全 文 ：L L B U E TN I OF B O T人N工 C人 LR E S E人 R H C
第 1卷 , 第 3 期
V o [
.
1一 , N o . 3
l 。。 l年 7月
J u i r
. l 。。 l
不同生长时期羊草大针茅光合速率
与光照强度关系的比较研究
杨宗贵 杜占池
A C OM P AR AT IV E S T UD Y O N R EL A T IO N B E T W E EN
P HOT O SY N TH E T IC RAT E O F L E YMU S C H IN E N S IS ANO
ST IP A G RAND IS A N D L !G HT IN T E N S IT IE S O F
D IF F ER E N T G ROW ING ST AG E S
Y
a n g Z o n g
一 g u i D u Z h a n
一 e
h i
〔提要〕 本丈对不 同生长时期羊草 、 大针茅的光合逮率与光照强度 的关系
进行 了比较研究 。 在从营养生长初期 到生长后期 ,研究结果表明 : 光补偿点都有
增加 , 但羊草增加很 少 , 大针茅增加 一 倍 ; 高的饱光强出现在管养生长的高峰
期 、 共变动幅度 , 大针茅大于羊草 ; 高的净光合速率的光强系数 , 羊草普遇 高
于 大针茅 , 并且都以营养生长 高峰期最 高 ; 在 10 于勒光强下 , 相对光合 速 率
羊草大 于大针茅 ; 羊草 、 大针茅的光合速率与饱和光强的变化 , 跟它们的叶片
含水率的 变化有着广泛的 一致性 。
, 太 阳辐射是植物进行光合作用的动力 。 植物光合作用固定的能量 , 则是人类社会赖
似存在的物质基础 。 草原植物之一的羊草 ( L e夕m ,` 5 c h i n 。 ,: 5 15 ) 大针茅 ( S z i P“ g r a , , d i s )
一 是内蒙古草原的主要优势种和建群种之一 。 羊草宜刘 、 宜牧 , 更是该地区的优良牧草 ,
也是建立人工草地的主要草种之一 。 因此 , 研究不同时期羊草 、 大针茅光合速率与光照
弦度的关系 , 有着明显的生产与基础理论的意义 。
一 、 材 料 和 方 法
试验用羊草 、 大针茅均取自内蒙古天然草原群落 , 栽培于专用的花盆内 , 光合速率
军父作奢士作单位 : 北京 . 中国科 学院 植钧研究所 ( I. s t i t u t e o f B o ta n了, 人ca 乒e爪 ia s i n i e a 1 0 0 0 4盛) .
一 1 1 3 一
侧定的前一天浇足水分 。
自 6 .月上旬至 9月上旬 , 光合速率基本上半个月进行一次测定。 每一次卿定 5 个重
复 , 即羊草 5 片营养枝最上位展开吁 , 大针茅 5束 (每束 3 枚 ) 壮令针叶 。
光合速率采用红外线 C O : 分析仪与叶室联用法和开放式气路测定〔幻 。 净光合速率
采用开放系统的公式进行计算。 为了便于比较 , 羊草、 大针茅均按单位 (克 ) 干叶重计
算光合速率 。
侧定采用卤钨灯人工光源 。 用调压变压器调节光照强度 。 每一片 (束 ) 叶 , 从光的
补偿点开始测定 , 并从 10 千勒光强开始 , 每档递增 10 千勒 , 直至光的饱和点 。
测定以大气作气源 , 气源中的水汽含量采用调节并联在气路中干 、 湿两路气流流率
的方法 , 控制在适宜的湿度范围内 (相对湿度不低于 50 % ) , 叶室内气温 , 由叶室的控
温结构呀夕控制在接近于测定时期环境的气温 。
测定中 , 样叶不离开植株 。 测定后 , 截下被测定光合速率的部分称鲜重 , 然后烘干
称干重 , 计算叶片含水率 。
二 、 结 果 与 分 析
(一 ) 不同生长时期羊草 、 大针茅的光合速率与光照强度变化的关系
1
. 不同生长时期羊草的光合速率与光照强度变化的关系
自 6 月上旬至 9 月上旬的七次测定表明 (见图l 、 2 、 3) , 羊草的光补偿点由 。 。 6 干
勒上升到 。 。 7 千勒 , 上升仅 。 。 l 千勒 。 光饱和点 、 饱和光强下的净光合速 率 和 光 强系
数〔” 变化较大 , 6 月上旬 ,营养生长处于上升阶段 , 三个指标分别为 6 0 . 3 千勒 , 25 。 18
m g C O
: · g , ’ d w · h一 ’ 和 0 . 3 6 o m g C O Z· g 一 ’ d w · h 一 ’ . k l“ x 一 ’ 。 7 月下旬 , 羊草进入绿叶
. — . 充饱和点
}
·一 . , 补。即卜咋. 厂 \甘三
!
