全 文 ：亚 热 带 植 物 通 讯 1 98 8 ( 2 ) , 1 2一
S u b t r o P i e a l P l a n t R e s e a r e h C o m m u n i e a t
1 5
香荚兰光合特性与室内栽培
措施 合 理 性 探 讨 `
陈秀峰 郑 国基
(福 建 省 亚 热 带 植 物 研 究 所 )
、
摘 要 笔者采用红 外线 C O Z微量分析仪和 ’屹 O : 标记 , 测定玻璃室 内栽培
的香芙兰不同生育期叶片的光饱和点 、 光补偿点 及植抹 器官间 C O : 的吸收 、 固
定量 。并测 定玻璃室内大面 积种植 的香英 兰叶面积 系数和 空间分布 。 结果表明 ,
香芙兰对 C O : 吸收和 固定属于 C A M 类型 。 不同生育期叶片的光饱 点 为 10 0 0 0勒
克斯 , 尤补偿 点为 50 0勒克斯 。 并根据其尤合特性 , 对玻璃室 内香芙兰 栽 培 措
施合理性进行 了探讨 。
光合作用是绿色植物固有的特性 。 C O Z的吸收 、 同化则是光合作用进行 的 重 要 标
志 。 C O Z的吸收 、 固定途径 , 大体上可分为三个类型 : 一是 C 3植物的 C O Z固 定 途 径 ;
二是 C ;植物的固定途径 ; 三是 C A M代谢类型 。
植物有 : 仙人掌科 、 大戟科 、 番杏科 、 凤梨科 、
目前己被实验证实属于 C A M代谢类型的
百合科 、 石蒜科 、 龙舌兰科 、 罗摩科和
兰科等肉质植物 泛` 〕 。 兰科香荚兰 ( V a n i l l a Pl a n玄f o l落a ) 是属于何种 C O : 代谢类型 , 其光
合特性— 光饱和点和光补偿点又是如何 , 迄今 国内尚未见报道 。 探讨土述两个问题 ,对 于在 亚热带地区采用人工模拟生态的室内合理栽培技术措施以取得 ;葫 占 稳产将是重要
的 。
材 料 与 方 法
材 料 供试材料取 自本所玻璃室内栽培的结荚期 、 营养旺盛期及盆栽幼苗期香荚
兰的叶片 、 茎蔓与果荚 。
方 法 (一 ) C O : 吸收的常规测定 , 采用广东佛山仪器厂生产的 F Q一 W 红 外 线
C O
: 微量分析仪 , 气体流量为 1升 / 分 , 大气 C O : 浓度 3 2 0 p p m , 叶室温度 26 一 30 ℃ 。
(二 ) 光照强度的测定采用北京师范大学生产的 S T S O型农用照度计 , 光源为 碘钨
. 本研究承 山东省农业科学 院玉 米研究所吴尔福同志协 助测定光合曲线 , 山东省农业科学 院啄子能研究 所 协 助
1 4 C O 2标记 、 测定 , 特致谢忱 。
.
1 2
.
灯 与生物灯配合。
( 三 ) `4 C O : 的标记浓度为0 . 3 帕 。 结荚期 、 营养生长期植株系离土带根 , 幼苗 期
以盆栽幼苗进行标记 。 标记一小时后 , 立即按其叶片、 茎蔓与果英分别冲洗 , 烘干 , 制
样 , 用 F J一 53 液体闪烁仪进行脉冲测定 。
( 四 ) 叶面积测定采用重量法求得 。
结 果 与 分 析
一 、 光合特性— 光饱和点和光补偿点
不同生育期叶片的光饱和点和补偿点
侧定结果 (图 1 、 图 2 ) 表明 :
(一 ) 香荚兰叶片无论是幼苗期 , 还
是营养旺盛期 , 只要是稳定的功能叶片 ,
其叶位间的光饱和点和补偿点 , 基本稳定
