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不同光照强度下辣木光合作用及与其相关生理指标的日变化



全 文 :植物生理学通讯 第 45卷 第 2期,2009年 2月142
不同光照强度下辣木光合作用及与其相关生理指标的日变化
吕晓静 1, 任安祥 2, 王羽梅 2,*
1内蒙古农业大学农学院, 呼和浩特 010018; 2韶关学院英东生物工程学院, 广东韶关 512005
提要: 测定不同光照强度下生长的辣木光合作用及与其相关生理指标日变化的结果表明, 在高温和高光强的夏季, 辣木的
净光合速率总体趋势是: 遮光 35%>自然光>遮光 65%。适当的遮光(遮光 35%)后, 光合速率的峰值出现晚, 高光合速率的
时间维持的比较长。但遮光不能过甚, 当遮光达到 65%时, 净光合速率除在中午 11:00前后外, 其他时间内均处于较低水
平。据此认为, 在南方高温和高光强的季节里, 辣木适当遮光可以提高辣木的光合速率。
关键词: 辣木; 遮光; 净光合速率; 日变化
Diurnal Variation of Photosynthesis and Related Physiological Index of Moringa
oleifera at Different Light-Intensities
LÜ Xiao-Jing1, REN An-Xiang2, WANG Yu-Mei2,*
1Agriculture College of Inner Mongolia Agriculture University, Hohhot 010018, China; 2Yingdong School of Bioengineering,
Shaoguan College, Shaoguan, Guangdong 512005, China
Abstract: Diurnal variation of photosynthesis and related physiological index of Moringa oleifera at different
light intensities was studied. The results showed that the net photosynthetic rate of M. oleifera with 35%
shading treatment was higher than that with natural light treatment, the net photosynthetic rate of M. oleifera
with natural light treatment was higher than that with 65% shading treatment, in the high temperature and
intensity summer. Compared to the natural light treatment, the net photosynthetic rate of M. oleifera with 35%
shading treatment was higher from 9:00 to 17:00, the peak of photosynthetic rate appeared later, and the
maintenance time of high photosynthetic rate was longer. Compared to the natural light treatment, the net
photosynthetic rate of M. oleifera with 65% shading treatment was always lower from 7:00 to 17:00 except on
11:00. The results suggested that the appropriate shading treatment enhanced the net photosynthetic rate of M.
oleifera, in the high temperature and intensity seasons.
Key words: Moringa oleifera; shading; net photosynthetic rate; diurnal variation
收稿 2008-10-13 修定 2008-11-24
资助 香港铭源基金会项目。
* 通讯作者(E-mail: wym990@vip.sina.com; Tel: 0751-
8 1 2 0 0 6 9 )。
辣木属辣木科辣木属植物, 为多年生小乔木速
生树, 常绿或半落叶。原产于印度北部的亚喜马拉
雅山地带, 是一种有独特经济价值的热带植物。辣
木喜光照, 耐长期干旱。适宜生长温度为25~35 ℃,
在遮荫情况下能忍受 48 ℃的高温, 也能耐受轻微
的霜冻。近年来, 新型药、菜两用植物辣木在广
东韶关市区及新丰、翁源等县引种试种成功, 证明
粤北山区的土壤、气候等条件完全适合于辣木的
生长和繁殖。从作物生理角度出发, 测定遮光条件
下各项光合生理指标的变化(迟伟和王富荣2001; 迟
伟等 2001), 可为改善植物生长的环境条件提供参
考。光为植物的光合作用提供能量(杨渺和毛凯
2002), 当水分充足时, 光照强度就成为光合作用的
限制因素之一。辣木虽然是喜光植物, 但是光照过
强会抑制其生长。在广东省韶关市七八月份高温
和强光季节, 外界气温常常超过辣木生长的适宜温
度的上限, 植物对光抑制条件的敏感性增加而引起
光抑制(许大全等 1992)。本文检测了在炎热季节
中遮光对辣木光合速率和与其相关生理指标日变化
的影响。
材料与方法
试验在韶关学院英东生物工程学院进行。试
验地位于北纬 23°5~25° 31, 东经 112°50~114°45,
年平均气温 18~21 ℃, 最冷月份(1月)平均气温
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8~11 ℃, 最热月份(7月)平均气温 28~29 ℃, 年均