}
}
二· ’
l。一认\ }、 。 ,、 ` 之。 。 皿
}叭 。 耳
. 、 、 、 _ /一 } 祝
\ 一 `尸
礴。二
门
l
一
10
·
2
峭侧菠砍
一
10 ,’\ 1 2乙 一 24 厂讥 7 一 10 f切 2 一 器 /姗 6 - 俗 21 2 3 ` 佰
圈 1 . 羊草不同生长时期的光补偿点和光饱和点 ( K玩 x )
F i`
.
I L
·`五t e o 皿 p e皿 s a t i o皿 p o i吐 t a . d l i g b t as t o r a t i o刀 p o i刀 t o f L . e h i” 口” 5 1 5
i n d毛f f e r e血 t g r o w t h s t a g e s .
一 1 1 4一
`— 。 净先台速本
图 2 .羊草不 同时期饱和光强下的净光合速率和光强系 数
Fi g
.
2 Ne t p五o to s y n t加 tio ra te a皿 d119从 i n te s ni t了 c o e f fic i e n to f L .e hi o e o si si n
di f fe re n tg ro , t il s t a g e s u n d e r s a t u r a t i o皿 119五t i n t e n s i t了 .
.— . 半饱合光强
10 千勒光妞
哥侧魂哭汗牙
7 一 0八 12 2一 4Z /叨 7 一 10 /姐 2 一 2 5 /姐 6 一 8 /拍 2 1 一 2 3 /布 6 一 7 , 玫
图 3 . 羊草不同时期两个光强的相对光合速 率
F 19 3
.
R
e la t i , e p h o t o sy n t五e t i暇 r a t e o f L . c h ` . e . S I S i n d i f f e r e n t
g r o , t h
s ta ` e s u . d e r t , 0 11沙 t 三。 t e . s i t r .
片数最多 , 绿叶面积最大的营养生长高峰期 , 这时饱和光强上升到最高值 , 达到 8 0 . 5千
勒 , 净光合速率也达到整个生长期的最大值 ,为 39 . 97 m g C O : · g 一 ’ d w · h 一 ’ , 光强系数为
心 . 4 4 m g C O : · g 一 ’ d 贪 . h 一 ’ . kl u x 一 ` 。 之后 , `营养枝绿叶片数开始减少 , 部份绿叶的叶
尖开始发黄 , 三个生理指标均开始下降 。 9 月上旬 , 营养枝下部枯叶大量增加 , 上部叶
片叶尖枯黄部份扩大 , 生长衰退 , 这时饱和光强降到 “ 干勒 , 净光合速率和光 强 系数
都是被侧生长期中的最低值 , 净光合速率值为 19 . ol m g C O : · g 一 ’ d w · h 一 ’ , 仅相当于最
一 1 1 5 一
高值的 7 4。 6 5 %, 此时的光强系数也下降 到 0 。 267 m g C O 乙 · g 一 ’ d w . h一 ’ . k lu x 一 ` , 仅相
当于最高值的 6 0 . 1 4% 。
半饱和光强下的相对光合速率随生长期的后移而增加 , 6 月上旬 为 72 . 59 % , 到 9
月上旬 , 上升到 86 。 3 1% 。
在 10 千勒的弱光时 , 相对光合速率基本上随生 长 期 的后 移 而 增 加 。 6 月上旬为
3 4
.
4 9 %
,
9 月上旬增加到 5 2 . 8 3% , 就是生长高峰期的 7 月下旬 , 由于饱和光强下的净
光合速率值高 , 10 千勒光强的相对光合速率有所下降 , 但也达到 4 1 . 12 % , 比 6 月上旬
高出 6 . 6 3乡石。
2
. 不同生长时期大针茅光合速率随光照强度变化的关系
从三个多月七轮侧定的结果看 (见图4 、 5 、 6) , 大针茅的光补偿点 , 从生长初期到
·— 。 光补健点光饱合点
/
侧娜崖报
/ /
。 沪碑尸沪沪 ` -
.
