全 文 ：化香平 , 姜卫兵 , 韩　键 , 等. 南京地区春末红花檵木和红叶石楠光合特性差异 [ J ] . 江苏农业科学 , 2011 ,39 (5):219 -221.
南京地区春末红花檵木和红叶石楠光合特性差异
化香平 , 姜卫兵 , 韩　键 , 翁忙玲 , 谢智华 , 文习成 , 彭丽丽
(南京农业大学园艺学院 ,江苏南京 210095)
　　摘要:在自然条件下 , 比较了南京地区春末红花檵木和红叶石楠的光合特性和叶绿素荧光特性。结果表明:红花
檵木的叶绿素 、类胡萝卜素和花青素含量均极显著高于红叶石楠;红花檵木的净光合速率 、光补偿点 、光饱和点 、表观
量子效率 、水分利用效率 、PSⅡ最大光化学效率均低于红叶石楠。红花檵木和红叶石楠的 Pn 日变化均为双峰曲线 ,蒸
腾速率日变化均为单峰曲线 ,二者均出现了光合 “午休”现象。
　　关键词:红花檵木;红叶石楠;光合特性;叶绿素荧光特性
　　中图分类号:S687. 301　　文献标志码:A　　文章编号:1002 -1302(2011)05 -0219 - 03
(上接第 218页 )
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　　红花檵木 (Loropetalum chinense var. rubrum)为金缕梅科
檵木属檵木的变种 ,常绿灌木 ,花红叶红 ,色彩绚丽 ,生态适应
性强 ,是非常理想的园林造景彩叶植物 [1 ] 。红叶石楠 (Pho-
tinia frasery Dress )是蔷薇科石楠属杂交种的统称 ,常绿小乔
木 ,因其鲜红色的新梢和嫩叶而得名 ,具有很高的园林应用价
值 [2 ] 。彩叶植物因其独特的叶色近年来在园林绿化中备受
重视 ,应用也越来越广泛 [3 ] 。而红花檵木和红叶石楠作为比
较常见的彩叶植物 ,在园林绿化中也发挥着不可替代的作用 。
目前对红花檵木和红叶石楠的光合特性的研究较少 ,特别是
收稿日期:2010 -11 - 16
基金项目:江苏省农业科技示范推广项目(编号:BC2005344)。
作者简介:化香平(1982— ),女 ,河南濮阳人 ,硕士研究生 , 研究方向
为园艺园林植物生理生态。 E - mail:xiangping0718@163 . com。
通信作者:姜卫兵 ,教授 ,硕士生导师 , 研究方向为园艺园林树种资
源 、生理生态和园林规划设计。 Tel:(025)84396964;E - mail:
weibingj@sohu. com。
对它们的叶绿素荧光特性尚无研究报道 。本研究测定了红花
檵木和红叶石楠的光合特性及叶绿素荧光特性 ,以期揭示它
们的光合作用的基本生理生态特征和规律 ,为生产栽培和园
林应用提供参考依据 。
1　材料与方法
1. 1　试验材料
试验于 2010年5月中旬在南京农业大学校园绿地进行 ,
选择立地条件相同 、生长基本一致的三年生红花檵木 、红叶石
楠为材料 ,在叶片呈现典型的红色时 ,取新梢中上部向阳面从
顶端数第 4 ～5片叶进行各项指标测定 。
1. 2　光合特性测定方法
1. 2. 1　光合作用日变化　选取无病虫害的枝梢 ,以成熟功能
叶 (由枝顶往下数第 3 ～5片叶 )为测定对象 。选择晴朗无风
天气 ,于07:00 —17:00每隔2 h在完全模拟自然环境的条件
下测定。利用英国 PP - System公司生产的 CIRAS -1型光合
测定系统 ,开放式气路测定大气温度 (Ta )、光照强度 (PFD )等
—219—江苏农业科学　2011 年第 39 卷第 5 期
DOI 牶牨牥牣牨牭牳牳牴牤j 牣i ssn牣牨牥牥牪牠牨牫牥牪牣牪牥牨牨牣牥牭牣牨牭牬
气候环境参数和净光合速率 (Pn )、蒸腾速率 (Tr )、气孔导度
(Gs )、胞间 CO2 浓度 (Ci )等光合参数 ,水分利用效率 (WUE)
=Pn / Tr 。每种植物重复测定3株 ,每株测定3张叶片 。
1. 2. 2　Pn 的光响应曲线的测定 　设定叶室 CO2 浓度为
(380 ±5 )μL/ L ,相对湿度为大气湿度的 80%左右 ,将光照强
度在 0 ～2 000 μmol / (m2 s )范围内设定 15 个梯度 (即
