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A study on the growth of Hedera helix in radiation (PAR) scope were conducted indoors

常春藤在室内生长适宜光照范围的研究



全 文 :第 24 卷 第 2 期             植   物   研   究 2004年 4 月
Vol.24 No.2            BULLETIN OF BOTANICAL RESEARCH April  2004
常春藤在室内生长适宜光照范围的研究
岳 桦 谭 帅 林 蕊
(东北林业大学园林学院 ,哈尔滨 150040)
摘 要 研究了常春藤(Hedera hel ix)适宜生长的光照范围问题。根据光的分布 ,选择房间内具
有代表性的光区进行栽培试验 。在 18 ~ 28℃, RH31%~ 70%条件下。经栽培 80 d后 ,用 LI-6400
测定其不同光强下的光合特性 ,计算光补偿点 、光饱和点 、最大净光合速率 。同时测定不同试验区
的叶面积 、叶片数的生长量。结果表明:常春藤在 18 ~ 28℃及 RH31%~ 70%室内条件下 ,光照为
大于 3.1至小于 834.3μmol·m-2·s-1(155 ~ 41 715 lx)可以生长。
关键词 常春藤;光照范围;室内栽培
A study on the growth of Hedera helix in radiation (PAR)scope
were conducted indoors
YUE Hua TAN Shuai LIN Rui
(College of Landscape Architecture Northeast Forestry University ,Harbin 150040)
Abstract The studies on the photosynthetic characters and grow th of Hedera hel ix in response to
photosynthesis act ive radiation(PAR)were conducted indoors.The representative light area w as se-
lected as experimental area during the culture period of 80 day s.The indoor environment conditions
were 18 ~ 28℃ in temperature , 31%~ 70% in humidity .After 80 days , the photosynthesis charac-
ters of Hedera helix in different photosynthesis active radiation(PAR)were measured w ith LI-6400
apparatus.The light compensation point , lig ht saturation point , and the maximum net photosynthe-
sis rate were calculated.The increment of leaf area and leaf blade in different experiment areas were
also measured.The results show ed that the PAR scope for the g row th of Hedera helix was 3.1 ~
834.3μmol·m-2·s-1(155 ~ 41 715 lx).
Keywords Hedera helix ;radiation(PAR)scope;cultivate indoors
在室内外园林植物应用中 ,观赏植物对光的适
应能力是其设计人工植物群落科学性的重要依据 ,
尤其室内花卉的耐荫能力决定了可应用的范
围[ 1] 。我国的植物耐荫性研究工作始于七十年代
末 ,主要对林下灌木 、室内观赏性植物和少量的地
被植物进行研究。苏雪痕对苏州园林植物群落中
的一些种群在不同光照情况下的生长发育情况和
光合作用特性进行研究 ,提出园林植物耐荫性以及
群落配置理论[ 2] ;敖惠修对广州常见的 32种室内
植物就其不同光照情况下的生长量 、光合能力等进