_
, .
/
七一一-
_
』
7 一 10 ,l\ 22
一 Zf \I 卜 10 姐 2z 一 25 厂粗 6 一
侧曰祝咬
8 / . 2 1
一
3Z /巧
图 4 . 大针 茅不 同时期的光补偿点和光饱和点 ( K ih x )
F 19一 L i g h t c o二 p e n as t i o . p o i皿 t a . d 11沙 t as t u r a t io皿 P o i n t o f 5 . 夕 r a o d i s
i n d i f f e r e n t g r o下 t五 s t a g e s
生长反期逐渐升高 , 由 。 . 6 千勒上升到 1 . 2 千勒。 饱和光强在 8 月上旬前 , 随生长期推
后而上升 。 6 月上旬大针茅株丛处于营养生长前期 , 饱和光强为 57 千勒 , 8 月上旬 , 部
份枝条开始抽穗。 此时处于营养生长的大针茅 , 饱和光强上升到 9 3 . 5千勒 。 8 月下旬后 -
迅速下降 , 9 月上旬下降到 “ 千勒。 饱和光强下的净光合速率和光强系数随不 同 生长
期变化 的规律与饱和光强的变化相似 , 只是最大值出现在营养生长盛期的 7 月上旬。 6
月上旬 , 净光合速率为 1 8 . 78 m g C O : · g 一 ’ d w · h一 ’ , 光强系数为。 . 3 1 3m g C 0 2 · g 一 ` d w 二
h
一 ’ ·
kl
u x
一几。 7 月上旬 , 净光合速率达到生长期的最高值 , 为 24 。 7 3m g C O : · g 一 ` d w ·
h
一 ’ , 元强系数为 0 . 353 二 g C O : · g 一 ’ d , · 五一 ’ · k lu x 一 工 ( 8 月上旬这两个值分别为 2 4 . 0 ,
和。 。 2 5 8) 。 处于生长后期的 9 月上旬 , 净光合速率下降到 1 8 。 68 m g C O Z · g 一 ` d w · h 一 ` ,
相当=-f 最大值的 7 5 . 5 4 % , 光强系数也下降到了。 . 267 m g C O : · g 一 ` d w · h 一 ` · k l u x 一 ` 。
一 1 1 6 一
。一 .净先合沈率·— .先吸系狱 八,民三,.,月。卜.肠·ó。é,工
产ù`。李P
、 、 、 。
心喊硕未四阳帜I.NJ|7n/
:召苗`à*资尖如侧
7 一 10 /U
图 5 。
2 2 一 封 /、 1 7 一 10 铭 ? 2 一 2 5 翎 6 一 翻厂怕 21 一 路 一 姻 6
大针茅不同生长时期饱和光强下的净光合速率和光强系数
F 19
.
5 N e t Ph o t o s了n t五e t加 “ t e 一 n d l王` h t i皿 t e n s i t y c o e f f加 i e n t o f 5 . g r a n d i s
10 d i f e代 . t g r o , t五 s t a g吧 5 u . d吧 r “ t o ar t i o o 11沙 t i o t e n s i亡r .
心一二 , . . . . . . . 口. . . .一 , ` 率饱合光妞. 老O千 . 充月
`— 。一`— 一` 、 、 .一`
门、 、 、
!
l…!1.`e七和加即沁.4t曲. 。)挤之翎衬蔺一等
一
r
.
~
.一一~ . _ __ . _ 一 / -
7
一 功 、 1 粉 一 触 . U 7 一 加 、 . 三2 ~ ZJ 场 6二 姗 习 ~ 乃 一堵 ` 一 7 峨
妇翻
阅 6 . 大针茅不同生长时期两 个光强的相对光合邃率
F ig
.
0 R
e la t i v e p如 t o s’ 皿 t五e t i c r . t e o f 5 . 口门 . d :` 10 d i f f e r o n t
g r o , t卜 s t雌 e s u o d e r t贾 0 119五t i n t e n s i t ie s .
