全 文 ：刘 端，白志强，韩燕梁，等． 2 种欧李幼苗光合特性及叶绿素含量的比较［J］． 江苏农业科学，2012，40(2) :115 － 117．
2 种欧李幼苗光合特性及叶绿素含量的比较
刘 端，白志强，韩燕梁，江晓珩
(新疆林业科学院森林生态研究所，新疆乌鲁木齐 830000)
摘要:以 2 种一年生欧李(欧李、毛叶欧李)幼苗为试材，使用 Li － 6400 便携式光合分析仪测定了自然条件下 2 种
欧李的光合生理特性和叶绿素含量。结果表明，2 种欧李的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)和水分利
用效率(WUE)具有明显的“午休”现象，除 Tr 的最高值出现在 12:00 左右外，其他指标的最高值分别出现在 10:00 与
16:00 左右，低谷则出现在 14:00 前后;欧李 Gs、WUE 的日变化趋势与 Pn 基本一致。欧李 Ci 的日变化趋势与 Pn 相
反，呈凹峰形曲线。欧李叶绿素含量高于毛叶欧李。
关键词:欧李;光合特性;叶绿素
中图分类号:Q945． 1 文献标志码:A 文章编号:1002 － 1302(2012)02 － 0115 － 03
收稿日期:2011 － 09 － 29
基金项目:新疆维吾尔自治区林业科技专项。
作者简介:刘 端(1966—) ，女，四川仁寿人，高级实验师，主要从事
森林生态研究。E － mail:liuduan1114@ 126． com。
通信作者:白志强，高级工程师，主要从事森林生态研究。E － mail:
bai1963@ 163． com。
光合作用是植物体内重要的生理过程，由于其在植物进
化过程中的稳定性而一直是植物生理生态研究的重要内
容［1］。光合作用的日动态变化特征反映了植物的遗传特性
和对环境的适应能力，可以作为判断植物生长和抗逆性的指
标［2］。欧李主要有 2 种野生种，分别是欧李［Cerasus humilis
(Bge)Sok．］和毛叶欧李［Cerasus dictyoneura (Diels)Yu．］，
为蔷薇科樱桃属落叶小灌木，是果药兼用的野生树种［3］。欧
李抗寒、抗旱、耐瘠薄，栽培技术简单，在我国分布广泛，已被
国家列为干旱半干旱地区防风固沙、水土保持、城市绿化、生
态建设中的优良灌木树种，是干旱地区生态环境建设的先锋
树种。此外其经济价值极高，用途非常广泛。欧李果肉可食，
富含蛋白质、维生素和钙质，俗称“钙果”，适于鲜食与加工，
其仁可入药，其茎可作饲料和编织材料。因此，欧李的开发利
用和人工栽培前景广阔。本研究通过测定欧李的光合作用日
变化特征与叶绿素含量变化，以期优化欧李在干旱半干旱地
区的引种和栽培，为欧李的进一步开发利用及大面积推广奠
定理论基础。
1 材料与方法
1． 1 试验地点
试验地点位于新疆博乐市青得里乡，北纬 44°5728． 7″、
东经 82°0042． 2″，属北温带大陆性干旱气候，年平均气温
－ 7． 8 ℃、积温 3 137． 7 ℃，年实际日照时数 2 700 ～ 2 900 h，
无霜期 153 ～ 195 d，年降水量为 90 ～ 500 mm。
1． 2 试验材料
试验所用欧李为 2 种一年生移植苗，分别为欧李和毛叶
欧李。
1． 3 试验方法
1． 3． 1 光合指标的测定 选取生长状况良好、长势一致、健
康无病的欧李幼苗，每个品种 3 株，每株选定向阳方向、当年
生、成熟叶片 3 ～ 5 片，使用 Li － 6400 便携式光合分析仪于晴
天少云时测定光合指标，时间从 08:00—20:00，每间隔 2 h 测
定 1 次，每张叶片重复 3 次读数。测定指标为:净光合速率
(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、胞间 CO2 浓度(Ci) ，水
分利用效率(WUE)用 Pn /Tr 来表示。
1． 3． 2 叶绿素含量的测定 分别称取不同处理的欧李叶片
0． 1 g，剪碎后放入盛有 10 mL 丙酮提取液的试管内，加盖置
于黑暗条件 3 d，浸提至组织变白。采用 722N 分光光度计于
663 nm、646 nm波长下测定吸光度，利用以下公式计算叶绿
素含量:
Ca =(12． 21D663 nm － 2． 81D646 nm)× V /(1 000m)
Cb =(20． 13D646 nm － 5． 03D663 nm)× V /(1 000m)
Ct =(17． 32D646 nm + 7． 18D663 nm)× V /(1 000m)