行了深入的研究 ,并对植物耐荫性程度进行了等级
划分[ 3] 。白伟岚对 5种园林植物耐荫性生理指标
研究由东北林业大学校基金资助。
第一作者简介:岳桦(1962—), 女 ,硕士 ,副教授 ,主要从事花卉应用方面研究与教学。
收稿日期:2003-11-20
的量化测定和 8种植物的耐荫性的比较分析 ,总结
归纳出了研究园林植物耐荫性的一般规律[ 4] ;张
得顺针对 24个园林树种的光补偿点 、表观量子效
率等 7项生理指标进行测定 ,并对测定结果进行了
聚类分析 ,主要成分分析和模糊相似优先比分析 ,
并将 24个树种划分为 3类:强耐荫性 、中耐荫性和
弱耐荫性[ 5] 。我国的园林科技人员从来未间断过
对园林植物耐荫性的研究 。[ 3 ,4 ,6 ~ 10]
常春藤(Hedera hel ix)是室内垂吊栽培 、组合
栽培 、绿雕栽培以及室外绿化应用的重要素材。常
春藤为木质常绿藤本 ,以发达的吸附型气生根攀
援 ,茎长可达 30 m 。枝叶稠密 ,四季常绿 ,耐修剪 ,
适于做造型 ,深受人们喜爱。常春藤的栽培品种很
多 ,其不同品种的叶型 、叶色差异较大 ,光照习性也
不一致 。在室内栽培中 ,因室内环境光照差异极
大 ,不同的栽培品种在室内低光照条件下常出现叶
色失去光泽 ,生长不良等现象 。为了解其室内条件
下的适宜照光范围特点 ,我们用常春藤五个品种在
北向房间室内不同光照区域及光照培养箱内进行
适宜光照范围研究。将常春藤在不同光照环境下
栽培 80 d后 ,测定其不同品种的光合特性及生长
量 ,探讨其在室内环境下适宜的光照范围 ,为室内
植物设计提供科学依据[ 1] 。
1 材料与方法
1.1 供试材料与实验环境
供试材料为 2002年 4月国外引入的常春藤品
种 ,这些品种之间的叶形 、叶色等形态差异较大 ,植
株的发育阶段为工厂化生产的大小接近的种苗 。
实验中将常春藤实验品种编号见表 1。供试品种
于 2002 年 4月进行扦插繁殖 ,其栽培基质为同时
配制的培养土 ,并进行同一环境下相同的水肥管
理 ,以保持其种苗的一致性。于 2003年 1月 14日
~ 3月 27日期间 ,测定北向偏东实验房间的光分
布图 。选择三个有代表性的区域作为试验区 ,分别
设为 H1(北窗台)、H2(距北窗 1.5 m ,同时有东窗
2.0 m距离的光照)、H3(距北窗 3.0 m ,受东窗光
照影响不大)为试验区。同时在光照培养箱中分别
打开 16 、12 、8 、4个灯管 ,设为 B1 、B2 、B3 、B4 光区 。
其培养箱为恒定光照 12 h ,黑暗 12 h;温度定为昼
25℃持续 12 h ,夜 20℃持续 12 h 。湿度为随浇水
的自然湿度 。每试验区每品种 5 株 ,于 2 ~ 3 月期
间 ,将试材放在试验区培养 1个月后[ 4] ,在前一天
将花盆浇透水以减少误差 ,第二天测定其光合
表 1 常春藤供试品种名录
Table 1 The directory of Hedera heli x s test cultivar
品种编号
Cult ivar
species No.
英文品种名
Cultivar of
English
叶片特点及叶色
Characteri stic and
color of the leaf
1 Wonder 绿叶 ,叶缘 3~ 5裂 ,先端钝圆。
2 Gitte 绿叶 ,叶缘 3~ 5裂 ,先端尖。
3 Gold Finger
花叶 ,叶缘 3~ 5 裂 ,叶面中部
有不规则叶黄斑。
4 Golden Starlight
花叶 ,叶缘 5裂 ,叶边缘有不规
则黄斑镶嵌。
5 Mein Hertz 绿叶 ,叶卵型 ,叶缘不分裂。
特性及生长量 。
1.2 生长量的测定
测定不同光照条件下常春藤各品种 1 cm 2 以
上的叶片数的相对生长量 ,用 LI-3000A叶面积仪
测定 1 cm2 以上的叶片的整株叶面积的相对生长
量 ,重复 3次[ 1 , 2] 。
1.3 光 —光响应曲线的测定
将五个常春藤品种在不同光照环境条件下培
养 80 d后[ 4] , LI- 6400 便携式光合作用分析系统 ,
光源为仪器自带 LED 光源 。测定时 ,用 LI-6400
的 LED人工光源 ,随机选取健康的功能叶于晴好
天气上午 10点进行测定 ,所测枝条均为随机选定 ,
重复测三次 ,连续测定不同天气的光—光合速率的
动态变化 。利用光合作用系统的 LED人工光源使
光合在有效辐射(0 ~ 1 200 μmol·m-2·s-1)范围内 ,
测定在不同有效辐射下的光合速率 ,以测定的平均
