全 文 ：第 16 卷 第 4 期
Vo l. 16 No. 4
草 地 学 报
ACT A AGREST IA SIN ICA
2008年 7 月
Jul. 2008
耐荫地被植物山麦冬光合特性研究
杨学军1, 韩 蕾2* , 孙振元2 , 巨关升2 , 毛炳泉3
( 1.北京草业与环境研究发展中心 北京 100097;
2.中国林业科学院林业研究所/国家林业局林木培育重点实验室, 北京 100091;
3.江苏常州市武进毛氏丹麦草有限公司, 常州 213102)
摘要: 用 L-i 6400 便携式光合分析仪测定了耐荫地被植物山麦冬( Lir iop e sp icata ( Thunb. ) Lour. )的光合生理特
性。结果表明: 山麦冬光合日进程有光合午休现象, 最大净光合速率为 10. 2 mol CO2 m- 2 s- 1 , 光饱和点为
648 mo l m- 2 s- 1 , 光补偿点为 3. 2 mo l m- 2 s- 1 , 表观量子效率为 0. 1389, CO 2 饱和点为 1868 mol
mol- 1 ,补偿点为 61 mol mo l- 1, 最大蒸腾速率为 2. 2 mmol H 2O m- 2 s- 1 , 最大气孔导度为 0. 100 mmol
m- 2 s- 1。因此认为山麦冬是具有耐荫和抗旱节水特性的优良地被植物。
关键词: 山麦冬; 光合特性; 耐荫性
中图分类号: Q945. 11 文献标识码: A 文章编号: 1007-0435( 2008) 04-0370-04
Study on the Photosynthetic Characteristics of Shade-tolerant Ground
Cover Plant Liriop e spicata Lour.
YANG Xue-jun
1
, HAN Lei
1
, SUN Zhen-yuan
1
, JU Guang- sheng
1
, M AO Bing-quan
2
( 1. Beijing Research and Developm ent Center for Grass and Environment , Beijing 100097, Chin a;
2. Research Inst itute of Fores try, Chin ese Academy of Forest ry; Key Laboratory of T ree Breeding an d Cul t ivat ion,
State Forest ry Administ rat ion, Beijing 100091, Chin a;
3. Wu jin M aoshi Danmaicao CO. Ltd. , Chan gzhou, Jiangsu Province 213102, China)
Abstract: The pho to synthet ic character ist ics of the L ir iop e sp icata ( Thunb. ) Lour. w ere measured using
L-i 6400 portable pho to synthesis sy stem. T he results show that m idday depression ex isted for the daily var-
iation of net photosynthetic rate in leaves. T he peak value of the net pho to synthet ic r ate w as 10. 2 mol
CO 2 m - 2 s- 1 , the light saturat ion point 648 mo lm- 2 s- 1 , the light compensation po int 3. 2 mol
m- 2 s- 1 , w hile the appar ent quantum ef f iciency 0. 1389. The CO2 saturat ion and compensation point w as
1868 mol mol- 1 and 61 mol mol- 1 , and the peak value of t ranspirat ion rate and stomat ic conductance
w as 2. 2 mmol H 2O m- 2 s- 1 and 0. 100 mmol m- 2 s- 1 , respect iv ely . These r esults indicate that L .