在一个数值上 , 即光饱和点为10 , 0 0勒克
斯 , 光补偿点为 5 0 勒克斯 。 当光照 强 度
超过 1 0 , 0 0 勒克斯时 , 其光合速率趋于下
降 。
(二 ) 香芙兰不仅最大需光 量 极 低
( 不超过 10 , 0 0勒克斯 ) , 而且光合速率
也 比一般植物低 , 平均只有 6 . 7毫 克 C O Z
/ 平方分米 / 小时 (表 1 ) 。
二 、 昼夜 的 C O : 吸收和固定
采用 ` 落C O : 进行昼夜示踪 , 结果如表
2 所示 。
从表 2 可看出 , 无论是白天 , 还是夜
间 , 香荚兰均有吸收和固定C O : 的能力 ,
/
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光照强度 (勒克斯 )
J 万
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图 1 香英 兰盆栽幼苗期叶 片的 光合强 度
赵攀欲巾
图 2 香英兰营养旺盛期叶片的光合强 度
ǎ留妥\兴众叔十\NOU斟积à侧葱巾呆
表 1 不 同作物种类光合速率比较
作 物 种 类 光合速率 (毫克 C O 忿 / 平方分米 / 小时 )
甘蔗 〔2 」 ( 10个品种 )
水稻 一 2J (1 2个品种 )
香荚兰 ( 7 个叶片)
52
。
0 ( 3 4一 8 6 )
4 0
。
2 ( 3 4
。
0一 4 7 。 1 )
6
。
7 ( 3
。
6 8一 9 。 2 4 )
表 2 香芙 兰叶片对 ’ 4C O Z 的吸收 、 固定
时 n弓
光 强
(勒克斯 ) ( ℃ )
4 C O Z浓度
( % )
1 4 C O 2 吸收、 固定数
(脉冲 / 5 0毫克 )
3 0
,
0 0 0
0
3 1
2 2
3 9了。 7
1 7 0
`
1
天间IJ夜
右_几以 l` ! 天为 _ i三。
三 、 夜间植株 不同器官对 C O : 的吸收和固定
采 川 ’ 4C 0 : 进行 了植株器官示踪 , 结果见表 3 。
表 3 夜间 香英 兰不同器 官衬 `弓C O : 的吸收 、 固定 (脉 冲 / 50 毫克 )
生 育 期 叶 片 茎 蔓 果 芙
幼 苗 `幼1 1 4 1 . 1 3 8 . 9 ’ 一
背养 ` }几氏 l庆盛少UJ 2 2 6 . 4 9 2 . 2 一
结 英 期 2 6 9 . 9 15 0 . 9 6 5 . 7
. 样品烤焦 , 数值偏低 。
丧 3 表明 , 绿色器官在夜间同样具有吸收 、 固定 C O : 的能力 , 但不同器 官 有 所 差
异 , 其中叶片最 高 , 茎蔓次之 , 果荚也有吸收 、 固定能力 ; 不 同生育期的吸收 和 固 定
C O
: , 不仅叶片有差异 , 而且茎蔓也有明显不同 , 均以结荚期为最高 , 营养 旺 盛 期 次
之 , 幼苗期较弱 。
四 、 叶面积系数和空间分布特点
为了探讨在人工模拟生态条件下 , 室 内栽培香英兰的合理 叶而积系数及其空间分布
特点 , 我们曾对室内栽培的三年生植株 ( 结荚期 ) , 按 自然垂直高度分三层 , 分别测定
叶面积系数 , 得到如下数据 : o 厘米为 0 . 3 , 0 一 1 0 厘米 为 。 . 85 , 1 0 一 1 60 厘 米 为
0
.