2 000 、1 800 、1 500 、1 200 、1 000 、800 、500 、200 、180 、150 、120 、
100 、80 、50 、0 ),测定 PFD - Pn 曲线 ,根据曲线的拟合方程求
出光补偿点 (LCP )和光饱和点 (LSP )。将 PFD 在 0 ～
200 μmol / (m2 s )范围内的测定值进行直线回归 ,斜率即为
表观量子效率 (AQY )。
1. 2. 3　光合色素含量测定 　采摘与光合测定部位相近叶片
带回实验室进行分析 。叶绿素和类胡萝卜素等光合色素测定
按朱广廉等的方法 [4 ] ;花青素相对含量根据何奕昆等的方
法 [5 ] :以每克鲜重叶片在 10 mL提取液中 0. 1吸光度为 1个
色素单位 (U )。
1. 3　叶绿素荧光参数测定
采用 FMS - 2 脉冲调制式叶绿素荧光仪 (Hansatech ,
UK ),与光合作用日变化同时进行叶绿素荧光参数日变化的
测定 。选用与光合参数测定部位同样的叶片 。获取的主要参
数为:初始荧光 (F0 )、最大荧光 (Fm )、可变荧光 (Fv =Fm -
F0 )、PSⅡ最大光化学效率 (Fv /Fm )、光化学淬灭系数 (qP ),
非光化学淬灭系数 (NPQ )。F0 、Fm 和 Fv /Fm 测定前将叶片
暗适应 30 min。每种植物重复测定3株 ,每株测定3张叶片 。
1. 4　数据处理
试验数据用 DPS数据处理系统和 Excel软件进行分析 。
2　结果与分析
2. 1　光强及气温的日变化
5月中旬南京地区 PFD 和大气温度日变化如图 1 所示 。
一天中光强最大值为 1 668 μmol / (m2 s )左右 , 11:00—
15:00 PFD值均大于 1 000 μmol / (m2 s ), 15:00 后迅速下
降 。昼间气温在 21 ～35 ℃之间 ,13:00左右上升到一天中的
最高值 ,随后缓慢下降 。
2. 2　红花檵木和红叶石楠叶片色素含量的比较
表 1表明 ,红花檵木的叶绿素 a 、叶绿素 b 、叶绿素 (a +
b )、类胡萝卜素和花青素含量均极显著高于红叶石楠 。其中
叶绿素 (a +b )、类胡萝卜素和花青素含量分别为红叶石楠的
3. 29 、2. 92 、2. 66倍;并且红花檵木叶绿素 a / b高于红叶石
楠 ,但差异不显著 。
表 1　红花檵木和红叶石楠叶片色素含量比较
植物名称 叶绿素 a 含量(mg /g FW)
叶绿素 b含量
(mg /g FW)
叶绿素(a +b)含量
(mg/g FW)
类胡萝卜素含量
(mg /g FW)
叶绿素 a/b
含量
花青素含量
(U/g FW)红花檵木
1. 27 ±0. 03 ** 0. 44 ±0 . 02 ** 1 . 71 ±0. 05** 0. 35 ±0. 009 ** 2 . 89 ±0. 02 3 . 25 ±0. 12**红叶石楠
0. 37 ±0. 004 0. 15 ±0 . 01 0 . 52 ±0. 01 0. 12 ±0 . 004 2 . 47 ±0. 16 1. 22 ±0. 03　　注:数据以 “平均数 ±标准误”表示 , “
**”表示同列数字间存在极显著差异。
2. 3　红花檵木和红叶石楠光合生理因子比较
2. 3. 1　净光合速率和蒸腾速率日变化　从图 2可以看出 ,红
花檵木和红叶石楠的净光合速率日变化均呈双峰曲线 。红花
檵木的第 1个峰出现在 09:00 ,为 6. 58 μmol / (m2 s ),而红
叶石楠出现在 11:00 ,为 9. 68 μmol / (m2 s );红花檵木和红
叶石楠的净光合速率均在 13:00时降至低谷;二者的第 2峰
值均出现在 15:00 ,且第 2峰值低于第 1峰值 。
2. 3. 2　蒸腾速率日变化　红花檵木和红叶石楠蒸腾速率日
变化 (T r )呈单峰曲线 (图 2 ),但二者 Tr 峰值的大小和出现的
时间 各 异 。红 花 檵 木 在 11:00 左 右 达 到 高 峰 , 为
3. 03 mmol / (m2 s );而 红 叶 石 楠 出 现 在 13:00 , 为
2. 36 mmol / (m2 s );且红花檵木的 T r高于红叶石楠 。