式中:Ca 为叶绿素 a 含量(mg /kg) ;Cb 为叶绿素 b 含量
(mg /kg) ;Ct 为叶绿素总含量(mg /kg) ;V 为浸提液的最终体
积，10 mL;m为叶片鲜质量，0． 1 g。
1． 4 数据处理
采用 SigmaPlot软件和 Excel软件进行数据处理。
2 结果与分析
2． 1 欧李净光合速率和蒸腾速率的日变化特征
由图 1 可以看出，2 种欧李 Pn 的日变化均呈典型双峰形
曲线，存在明显的光合“午休”现象。欧李 Pn 随着光合有效
辐射(PAR)的增强而增大，于 10:00 左右出现第 1 次高峰，欧
李 Pn 达到 16． 25 μmol /(m
2 · s) ，毛叶欧李 Pn 达到
13． 58 μmol /(m2·s)。之后 Pn 和 PAR 开始缓慢下降，在
14:00时达到低谷，欧李 Pn 为 6． 25 μmol /(m
2·s) ，毛叶欧李
Pn 为 5． 64 μmol /(m
2·s)。约 16:00 时 Pn 出现第 2 次高峰，
欧李 Pn 为 10． 24 μmol /(m
2 · s) ，毛 叶 欧 李 Pn 为
11． 65 μmol /(m2·s)。至 20:00 时，欧 李 Pn 降 至
3． 56 μmol /(m2·s) ，毛叶欧李 Pn 降至 2． 89 μmol /(m
2·s)。
—511—江苏农业科学 2012 年第 40 卷第 2 期
DOI:10.15889/j.issn.1002-1302.2012.02.103
2 种欧李的日变化趋势基本一致，只是毛叶欧李的 Pn 峰值低
于欧李。Pn 与光照强度、温度等因素密不可分，有研究表明，
欧李光合“午休”的原因是由于强光照导致植株温度过高或
过度失水，使气孔导度降低甚至关闭，胞间 CO2 浓度降低，进
而使光合速率下降［4］。
蒸腾是植物必不可少的生理过程，其主要生理作用在于
降低植物体温、增加植物水分吸收和增加无机离子的吸收和
运输［5］。2 种欧李 Tr 的日变化也呈双峰形曲线(图 2)。随着
光照增强，气温逐渐升高，欧李叶片的水汽压差也随之增大，
Tr 不断升高。在 12:00 时 Tr 出现第 1 次高峰，欧李 Tr 为
7． 5 mmol /(m2·s)，毛叶欧李 Tr 为 9． 41 mmol /(m
2· s)。在
14:00 左右欧李出现蒸腾“午休”。此后蒸腾速率又有所上升，
16:00 达到第 2个峰值，欧李 Tr 为 7． 00 mmol /(m
2·s)，毛叶欧
李 Tr 为 7． 82 mmol /(m
2·s)。随后欧李蒸腾速率不断降低。
由图 2 可见，在日变化过程中基本上欧李 Tr 都小于毛叶欧
李，这与 Pn 的变化趋势相反。欧李蒸腾过程中的“午休”现
象可能是由空气湿度降低引起气孔关闭所致，这是植物减少
水分散失的一种适应方式，说明 Tr 与叶片气孔调节有关
［5］。
2． 2 欧李叶片气孔导度的日变化特征
气孔是气体进出植物体的主要通道，光合作用所需 CO2
和蒸腾作用放出的 H2O都通过气孔进出植物体
［6］，因此 Gs 对
植物光合作用和蒸腾作用都产生重要影响。欧李叶片 Gs 的日
变化趋势与 Pn、Tr 基本一致，为双峰形曲线。欧李叶片 Gs 随
PAR增强而增大，在 10:00左右达到全天最高值，欧李叶片 Gs
为 0． 25 mol /(m2·s) ，毛叶欧李叶片 Gs 为0． 35 mol /(m
2·s)。
14:00 时，欧李叶片 Gs 降至 0． 14 mol /(m
2·s) ，毛叶欧李叶
片 Gs 降至 0． 12 mol /(m
2·s) ，这可能与午后光合辐射增强、
大气相对湿度降低、叶片蒸腾失水强烈引起气孔开度降低有
关。之后 Gs 又有所回升，16:00出现第 2 次峰值，欧李叶片 Gs
为 0． 18 mol /(m2·s) ，毛叶欧李叶片 Gs 为 0． 19 mol /(m
2·s)。
之后 Gs 逐渐下降，到 20:00 左右气孔基本关闭，Gs 降到最低，
欧李叶片 Gs 为 0． 08 mol /(m
2· s) ，毛叶欧李叶片 Gs 为
0． 10 mol /(m2·s)。欧李 Pn 随着欧李叶片 Gs 的降低而降
低，因此欧李叶片 Gs 可能是影响欧李 Pn 的主要因素之一。
2． 3 欧李水分利用效率的日变化特征
WUE为 Pn 和 Tr 的比值，表征植物消耗单位水量所产生
的同化量，是反映植物利用水分能力的重要指标。对于干旱
半干旱地区植物，WUE对于维持植物的正常生长具有非常重
要的意义［7］。