9 8 , 总叶面积系数为2 . 15 。 这些资料表明 :
1
。 香荚兰叶片所 占的空间比较大 , 分布也较均匀 。
2
. 各层次的叶面积都没有超过地面面积 , 总叶面积只为栽培室面积 2 倍 左右 ,
地面复盖率不大 。 扩大叶面积系数 , 可进一步发挥其生产潜力 。
讨 论
一 、 香英兰吸收 、 固定 C O : 的问题
经 ’ ` C O : 示踪结果表明 , 香荚兰在白天 (有光 ) 和夜间 (无光 ) 条件下 , 均有吸收 、
固定 C O : 能力 , 而以白天为主 , 约占总吸收 、 固定量的 70 肠 , 夜间约占30 肠 。 但在某种
情况下 , 也曾发现在有光条件下 , 有时对大气中 C O : 的吸收 、 消耗十分微弱 , 甚至几乎
难以测出 , 这说明香英兰吸收和固定 C O : 与外界环境条件有着密切关系 。 这一结果与国
外许多研究者 ” 的研究结论相一致 。 据此 , 笔者认为香荚兰吸收 、 固定 C O : 的代 谢 类
型是属于 C A M植物类型 。
二 、 根据香荚兰的光合特性 , 采取相适应的栽培技术措施问题
香荚兰是一种比较典型的阴性植物 , 其耐阴程度比大豆强 , 光补偿点仅为玉米 、 小
麦的 50 一 60 肠 , 但光饱和点约为大豆的 40 帕 、 小麦的 35 肠 、 玉米的 20 肠 一` J 一 。 过份超饱和点
的光强度不 利于生长发育 。 室内栽培中往往 发现遮光度不够 , 直射光太强而引起叶片变
黄 , 果荚大量脱落 。 为了保证香荚兰生长发育 良好 , 应根据其光合特性 , 按季节变化规
律 , 改变阴蔽程度 , 创造 良好的人工生态条件 , 以满足香荚兰生 长发育要 求 。 初 步 认
为 , 冬 、 春季节 自然光照较弱 , 玻璃室内可将透光 录调节到 自然光的 2。弘 ; 夏 、 秋两季
自然光照较 强 , 透光量调节为 10 帕较适宜 。 这样 , 旅木上就能满足香荚兰最大需光量的
要求 。
三 、 提高香英兰光能利用率问题
香荚兰 白天光合速率与夜间对 C O Z吸收 、 固定之和约为 8 一 10 毫克 C O Z / 平方分米
/ 小时 , ’ 若与甘蔗 ( C户 、 水稻 ( C 。 ) 比较 , 分别比甘蔗低 4一 5 . 5倍 , 比水稻 低 3 一
4倍 (表 1 ) 。 这种低光合速率仍是香荚兰固有的光合特性 , 要通过人为措施改变这一
特性 , 看来比较困难 。 因此 , 提高室内香荚兰光能利用率的根本出路 , 在于增加单位面
积的种植株数 , 提高叶面积系数 , 这是提高单位面积产量的主要途径 。 本所内现行栽培室
每亩定植 1 1 0 0一 1 2 0 0株 , 亩产商品荚为 26 一 8z 公斤 。 由于植株向上攀缘生长 , 分枝不多 ,
叶片短 , 虽然群体所 占有空间高达 1 60 厘米以上 , 但叶面积系数仅为 2 . 15 。 与小麦相比 ,
小麦群体所 占空间高度仅为 80 一 10 厘米 , 而 “ }一而积系数却达 4 一 5 之5 ’ 6 , 7 〕 。 因此 , 从
叶片的空间分布来看 , 香荚兰室内种植可以提高到每亩 2 0 0。株 以 _上。 这样既可充分利用
光能 , 又可达到 利用植株本身互相遮阴 , 满足香荚兰的生育要求 , 发挥单位面积产量潜力 。
香荚兰在热带原产地一般 1[ 年 (收获期 8 年 ) 才一行更新 。 但引种到亚热带地区进行
玻璃室内模拟生态栽培 , 往往由于冬季低温造成寒害或寒害引发病害 , 致使投产后植株
过早衰退 , 缩短生产周期 。 若缩短 更新年限 , 增加更新次数 , 虽然可取得高产稳产 , 但
成本较高 。 为了既达到 高产稳产 , 又不太多地增加成本 , 笔者经三年来试验 , 在同一块
地上连续逐年定植 (称为梯队种植法 ) 。 这种方法可使攀缘柱上同时生长着不同生育期
钓植株 , 以保证合理更新 , 后继有苗 , 达到年年丰产稳产 。
参 考 文 献
〔 1 〕 卓仁松 , 1 9 8 2 。 农业部全国植物生理训练班教材 。
〔 2 〕 村田吉男 , 甘蔗 、 水稻光合速率研究 。 日本农业技术 35 , ( 1) : 1一 7 `
〔 3 〕 福建省亚热带植物研究所图书资料情报室 , 1 9 8 1 . 几种热带作物生态生理译 文 集 , 7 一 1 2
页 。
[ 4 〕 吴尔福 , 1 9 8 2 。 玉米品种资源光能利用研究 。 中国农业科学 , ( 5 ) , 9 一 1 .5
〔 5 〕 陈秀峰等 , 1 96 2 。 中国作物学会第二届年会论文集 。
〔 6 〕 郝欣先 , 1 0 7 4 。 大豆高产群体结构类型 。 大豆科学第二卷 。
〔 7 〕 黄舜阶等 , 1 96 3 。 山东植物学会作物群休论文集 , 1一 5页 。