降雨 1 400~1 900 mm, 全年无霜期 310 d左右。试
验是在最热的七八月份进行。
3月 20日辣木(Moringa oleifera Lam.)种子开
始催芽, 4月 20日辣木幼苗定植到花盆中, 于自然
光强下生长。7月1日开始用遮阳效果较好的绿色
纱窗遮阳网进行遮阳处理, 设遮光 35% (即相当于
自然光照强度的65%)和遮光65% (相当于自然光照
强度的 35%) 2个处理, 以自然光照强度为对照。
每处理栽植 8株, 重复 3次。试验小区周围设 2行
保护行, 南北向排列, 行株距为 50 cm×50 cm, 所有
小区采用同一施肥及管理措施。不同光照强度下
生长 50 d后的辣木用于光合指标的测定。
光合速率等指标的测定采用美国LI-COR公司
生产的 LI-6400型便携式光合作用测定仪。在自
然条件下, 选择晴朗少云的天气进行测定。每个处
理选取生长一致的 3株辣木, 每株选生长一致、节
位相同的 3片功能叶进行测定, 每叶重复测定 3
次。各种指标的日变化从 7:00~17:00每隔 2 h测
定1次, 测定不同光照强度下生长的辣木的净光合
速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)和胞间CO2
浓度(Ci)。仪器设定气孔速率为 0.5, CO2流量为
500 mol·s-1。每隔 5 s记录 1次, 共记录 5次, 求得
平均值。用 SPSS 10.0软件进行统计分析。
结果与讨论
1 不同光照强度下环境条件的日变化
如图 1所示, 从早晨到傍晚, 各处理的光照强
度均为低 -高 -低的变化趋势, 中午前后, 一天中光
照最强时, 处理间的光照强度的差异也最大。在光
照强度较弱的早晚, 处理间光照强度的差异也缩小
(图 1-a)。各处理的相对湿度日变化从早到晚呈下
降趋势, 处理间略有波动, 但差异不大(图 1-b)。各
处理的CO2浓度日变化趋势一致, 以早晨日出前为
最高, 日出后迅速降低, 从上午 11时到下午 17时
变化不大。遮光65%的CO2浓度明显高于遮光35%
和不遮光的(图 1-c)。各处理的气温日变化基本一
致, 表现为先上升后下降的趋势(图 1-d)。
图 1 不同光照强度下各环境条件的日变化
Fig.1 Diurnal variation of environmental conditions at different light intensities
2 不同光照强度下辣木净光合速率的日变化
从图2可见, 不同光照强度下辣木净光合速率
(Pn) 随着时间的进程均表现为 “单峰型 ”的变化趋
势,即从早晨 7时开始, 净光合速率逐渐增加, 达
到一定高峰后又逐渐下降。但各处理的净光合速
率高峰值出现的时间不同, 光照最强的(自然光照)
和光照最弱(遮光 65%)的净光合速率于 11:00达到
最高值; 而遮光 35%的净光合速率在 13:00达到最
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高值。自然光下净光合速率只在早晨 9:00以前高
于遮光处理, 11:00后自然光下的净光合速率一直都
比遮光的低, 其中, 遮光35%的净光合速率在11:00
以后远高于遮光 65%和自然光下的。
3 不同光照强度下辣木气孔导度的日变化
从图 3可以看出在不同光照强度下的辣木气
孔导度(Gs)日变化均为早上高, 随后逐渐下降, 17:00
最低。自然光照下 G s一直呈下降的趋势。
图 2 不同光照强度下辣木净光合速率的日变化
Fig.2 Diurnal variation of net photosynthetic rate of
M. oleifera at different light intensities
图 3 不同光照强度下辣木气孔导度的日变化
Fig.3 Diurnal variation of stomatal conductance of
M. oleifera at different light intensities
4 不同光照强度下辣木胞间CO2浓度的日变化
如图 4所示, 辣木叶片胞间 CO2浓度(Ci)从早
晨到中午呈快速下降趋势; 从中午到傍晚变化幅度
不大。其中遮光 35%和 65%分别在 13:00和15:00
左右有一个较小幅度的回升, 而自然光照强度下则
一直呈下降趋势。
5 不同光照强度下辣木蒸腾速率的日变化
从图5可以看出, 从9:00开始各处理的蒸腾速
率(Tr)日变化均表现为先上升后下降的变化趋势, 早
上比晚上的高。自然光下和遮光 65%的在 11:00
左右达到最高峰, 而遮光 35%的 13:00左右达到最
高峰。此外, 蒸腾速率的最高值和最低值均出现在
遮光 35% 的处理中。
综上所述, 可以认为在南方热季培育辣木秧苗
时应该适当的遮光, 这样可以减少高温、强光对辣
木生长的不良影响, 改善辣木生长的环境条件, 提
高辣木叶片的光合同化能力, 从而促进辣木的健康
生长。
图 4 不同光照强度下辣木胞间CO2浓度日变化
Fig.4 Diurnal variation of intercellular CO2 concentrations of
M. oleifera at different light intensities
参考文献
迟伟, 王富荣, 张成林(2001). 遮荫条件下草莓的光合特性变化.
应用生态学报, 12 (4): 566~568
迟伟, 王富荣(2001). 遮光条件下的草莓光合生理特性. 江苏农
业学报, 17 (1): 62~63
许大全, 张玉忠, 张荣铣(1992). 植物光合作用的光抑制. 植物生
理学通讯, 28 (4): 237~243
杨渺, 毛凯(2002). 遮荫对草坪草的影响. 草业科学, 19 (1): 60~
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图 5 不同光照强度下辣木蒸腾速率的日变化
Fig.5 Diurnal variation of transpiration rate of
M. oleifera at different light intensities