值的对数曲线拟合植物光—光响应曲线[ 1] ,根据
光—光响应曲线求得光补偿点 。本实验以表观量
子效率变化小于 0.004时的光照强度作为光饱和
点的光强来统一比较分析[ 1] 。即单位μmol·m-2·s-1
的光强变化所产生的 CO2 净光合速率的变化小于
0.004μmol·CO2m-2·s-1(■Pn/ ■Qn<0.004)时的
光照强度为植物的光饱和点 。其选择 0.004是根
据对大量植物光合作用测定 ,结合数学和数理统计
方法及植物生理实验结果确定的[ 1] 。计算光补偿
点(LCP)、光饱和点(LSP)及最大净光和速率
(Pn)[ 1] 。
2 结果与分析
2.1 不同光照环境的差异
于 1月 14 ~ 3月 27日期间 ,分别测定室内环
境不同光区的光照 、温度 、湿度的日变化 ,绘制其不
同时间段的环境因子日变化曲线 。在室内因受北 、
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东窗的影响 ,自然环境下相对最大光强出现的时间
为6:00 ~ 12:00。在 1月 14日~ 2月 24日期间 ,常
春藤在室内环境(20 ~ 23℃,35%~ 54%)光照为 0.4
~ 35.8μmol·m-2·s-1(20 ~ 1 790 lx)条件下。其中H1
的光照为 1.6 ~ 35.8μmol·m-2·s-1(79 ~ 1 790 lx),
H2光照为 0.6 ~ 14.3 μmol·m-2·s-1(29 ~ 716 lx),H3
光照为 0.4 ~ 11.7μmol·m-2·s-1(20 ~ 587 lx)。2 月
25日~ 3月 27日期间各试验区的环境条件见表 2。
表2的结果表明 ,2月 25日~ 3月 27日实验期
间室内试验区的光照为 1.6 ~ 66.8μmol·m-2·s-1(81
~ 3 340 lx),其光照 、相对湿度与温度较 1 ~ 2月份
有所提高 ,实验光照区域的选择具有室内环境弱光
区的代表性。同期室内实验区湿度为 31%~
61%,温度为 18 ~ 28℃,这一环境是植物与人共同
的适宜环境 ,常春藤实验环境的选择具有室内环境
的典型性 ,其实验结果具有室内植物设计的可参照
性。
光照 培养 箱 试验 区的 光 照为 18.1 ~
65.6 μmol·m-2·s-1(903 ~ 3 280 lx),设为持续12 h
光照 ,再持续12 h黑暗 。其昼温为 25℃(12 h),夜
温20℃(12 h),湿度为 55%~ 70%。人类生存适
宜的湿度为 40%~ 70%,温度为 15 ~ 25℃。光照
培养箱的环境设置为室内自然环境下的光照强度 、
温度 、湿度范围之内 ,其光照强度的动态变化及照
射时间相对于室内自然环境差异较大 ,培养箱的湿
度因人为浇水方式而在光照培养箱之间也有差异 。
2.2 常春藤在不同光照下的生长量的差异
通过测定 2月 25 日 ~ 3 月 27日期间不同环
境条件下的不同常春藤品种的生长量 ,其结果表
明:光照差异对常春藤生长量有影响 ,不同品种常
春藤的生长量也不相同 ,其生长量的差异见表 3。
表 3的实验结果表明:常春藤在七个实验区域
内光照 1.6 ~ 66.8μmol·m-2·s-1(81 ~ 3 340 lx , RH
31%~ 70%, 18 ~ 28℃)条件下 , 5 个不同品种都
有新叶产生(2.2%~ 28.6%),叶面积相对生长量
为 0.7%~ 49.6%。其各品种之间生长量有差异 ,
实验因受所选植株在生长势 、植株大小 、植株调查
的数量等因素的影响 ,表 3部分数据不符合一般规
律 ,因此 ,不具广泛的代表性 ,有待于延长观测时间
再作品种比较 。其生长量的总体趋势为在实验区
域内 ,光照强且照射时间长的环境其相对生长量较
大。
2.3 常春藤的光补偿点 、光饱和点及最大净光合
速率
常春藤在不同光照条件下的光补偿点 、光饱和
点 、最大净光合速率见表 4 , 5。实验结果表明 ,在室
内自然光照条件下(RH31%~ 61%, 18 ~ 28℃。)常
春藤适宜生长的光照范围为:品种 1在光照大于3.7
至小于 589.2μmol·m-2·s-1(185 ~ 29 460 lx);品种 2
为 大 于 4.6 至 小 于 626.0 μmol·m-2·s-1
(230 ~ 31 300 lx);品 种 3 为 大 于 5.3 至 小 于
477.2μmol·m-2·s-1(265 ~ 23 860 lx);品种为大于 4.