半饱和光强下 的相对光合速率随不同生长期的变化 , 与饱和光强 的变化规津一致 。
心 月上旬 , 饱和光强最低 , 半饱和光强下的相对光合速率也仅 7 5 。 4 5% 。 相 反 , 8 月上
旬饱和光强最高 , 半饱和光强下的相对光合速率也高达 82 。 16 % 。
10 千勒的弱光时 , 处于生长高峰及生长高峰期稍后的 7 月下旬至 8 月下旬的三沦测
定中 , 相对光合速率均在 3 5 . 5一 3 6 . 1%之间 , 其它几轮的相对光合速率 , 除个别外 , 基
本上在 37 %以上 。
一 1 1 7 一
(二 ) 羊草 、 大针茅不同生长时期光合速率与光瓜强度关系的比较
前述结果可 以看出 :
1
.羊草 、 大针茅的光补偿点 , 随生长期的后移 , 都有上升 的趋势 , 但羊 草 的光补
偿点仅上升 0 . 1 千勒 , 而大针茅上升较多 , 增加了 l 倍 。
2
. 羊草 、 大针茅的光饱和点 , 在生长期内都是变化的 。 高的饱和光强出 现 在营养
生长的高峰期。 在被侧的三个多月期间 , 饱和光强的变动辐度大针茅大于羊草 , 但两种
植物多数时间的饱和光强均在 60 一70 千勒之间 。
3
. 在被测的三个多月生长时期内 , 羊草 、 大针茅的生长高峰期到来之前 , 净 光 合
速率和光强系数都是增加的 , 生长高峰期之后 , 两项生理指标都迅速下降。 两种植物的
不同之处在于 , 羊草的净光合速率和光强系数普遍高于大针茅的相应值 , 生长高峰期之 .
后 , 两项指标的下降速度 , 也是羊草大于大针茅 。
4
。 半饱和光强下 , 羊草 、 大针茅的相对光合速率随生长期后移的变化 , 在 营 养生
长高峰期之前是二一致的 , 都是上升的趋势。 但在高峰期之后 , 羊草保持继续 上 升 的 趋
` 叶片含水率
·净光合邃率
`
-
` 光饱 合点
`.弓,,召勺.UIà俘祝匆布舟
二的 气
成
二
, ;
赞书加品二n
侧味菠兴
即拓
7 一 10 /讥 2 2一 2曦 讥 7 一 10 .姗
「,阳
{
2 一 25 / 姗 6 一 . ` 丫粗 2! 一 23 乙箱
图 7 . 羊草不同生长时期的叶片含水率 、 饱和光强下的净光合建率和光饱和点
F 19
.
: W
a t o
e o o t e n , o r 】。 af’ , 二妞 ,五。 t o亏。派 ,让 了at 正e . 。 , 尽 _
1i g h t
s a t u r a t i o n p o i n t o f L
. “
h` ” e ” 5 1 5 加 d i f f e r o n t
盯。 下 t五 s t a g o s .
势 . 大针茅则有所下降 。
’
5
. 在 10 千 勒 弱 光
下 , .两种草原植物的相对
光合速率 , 在生长高峰期 -
的 7 月下旬到 8 月上旬都
有下降 。 8 月 下 旬 及 以
后 , 相对光合速率又处于
上升趋势 。 羊草和大针茅
的不同在于 , 在这一弱光 _
下 , 羊草的相对光合速率
普遍高于大针茅 , 这反映
了羊草利用弱光的能力高
于大针茅 。
(三 ) 不同生长时魏
羊 , 、 大针茅光合速率随 .
光强变化 与叶片含水率有’
一定关系
生长时期不同 , 两种
` 草原植物的叶片含水率是 .
不同的 。 营养生长高峰到
来之前 , 叶片含水率是上
、 升的 , 高峰期之后 , 迅强
下降 (见图 7 、 8 ) 。 6 月
上旬 , 羊草叶片含水率为
1 34 %
, 7 月下旬达到高峰 , 为 164 % , 9 月上旬下降到 1 2。% , 变动幅度达 4 4 乡石。 大针
一 1 1 8 一
从一 , 叶片含水卒
净光合邃卒
占一 八 光饱和点
于匕ù一如ù创硕睑公
妇卿栩心
,``.r
eel
J.在胜
: ,卜,`签)件州御资如
一。é诱形相大一n
卜·órL
l卜|ù丁
了 一 1。 人1 2 2一 舰 /砚 y 一 1 0 /栩 2 2一 25 /粗 6 一 /翎 2 1一 2 3 抽 6 , 尸砍日期
图 8 . 大针茅不 同生长时期的叶片含水率 、 饱和光强下的净光合速率和光饱合点
F 19
.
