图 2 可见 , 到达地
面的太阳光谱中尚存 23 一4 3 3∃ ; 的紫外光 , 2 ? 3∃ ;
以下的紫外光可引起光化学反应 , 使植物细胞受损
伤阁 ∀ 由#9 、 # 2 式可看出 , 夏季中午阳光中紫外光最
强 ∀ 因此 , 在夏季集安地区的参棚透光率超过 2≅ Θ就会
、呱、 5 3 3 了33 ?如
图 4 长春地区室内散射光谱
∋( 公∀ 4 ΓΗ 0 + % (∃ ) . / + + %0 (∃ = 1 % 1 , ΙΕ 0 ∃ 肛卜! ∃ % + ) (1 ∃ ∀
由图 ≅ 、 5 可以看出 ,高光效膜改善了光质 , 增加了
红光成分 ,提高了光合效率 , 而普通参膜根本不发光 ∀
图 6 为 & Φ ? Φ 年 6 月 &≅ 日田间调查的参棚内透光率日
9 ! 应 用 生 态 学 报 ! 卷
6。二7巨‘Δ侧蔑呆概饭孚
变化曲线 5 由于 日光充足 , 加之光质改善 , 促进了人参
的生长 5
由表 Δ 可见 , 高光效膜的出苗率与保苗率均比普
通膜明显增高 , 并且出苗早 ;一 ] 天 , 枯萎晚 9一;
天 , 延长生长期 ; 一 :冬天 5 由于光质的改善 ,参苗生长
茂盛而健壮 , ! 年生参生长势调查结果 , 试验区 比对照
区茎粗平均增加 9 5 ≅ ! = Φ , 茎长平均增加 5 Β Λ=Φ , 叶面
积增加 ; 5 Ω> Φ “ 5 由图 还可看出 , 高光效膜透光率最
高可达 ! 5 ! ⊥ ,若普通膜就会导致日灼病发生 , 进而说
明了高光效膜确实能改变光质 , 增加人参光合作用的
可见光 5
图 ‘ 高光效膜的荧光光谱
. ΒΧ 5 ς .Δϑ ≅ Θ = Γ = = 4 =吧 Γ Π忱? Θ 3 )< ΑΒΧ Υ ΔΒΧ Α ? 一 =< <Β= Β= 4 =Ε <ΒΔΦ 5
二‘一一、 、
、
β 产一、 5
、、 、一护 β ⋯广《χ δ 一小一式Ρ沫卜科来姻矛产−‘Σ‘ΣΣΤΥΣ、Κ∀,‘卜、 −ς次8卜铃积阅
卜Ω 一心
:
23 3 4的 Ξ黑
图 ≅ 高光效膜的透光率
∋ () ∀ 弓 Ψ % 0 ∃ ∀ ; ( 0 ∃ + + 1 , 卜() Ε −() Ε 一 + ,,(+ (+∃Η > ,(−; ·& ∀ 试验膜 Ζ [ / + % (; + 1 0 − ,(−; , & ∀ 对照膜 Ι 1 ∃ %1 − ,( −; ∀
6 ? Φ &3 && &9 &2 &4 &≅ &5 &6
时间 Ψ (1 + #<
图 6 不同膜的透光率 日变化
∋− ) ∀ 6 ∴0 (−> +卜0 ∃ ) + 1 , %0 ∃ . ; ( 0 ∃Η + 1 , = (,+ % + ∃ ,(−; . ·& ∀ 试脸膜 Ζ [ 1 + %( ; + ∃ 0 − ,(−; , & ∀ 对照膜 ] 〕∃ % 1 − ,(−; ∀
表 & 人今出苗率、保苗率调交
知 < ∀ & Γ ! % 性> ∀ 七1! 砂助∀ ∀ ) +砚%妙∃ 亡七 % ∀ + 0! = . !口盛Π 0 − , + 1 , . + = −(∀ 护
≅ 月 & ≅ 日 ⊥ 0 > &≅ , & Φ ?Φ ? 月 9 9 日 _ ! ) ∀ 9 9 , & Φ ?Φ
处理
Ψ % + 0 ; + ∃
调查面积少望
、∃ −“户
原栽株数⎯ ! ; 悦 %
1 ,
/−0 ∃ 亏∃ )
) − ∃ . + ∃ )
⎯ ! ;
‘数< + %出苗 出苗率 #线∗ 0 +
1 ,
+ ; + % ) + ∃ Η + + ∃ + % ) + ∃ Η +
存苗数⎯ ! ; < + % 1 ,
. ! % Π (Π 0 −
. + + = −(∃ ) .
保苗率 # 粥
Γ ! % Π (Π 0 −
%0 + 1 ,
. + + =−(∃ ) .
α]4,=叮‘β曰匀∃Νχ4几Ν仁口44 年生
∋ 1 ! % > + 0 % . 1 −=
≅ 年生
∋ (Π + Π + 0 % . 1 −=
试验 Ζ [ /盯(; + ∃ # ∃ + δ ,(−;
对照 Ι 1 ∃ %1 −# ∃ 1 % ; 0 − ,(−;
试验 Ζ [ / + % (; + ∃ # ∃ + δ ,(−;
对照 Ι 1 ∃ 拍−# ∃ 1 % ; 0 − ,(−; ϑϑ
4 ? 3 4 59
4 ? 3 4 2 3
5 3 3 ≅ Φ 4
5 3 3 ≅ 3 &
Φ 5 、 9 ≅
? Φ ∀ ≅?