9至小于 286.7 μmol·m-2·s-1(245 ~ 14 335 lx);品种
5为大于 3.1 至小于834.3μmol·m-2·s-1(155 ~ 4
1715 lx)。
在温度恒定的室内人工光照条件下(20℃~
表 2 不同实验环境的光照 、温度 、 湿度
Table 2 Light , temperature and relative humidity in different experimental areas of the rooms
项目
T reatment
光照 Light intensity
μmol·m-2·s-1(lx)
每天光照Ⅰ
Daily light Ⅰ(%)
每天光照Ⅱ
Dai ly lightⅡ(%)
每天光照Ⅲ
Daily light Ⅲ(%)
温度(℃)
Temperature
相对湿度(%)
Relative humidity
室内环境
Indoor
envi ronmental
H1 9.1~ 66.8(453~ 3340) 96.4 3.6 0.0
H2 2.1~ 26.6(105~ 1 330) 0.0 67.9 28.6
H3 1.6~ 21.0(81~ 1 049) 0.0 21.4 67.9
18~ 28 31~ 61
光照培养箱
Illumination
t raining case
B1 65.6(3 280) 100.0 100.0 100.0
B2 51.6(2 580) 100.0 100.0 100.0
B3 38.0(1 900) 100.0 100.0 100.0
B4 18.1(903) 100.0 100.0 100.0
夜 20 ,昼 25
各 12 h 55~ 70
注:每天光照Ⅰ :每天 10.0μmol·m-2·s-1(500 lx)以上 8~ 9 h光照所占天数比例
Daily light intensity is larger than 10.0μmol·m-2· s-1(500 lx), and the day number of illumination 8~ 9 hour.
每天光照Ⅱ:每天 6.0μmol·m-2·s-1(300 lx)以上 8~ 9 h光照所占天数比例
Daily light intensity is larger than 6.0μm ol·m-2·s-1(300 lx), and the day number of i llumination 8~ 9 hou r .
每天光照Ⅲ:每天 6.0μmol·m-2·s-1(300 lx)以上 4 h光照所占天数比例
Daily light intensity is larger than 6.0μm ol·m-2·s-1(300 lx), and the day number of i llumination 4 hour .
1812 期              岳桦等:常春藤在室内生长适宜光照范围的研究
表 3 常春藤在不同光照条件下的生长量
Table 3 The increment o f leaf counts and leaf area of Hedera helix g rowing in different illumination
品种
Cult ivar
叶片数生长量 The increment of new leaves(%) 叶面积生长量 The increment of leaf area(%)
H1 H2 H3 B1 B2 B3 B4 H1 H2 H3 B1 B2 B3 B4
1 9.4 12.8 12.5 - - - - 24.0 19.1 21.8 - - - -
2 11.1 14.3 9.1 25.0 15.4 9.1 3.0 28.0 16.5 11.7 49.6 11.9 8.2 8.1
3 10.4 6.7 2.2 28.6 18.9 10.0 4.2 13.2 4.3 2.4 21.2 20.8 15.2 0.7
4 12.5 10.3 9.1 27.3 14.3 11.0 10.0 32.4 13.9 7.6 9.7 5.1 1.9 1.5
5 14.7 13.0 12.1 - - - - 25.5 20.7 13.5 - - - -
表 4 常春藤在室内不同光照条件下光补偿点 、光饱和点及最大净光合速率
Table 4 Light compensation point , lig ht sa turation point , and the maximum net photosynthesis rate of
Hedera helix g rowing in different indoo r illumination.