8 W a t e r
c o n t e n t o f l e a f一 n e t p h o t o s了n t h e t i e r a t e a “ d 11` h t s ` t , ` r a t i o n p o i n t o f
5
. 夕 r。 ” d 15 in d i f f e r e n t g r o w t h s t a g佗 5 .
茅叶片含水率 6 月上旬为 ” % , 8 月上旬达到高峰 , 为 1 .2 % , 之后迅速 下降 , 9 月上
·旬为 1 02 % , 变动幅度为 23 % 。 羊草吁片含水率不仅普遍高于大针茅 , 而且变化幅搜 也
大于大针茅 。 两种植物叶片含水率的上述变化规律 , 与它们的光合速率、 饱和光强的变
化规律完全一致 。 这说明 , 在不同生长时期内除了环境条件和植物体内酶 活 性 的 变化
外 , 吁片含水率的变化是引起植物光合能力变化的重要原因之一 。
叶片含水率的季节变化及其与光合速率之间的上述关系 ,在生产中有着重要的意义 ,
也告诉人们 , 生长盛期的羊草 、 大针茅要求更多的水分 , 如果这时水分亏缺 , 它带来的
影响将大于生长前期和后期 , 而对羊草的影响大于大针茅 。
A B S T R AC T
T h i s p a p e r f o e u s e s o n e o m p a r i s o n b e t w e e n L 。 , m u s c几i ,: e , : : 15 a n d S t i夕a
君了 a n石 5 i n r d a t io n o f Ph o t o s y n t拉e t i e r a t e a n d 119五t i n t e n s i t y f r o m t h e
e a r l y s t a g e o f v e g e t a t i v e g r o w t h t
o t h
e
l
a t e g r o w i n g P e r i o d
。
T h e r e s u l t o f
礴五15 s t u d y i n d i e a t e d t五a t :
1
。
T h
e i n e r e a s e o f l i g h t e o m p e n s a t i o n P o i n t w a s b i g g e r i n
.夕. g r a : : 11 ;
一 1 1 9 一
t hn at hat inL
。
c i hn ens is wit ht h
er is ing o f lig ht
·
int s n e it y
。
2
。
H ig h lig ht int n es it yo fs at ur at io n Po int o e e ur ed at t i lep a ek Pr e iod o f
v eg et at iv eg o r wt hn ad t h
e f luet a ut io o n fit was hig her ins
。
g a :,: d i s t h a 几
i n L
。 e h i z: e n s i s
。
T h e v a l u e s o f h i g h n e t P h o t o s y n t il e t i e r a t e a n d l i g h t i
n t e n s i t y e o e f f i e -
i e n t w e r e b i g g e r i n L
。 e乃i n e n s i s t h a n i n s 。 g 犷a 刀d i s a n d b o t h o f t h e i r h i g h e s t
v a l u e s o e e u r e成 a t t he h i g h e s t g r o w t h s t a g e 。
!
4
。
T h e r e fa t i v e P h o t o s y n t h e t i e r a t e w a s h i g h e r i n L
. e h i
,` e ,: 5 15 t h a n i n
S
。
g ; a n d i s u n d e r 1 0 K l u x l i g h t i n t e n s i t y
。
5
。
T h e y a P P e a r e d v e r y o b v i o u s e o r e l a t i o n s b e t w e e n t h e e h
a n g e s o f
P h o t o s y n t h e t i e r a t e a n d s a t u r a t i o n l i g h t i n t e n s i t i e s o f L
。 e h i ) , e ” 5 15 a n d s ,
g r a n d i s a n d t h e v a r i a t i o n o f t h e i r l
e a f w a t e r e o n t e n t
。
砚抽
今 考 文 1做
( l 〕 杜占池 、 杨宗贵 , 19 83 : 羊草光合生态特性的研究 , 植物学报 , 第25 卷 , 第 4 期 , 第 3 70 一 379 页 。
〔 2 〕 户菊义次主编 , 10 73 : 作物的光合作用 与物质生产 , 葬德格译 . 科学 出版社· : 97 “年 .
几3 ) 杨宗贵 、 杜占池 , 10 8 3 . 液冷 同化室的结构及其降沮效果 , 中国植物学会五十周年年会学术报告及论文摘 要 , 策
5 9 。一 59 1页 . 中国植物学会编 。 1 9 8 3年 。
,
. . . . . . . . . . . . . . , . . . .
妇门比
. . . .
一 1 2 0 一