从图 4 可以看出，上午的欧李 WUE 明显高于下午，最高
值出现在 10:00 前后，欧李 WUE达到 2． 53 μmol /mmol，毛叶
欧李 WUE达到 1． 88 μmol /mmol，此时光照逐渐增强，气孔开
度较大，净光合速率增加较快，空气相对湿度较大，蒸腾速率
处于较低水平，所以水分利用效率较高。随着光照强度增强，
气温上升，空气相对湿度明显下降，叶内外水汽压差上升，从而
引起气孔部分关闭，限制了 CO2 由气孔外向气孔内的扩散，净
光合速率已经开始下降，因蒸腾损失水分持续上升，因而 WUE
下降明显，14:00 时进入低谷，欧李 WUE 为 0． 97 μmol /mmol，
毛叶欧李WUE为 0． 82 μmol /mmol。16:00 时又有所回升，欧
李 WUE 上升至 1． 46 μmol /mmol，毛叶欧李 WUE 上升至
1． 49 μmol /mmol。之后逐步下降，至 20:00 时WUE处于最低
值。基本上欧李的 WUE大于毛叶欧李的 WUE。
2． 4 欧李胞间 CO2 浓度的日变化特征
Ci 是外界 CO2 进入植物叶肉细胞过程中，所受各种驱动
力和阻力以及叶片内部光合作用和呼吸作用的最终平衡结
果［5］。Ci 与大气 CO2 浓度呈同步变化趋势
［2］。从图 5 可以
看出，欧李的 Ci 与 Pn 变化趋势相反，呈凹峰形曲线。受大气
CO2 浓度影响，欧李 Ci 在早、晚比较高，08:00 时，欧李 Ci 为
321． 83 μL /L，毛叶欧李 Ci 为 368． 25 μL /L。随着光强增加，
欧李 Ci 开始呈下降趋势，在 10:00—18:00 期间欧李 Ci 基本
保持平稳，18:00 后又明显升高，20:00 时达到全天最高值，欧
—611— 江苏农业科学 2012 年第 40 卷第 2 期
李 Ci 为 314． 37 μL /L，毛叶欧李 Ci 为 435． 84 μL /L。
2． 5 欧李叶片叶绿素含量及吸收光谱
叶绿素是光合作用的重要载体，叶绿素 a 主要吸收红光
等长波光，叶绿素 b主要吸收蓝紫光，其含量和比例是植物适
应和利用环境的重要指标。叶绿素含量的高低在很大程度上
反映了植株的光合能力和生长状况，光合速率与叶绿素含量
密切相关［8］。
由表 1 可见，欧李叶片的叶绿素 a、叶绿素 a + b、叶绿素
a /b分别为 6． 93 mg /kg、8． 67 mg /kg、3． 98，毛叶欧李叶片的
叶绿素 a、叶绿素 a + b、叶绿素 a /b 分别为 6． 48 mg /kg、
8． 23 mg /kg、3． 70。二者的叶绿素 b 含量差别很小。欧李叶
片叶绿素含量高于毛叶欧李，其光合性能也强于毛叶欧李，这
与欧李 Pn 的测定结果是一致的。从图 6 可以看出，2 种欧李
叶片叶绿素在红色 663 nm与蓝紫色 435 nm处表现出明显的
吸收光谱，欧李在 663 nm 和 435 nm 处的吸光度分别为
0． 584、1． 276，毛叶欧李则分别为 0． 591、1． 308。
表 1 2 种欧李叶片叶绿素含量
品种
叶绿素 a
(mg /kg)
叶绿素 b
(mg /kg)
叶绿素 a + b
(mg /kg) 叶绿素 a /b
欧李 6． 93 1． 74 8． 67 3． 98
毛叶欧李 6． 48 1． 75 8． 23 3． 70
3 结论与讨论
欧李和毛叶欧李的 Pn、Tr、Gs、WUE 变化趋势基本一致，
均为典型双峰形曲线，Pn 与 Tr 存在明显的光合“午休”现象。
Pn、Gs 随 PAR的增强而增大，约在 10:00 和 16:00 出现高峰。
随着光照增强，气温逐渐增大，叶片水汽压差增大，欧李 Tr 不
断升高，在 12:00 和 16:00 左右出现高峰。上午的欧李 WUE
明显高于下午，最高值出现在 10:00 前后。欧李 Ci 变化趋势
与 Pn 相反，呈凹峰形曲线。根据 Farquhar 等的研究，只有当
净光合速率和胞间 CO2 浓度变化趋势相同，且气孔限制值增
大，才可认为光合速率下降主要是由气孔因素引起;如果胞间
CO2 浓度和净光合速率变化方向相反，气孔限制值减小，则净
光合速率下降归因于叶肉细胞同化能力的降低［9］。这说明
欧李“午休”主要是非气孔限制造成的。
叶绿素是光合作用的重要载体，叶绿素含量的高低反映
了植株光合能力的强弱，欧李叶片叶绿素含量高于毛叶欧李，
这与欧李 Pn 高于毛叶欧李相一致。
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