品种
Cult ivar
光补偿点(μmol·m-2·s-1)
Ligh t com pensation point
光饱和点(μmol·m-2·s-1)
Light saturation point
最大净光合速率(μmol·CO 2m-2·s-1)
The maximum net photosynthesis rate
H1 H2 H3 H1 H2 H3 H1 H2 H3
1 3.7 4.6 5.2 435.8 589.2 435.8 8.2 11.6 7.7
2 5.2 4.6 5.8 626.0 527.3 455.6 11.6 9.8 7.9
3 5.3 6.1 6.5 477.2 157.3 176.4 8.5 2.0 2.3
4 6.7 4.9 6.4 251.0 251.0 286.7 3.6 3.9 4.3
5 3.1 3.1 8.5 264.2 264.2 834.3 4.6 4.7 15.0
表 5 常春藤在不同光照培养箱中光补偿点 、光饱和点及最大净光合速率
Table 5 Light compensation point , lig ht sa turation point , and the maximum net photosynthesis rate of
Hedera helix g row ing in different illumination training case
品种
C ultivar
光补偿点(μmol·m-2·s-1)
Ligh t com pensation point
光饱和点(μmol·m-2·s-1)
Light saturat ion point
最大净光合速率(μmol·CO 2m-2·s-1)
The maximum net photosynthesis rate
B1 B2 B3 B4 B1 B2 B3 B4 B1 B2 B3 B4
2 10.6 9.8 9.0 8.6 201.0 271.3 345.8 556.6 2.4 3.6 5.0 9.3
3 6.5 9.4 10.0 9.6 162.3 770.2 556.6 626.0 2.1 13.3 8.7 10.2
4 13.0 8.6 9.3 14.6 233.6 334.3 477.2 218.4 2.7 4.8 7.5 2.4
25℃,55%~ 70%),品种 2的适宜光照为大于 8.6
至小于 556.6 μmol·m-2·s-1(430 ~ 27 830 lx);品种
3为大于 6.5 至小于 770.2 μmol·m-2·s-1(325 ~ 38
510 lx );品 种 4 为 大 于 8.6 至 小 于
477.2μmol·m-2·s-1(430 ~ 23 860 lx)。常春藤在以
上适宜光照范围内 ,将有不同程度的生长。
常春藤在室内常温 、常湿条件下 ,其品种 1 ~ 3 、
5的光补偿点相对较低 ,而饱和点较高 ,说明其生境
的光照范围相对较宽 ,品种 4生境的光照范围相对
较窄 。
常春藤在七个试验区内 ,根据其光补偿点 、光饱
和点的测定结果可以推出:常春藤在室内(RH 31%
~ 61%, 18 ~ 28℃)条件下适宜的生境光照为大于 3.
1至小于 834.3μmol·m-2·s-1(155 ~ 41 715 lx),其不
同品种略有差异。说明常春藤具有相对较强的耐
荫性 ,同时又具有一定的喜阳性 ,其生境的光照范
围相对较宽 。在室内条件下 ,常春藤在南向房间的
所有区域 、东西向房间的所有明亮区域 、北向房间
的明亮区都会有不同程度的生长量 。
3 小结
供试常春藤不同品种的适宜的光照范围不同 ,
常春藤在室内生境的光照范围较宽 ,在室内光照
1.6 ~ 66.8 μmol·m-2·s-1(81 ~ 3340 lx 、RH 31%~ 60
%、18 ~ 28℃)条件下 ,能够长新叶 ,可以在能够看清
字(10μmol·m-2·s-1)的光照条件下生存。常春藤在
18 ~ 28℃及 RH 31%~ 70%室内条件下 ,光照为大于
3.1至小于 834μmol·m-2·s-1(155 ~ 41 715 lx)可以生
长 。834.3 μmol·m-2·s-1(41 715 lx)以上的直射光不
利于其生长 。测定由冬至夏的室内环境 ,南向窗台
182       植  物  研  究                  24 卷
中午的直射光区光照为400 ~ 920μmol·m-2·s-1(20
000 ~ 46 000 lx)左右 ,北向房间窗台晴天光照为 100
~ 200μmol·m-2·s-1(5 000 ~ 10 000 lx),北向暗光处
仅20 ~ 10 μmol·m-2·s-1(100~ 500 lx)。因此 ,在室内
植物设计中 ,常春藤供试五个品种在南向房间的所
有区域 、东西向房间的所有明亮区域 、北向房间的
明亮区都会有不同程度的生长量 。但对于供试常
春藤 5个品种在更宽范围内耐荫性的特点及生长
量最佳的光环境还需进一步深入研究 。此外 ,常春
藤的栽培品种较多 ,其他品种的耐荫性特点还有待
于进一步探讨。
参 考 文 献
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1832 期              岳桦等:常春藤在室内生长适宜光照范围的研究