Φ Φ , 3 3
? 2 ∀ ≅ 3
Φ 2 69
? 9 ∀ 22
? Φ ∀ 62
? 3 ∀ 94
表 9 参根病情调交
Ψ0 < ∀ 9 Γ! % > 亡> ∀ < 1! = (. + 0. + (1 ε! %> 1, ) (∃ , + ∃ ) % Ε (φ帅+ # 9 ; Μ
处理Ψ % + 0 ; + ∃
等级 γ % 0= +
3 & 9 2 4
病情指数 #写∗ 0 + 1 , = (.+ 0 . + (∃ ε! % >
?9≅9&3试验 Ζ [ / + % (; + ∃ # ∃ + δ ,(−;
对照 Ι 1 ∃ % 1 −# ∃ 1 % ; 0 −,(−; Δϑ Δϑ ϑϑ ϑΔηΔ
采用高光效膜尚能提高人参的抗病能力 #表 9 ∀ 增
强光合作用 , 增加产量 〔表 2 ∀
由于高光效膜改善了光质 , 促进了人参活性成分
积累 , 提高了人参内含药用成分的含量 , 经测定 , 参根
期 孟继武等 8高光效膜对人参生态的影响 9 ;
皂贰含量试验区为 5 Ω ⊥ , 对照 区为 5 9 ⊥ ∴参茎叶
皂贰含量试验区为 9 5 ;: ⊥ , 对照 区为 ] 5 ]ς ⊥ 5 由此可
表 人今产? 调查
介Υ 5 ∋ϑ ΘΡ= Ε 3 Υ ≅ ϑ ? Χ Β4Γ =4Χ ΕΒ= ΔΝ
看出 , 试验区与对照区存在着明显的差异 , 即应用高光
效膜对人参生产效益是显著的5
处理Τ Θ = 3 ? Φ = 4 ?
调查时间
∋ ϑ Θ Ρ = ΕΒ4 Χ
栽苗等级1 扭Ν = ≅ <
? ΔΕ4 =
ΠΔ3 4 ? Β4 Χ
∃4 Γ = 4 Χ
侧产面积
, Θ = 3 ≅ <
Γ ϑ Θ Ρ =Ε Β4 Χ
Ε Β= ΔΝ
6Φ Λ 7
栽苗重ε = ΒΧ Υ ? ≅ <
Π Δ3 4 ? Β4 Χ
∃4 Γ = 4 Χ
6Ψ Χ β Φ Λ 7
产量2 Β= ΔΝ
6Ψ Χ β Φ Λ 7
根重增长率+ 3 ? = ≅<
∃4 ∀ Θ = 4 Δ = 4 ?
≅ < Θ ΑΒΟ≅ Φ =Ι = ΒΧ Α? 6⊥ 7
单支重ε = ΒΧ Υ ? ≅ <
Γ Β4 Χ Δ=
Θ Α ΒΟ≅ Φ =
6Χ 7
增产率+ 3 ? = ≅ <
试验 & Ζ /= Θ ΒΦ = 4 ?64=Ι <ΒΔΦ 7对照 ∀ ≅ 4 ?Θ ≅ Δ64 ≅ Θ?4 3 Δ <ΒΔΦ 7
试脸 & Ζ Π =ΘΒ , 4 ?64 = Ι <ΒΔΦ 7
对照 ∀ ≅ 4 ?Θ ≅ Δ64 ≅ ΘΦ 3 Δ <ΒΔΦ 7
试验 & Ζ Π = Θ ΒΦ = 4 ?6 4 =Ι <ΒΔΦ 7
对照 ∀ ≅ 4 ?Θ ≅ Δ64 ≅ ΘΦ 3 Δ <Β ΔΦ 7
Ω 5 5 : :
:
Ω 5 5 :
Ω 5 5 : Ω :
:
: 5 ] ;
: ] ;
] ! Ω
5 ] ! Ω
5
5
9 9。 9 9
] 5 Ω
] ! 5 9
! : 5 9 9
5 ] ς
Ω 5
; 5 9 ]
: 9 5 ! Ω
5 ;
:ςΩςΩ9 9]:9ς5ς5班口切4‘)曰几(,Υ心4 廿 了,‘Ν∃⋯七=连左Ν4,州,目Γ∗Υ
综上所述 , 通过参叶反射光谱研究 , 能反映出植物
的生态特性 , 利用其规律指导人参栽培是一项可广泛
推广的农业生产新技术 ∀
参考文献
& 沈允钢 、王天铎 ∀ & Φ 66 ∀ 作物的光合作用 间题 ∀ 光合作用 ∀ 上
海科学技术出版社 , 上海 , 5& 一56 ,
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物质生产 ∀ 第 2 版 , 养贤堂发行 , 东京 , 9Φ ∀