sp icata is an excellent gr ound cover plant w ith characterist ics of shade- tolerance and drought- resistant。
Key words: Lir iop e sp icata ( T hunb. ) Lour. ; Pho tosynthet ic characterist ics; Shade- tolerance
山麦冬( L ir iop e sp icata ( T hunb. ) Lour. )又
名土麦冬,为百合科沿阶草族山麦冬属常绿草本植
物,耐寒、耐旱、耐荫性强,作为地被植物在我国北方
地区广泛应用 [ 1]。目前山麦冬属植物的研究多集中
在繁殖栽培技术和耐荫性等方面[ 1, 2] , 对光合生理
特性方面的研究报道很少[ 3]。本试验对山麦冬推广
品种的光合生理特性进行了研究,可为其进一步合
理应用提供依据。
1 材料与方法
1. 1 材料
选择生长良好、大小一致的山麦冬盆栽苗, 于
2006年 9月下旬进行光合参数测定。
收稿日期: 2007-10-10; 修回日期: 2008-01- 24
基金项目: 国家 863计划( 2007AA100105) ;国家自然科学基金项目( 30500396)
作者简介: 杨学军( 1974- ) ,男,内蒙古赤峰人,助理研究员,博士研究生,从事观赏草资源收集和品种选育研究, E-m ail: yxjun 2004@ ya-
hoo. com . cn; * 通讯作者 Author for corresponden ce, E-mail: hl04192003@ yah oo. com. cn
第 3期 杨学军等:耐荫地被植物山麦冬光合特性研究
1. 2 方法
1. 2. 1 光响应曲线测定 用 L-i 6400便携式
开路式光合分析仪,叶室为红蓝光源叶室, 人工光源
控制光合有效辐射( PAR) ,空气 CO 2 浓度设定为恒
值 400 mo l mol- 1 ,温度为 22 ,测定不同光强下
的山麦冬成熟叶片的净光合速率,共测定 3株。非
直角双曲线拟合, 根据拟合曲线计算光饱和点和光
补偿点[ 3] 。非直角双曲线公式为:
Pn=
ax+ b- ( ax+ b) 2 - 4( ax b)
2 - c
式中, P n为净光合, x 为光强, c 为暗呼吸, b 为
最大光合速率, 为直线部分的斜率, 为曲线形状
参数。数据处理软件采用 OriginPro7. 0。
1. 2. 2 CO 2 响应曲线测定 用 L-i 6400便携式开
路式光合分析仪, 叶室为红蓝光源叶室,人工光源设
定为1500 mol m - 2 s- 1 ,温度22 ,在不同 CO2
浓度下测定山麦冬叶片的光合速率, 使用 CO2 混合
器控制 CO 2浓度, 共测定 3株。用非直角双曲线拟
合,公式与数据处理同上, x 代表 CO 2浓度, 、b、c、
为参数。根据拟合曲线估算 CO 2 饱和点和 CO 2 补
偿点。
1. 2. 3 光合速率和蒸腾速率日变化的测定 选择晴
天,从 700到 19 00,每隔 2 h测定自然状态下的
叶片光合速率和蒸腾速率 1次。同时由系统自动记
录胞间 CO2 浓度、气孔导度、空气 CO2 浓度、叶室内
的光合有效辐射、气温等相关参数值。共测定 6株。
2 结果与分析
2. 1 光响应曲线
图 1A 为山麦冬在不同光强下的净光合速率光
响应拟合曲线, R 2 = 0. 9876。由图可以看出, 光强
在 600 mo l m- 2 s- 1以下时, 随着光强的增加,
光合速率迅速增加; 光强超过 600 mol m- 2 s- 1
时,光合速率缓慢上升, 逐渐趋于与 x 轴平行, 在高
光强下没有出现明显的光抑制现象。
根据非直角双曲线的生理意义, 参数 表示曲
线直线部分的斜率, 为表观量子效率,从拟合曲线可
知,山麦冬的表观量子效率为 0. 1389。
在低光合有效辐射下(小于 100 mol m- 2
s
- 1
) , 净光合速率-光合有效辐射的模拟直线方程为
Y= 0. 04119x- 0. 13339(其中 x 为光合有效辐射, y
为净光合速率, 图 1B)。根据该方程,当 y= 0时, 计
算出山麦冬的光补偿点为 3. 2 mol m- 2 s- 1 ; 当
y= b(最大光合速率,图 1A)时, 计算出山麦冬的光
饱和点为 648. 5 mo lm- 2 s- 1。
图 1 山麦冬光合作用光响应曲线拟合图和羧化效率图
Fig . 1 L ight- photo synthet ic rate r esponse and carboxylation efficiency curv e
2. 2 CO2响应曲线
图 2 为山麦冬光合作用 CO2 响应拟合曲线。