2. 3. 3　红花檵木和红叶石楠光合参数的比较 　从表 2可以
看 出 ,红叶石楠的LCP和LSP均极显著高于红花檵木 ,而且
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表 2　红花檵木和红叶石楠的光合参数比较
植物 LCP[ μmol / (m2 s)]
LSP
[ μmol / (m2 s)]
Gs
[ μmol / (m2 s)]
Ci
(μL/L ) AQY WUE红花檵木
21. 17 ±2 . 31 1 500 ±7 . 83 58 . 10 ±10. 62 217. 67 ±45 . 81 0. 014 ±0. 002 2. 42 ±2. 22红叶石楠
78. 26 ±2. 75 ** 1 692 ±5. 31 ** 61 . 93 ±24. 43 246. 69 ±62. 44* 0. 018 ±0. 001 3. 00 ±0. 94　　注:“*、**”分别表示同列数字之间存在显著 、极显著差异。
红叶石楠的 AQY 、WUE 、Gs 和 Ci 也高于红花檵木 ,其中红叶
石楠的 AQY和WUE分别为红花檵木的 1. 29 、1. 24倍 。
2. 4　红花檵木和红叶石楠叶绿素荧光特性的比较
由表 3 可知 ,红花檵木的 F0 、Fm 和 ΥPS Ⅱ均高于红叶石
楠 ,分别是红叶石楠的 1. 27 、1. 03 、1. 02 倍;而红叶石楠的
Fv /Fm 、qP 、NPQ高于红花檵木 ,且差异不显著 。
表 3　红花檵木和红叶石楠叶绿素荧光参数比较
植物 F0 Fm Fv / Fm ΥPS Ⅱ qP NPQ红花檵木
80. 88 ±21 . 72 * 376. 81 ±109. 53 0 . 780 ±0. 013 0. 408 ±0 . 044 0 . 53 ±0. 24 1. 11 ±0. 52红叶石楠
63. 50 ±9 . 87 367 . 38 ±58. 05 0 . 826 ±0. 011 0. 399 ±0 . 049 0 . 56 ±0. 23 1. 59 ±0. 37　　注同表 2。
3　结论与讨论
对于单叶净光合速率与叶绿素含量的关系存在较大分
歧 。有研究者认为 ,随着叶绿素含量的增加 ,光合速率增加 ,
二者呈显著或极显著正相关 [6 - 7 ] 。魏书銮等在研究核桃时也
发现同一时期同一品种内叶绿素含量高低可直接反映品种光
合性能的强弱 ,叶片的光合速率随叶片叶绿素含量的增加而
提高 ,二者有密切的相关关系;但同时也发现不同时期同一品
种叶片叶绿素含量和光合速率的相关关系不明显 [8 ] 。本研
究也发现 ,红花檵木和红叶石楠的叶绿素含量与净光合速率
的关系不显著 ,这与曾小平等 [9 ]和冷平生等 [10 ]的结论一致 。
Demmig - Adams等将 ΥPS Ⅱ的下降作为植物遭受光抑制
的重要特征 。红花檵木的 ΥPSⅡ略高于红叶石楠 ,说明红花檵
木发生光抑制程度较红叶石楠轻一些 [11 ] 。这可能是由于红
花檵木的类胡萝卜素含量和花青素含量均显著高于红叶石
楠 ,而类胡萝卜素和花青素不仅可以遮光保护叶绿体 ,同时可
以耗散光能 ,使光合机构免受过剩光能的破坏 [12 -14 ] 。
初始荧光是光系统Ⅱ(PS Ⅱ )反应中心处于完全开放时
的荧光产量 ,最大荧光是 PSⅡ反应中心处于完全关闭时的荧
光产量 ,可反映通过 PS Ⅱ的电子传递情况;二者的大小与叶
片叶绿素含量有关 [15 ] 。红花檵木的初始荧光和最大荧光高
于红叶石楠 ,可能是因为红花檵木的叶绿素含量高于红叶
石楠 。
光补偿点和光饱和点反映了植物利用光的能力 [16 -17 ] 。
红花檵木的光补偿点和光饱和点均低于红叶石楠 ,说明红叶
石楠是喜光树种 ,利用强光的能力比较强 ,红花檵木比较耐
阴 ,利用弱光的能力比红叶石楠强 ,因此在园林复层配置时可
以将红花檵木置于下层 。红叶石楠的水分利用率比红花檵木
高 ,所以红叶石楠的抗旱能力较红花檵木强 ,适应性强 。在种
植红花檵木时 ,由于其水分利用率较低 ,故须适当保持土壤湿
度 ,加强灌水管理 。
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