由图 2可知, CO2 浓度在 400 mo l mol- 1以下时,
光合速率几乎呈线性上升; 当 CO 2 浓度高于 400
mo l mol- 1时,随 CO2 浓度增加,光合速率上升趋
势减缓。
在低 CO 2 浓度下(小于 200 mol mol- 1 ) , 净
光合速率- CO 2 浓度的模拟直线方程为 Y =
0. 02445x- 1. 4918(其中 x 为 CO2 浓度, y 为净光
合速率)。根据该方程,当 y= 0时,计算出山麦冬的
CO 2 补偿点为 61 mo l mol- 1 ; 当 y= b(最大光合
速率,图 2)时,计算出山麦冬的 CO2 饱和点为 1868
mol mol- 1。
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草 地 学 报 第 16卷
图 2 山麦冬光合作用 CO2 响应曲线拟合图
F ig. 2 CO2-photo synt hetic rate response curv e
2. 3 光合速率和蒸腾速率日进程
2. 3. 1 净光合速率日进程 光合速率日变化曲线
见图 3。从 7 00开始,随光照增强, 净光合速率迅
速增大,到 8 00即达到最高值 10. 21 mol CO2
m
- 2 s- 1 ; 9 00 到 11 00之间均保持较高水平;
12 00,光合有效辐射达 1550 mol m- 2 s- 1时,
光合速率明显降低( 7. 2 mol CO2 m- 2 s- 1 ) ; 此
后一直到 16 00, 虽然光合有效辐射逐渐降低到
1000 mo l m- 2 s- 1 ,但净光合速率仍维持在 7. 2
mol CO2 m- 2 s- 1上下。17 00 以后, 随光照
减弱,温度降低,净光合速率减小, 到 18 00降低到
0以下。山麦冬在全天各个时间的光合速率, 与光
合有效辐射及气温变化相关性不大。
2. 3. 2 蒸腾速率和气孔导度日变化 山麦冬蒸腾
速率和叶片气孔导度的日变化见图 4。山麦冬蒸腾
速率在 7 00为 0. 8 mmol H 2O m- 2 s- 1。随着
光照增强,气温升高, 蒸腾速率也迅速增加, 10 00
上升到 2. 2 mmol H 2O m- 2 s- 1 ,此后至 16 00
之间基本维持不变。16 00后随光强降低,气温下
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第 3期 杨学军等:耐荫地被植物山麦冬光合特性研究
降,蒸腾速率直线下降, 到 18 00时蒸腾速率下降
到 0. 3 mmol H 2O m - 2 s- 1。全天蒸腾速率的变
化与大气温度正相关, 相关系数 R= 0. 701。
山麦冬气孔导度上午升高、午间下降, 峰值出现
在 10 00, 为 0. 100 mmol m- 2 s- 1。气孔导度
从 9 00到 12 00持续下降, 从 12 00到 16 00
维持在 0. 05 mmo l m- 2 s- 1上下。
3 讨 论
3. 1 光饱和点和光补偿点是植物的两个重要的光
合生理指标。植物的光饱和点和光补偿点反映了植
物对光照的要求, 是判断植物耐荫性的一个重要指
标[ 4] 。一般认为光补偿点和光饱和点均较低的植物
是典型的耐荫植物 [ 5, 6]。山麦冬的光饱和点为 648
mo l m- 2 s- 1 , 光补偿点为 3. 2 mol m- 2
s- 1 ,表观量子效率为 0. 1389, 高于耐荫性较强的地
毯草表观量子效率( 0. 0592) [ 6]。表明山麦冬十分耐
荫,与王晓玲和扈明明的研究结果一致[ 6, 7]。
3. 2 山麦冬的净光合速率 8 00 时达到 10. 2
mo l CO 2 m - 2 s- 1 ,为全天的最大值。8 00至
12 00,虽然光照逐渐增强,但净光合速率却不升反
降,可能是由于气温升高, 叶面蒸腾加大, 饱和蒸汽
压亏缺升高, 气孔导度下降造成的。在同一季节,山
麦冬蒸腾速率和气孔导度较其它北方常用的草坪地
被类植物如地毯草( Axomopus comp ressus Sw artz)
Beauv. ) [ 7~ 9]、草地早熟禾( Poap ratensi s L. ) [ 10]、多年
生黑 麦草 ( L olium perenne L. ) 和鸭茅 ( Dacyl is
glomerata)
[ 11] 、偃麦草( Elytr igia Desv. ) [12] 等都要低
很多。因此我们认为山麦冬是具有耐荫和抗旱节水
特性的优良地被植物。
参考文献
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(责任编辑 才 杰)
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