全 文 ：六种龙舌兰科植物光合作用强度测定初报
( 初稿 , 供讨论 )
华南热带作物科学研 究院 曾友梅 李林基 蒋雄达
摘 要
本文报道用红外线 C O : 分析仪测定六
种龙舌兰科 ( A g a v a c e a e ) 植物光合作用
强度的数值及其幅度 , 测定的结果指出 :
假菠萝麻的光合作用 强 度 较 高 ( 4 . 80 毫
克 C O : /平方 分米 / 小 时 ) , 番 麻 次 之
( 4
.
5 4 )
, 1 1 6 4 8 居第三 ( 4 . 0 0 ) 。 文 中
六种龙舌兰光合作用强度的幅度约 2一 5 ,
初步认为它们是 C A M类型植物 , 其 光 能
利用率低于碳三 ( C : ) 植物 。 文中亦报道
了同一品种不同植株 , 不同叶序的叶片 ,
不同光照和空气流量等内 、 外部因素对龙
舌兰科植物光合作用强度的影响 。
引 言
光合作用是作物有机物质的来源 , 与
产量和高光效育种有着密切的关系 , 有关
龙舌兰科植物光合作用的研 究 工 作 , 国
内 、 外迄今尚未见报道 , 是一个空白点 。
一年来我们采用 国产红外线 C O : 分 析仪
( F Q一W 型 ) 对六种龙舌兰科植物 ( 即
假 菠 萝 麻 A g a v e a n g u s t i f o l i a H a w ;
番麻 A · a m e r i e a n a L . ; 1 1 6 4 8 A g a v e
h y b r i d N o 1 1 6 4 5
, 又名 u东一号麻 , ;
灰叶剑麻 A g a v e f o u r e r y o d e s L e m ; 马
盖麻 A g a , e e a n t a l a R o x b 。 和毛里求斯
麻 F u r c r a e a g i g a n t e a V e n t ) 进行光合
作用强度的测定 , 为今后龙舌兰高光效选
育种提供科学依据 。
、 六种龙舌兰科植物光合
作用强度的测定
方法和结果 为了方便测定先从苗圃
中取带根二年生的1 1 6 4 8 、 番麻 、 灰 叶 剑
麻 、 马盖麻 、 假菠萝麻和毛里求斯麻各三
株 , 种植于塑料袋中 , 置于阳 光 充 足 地
方 , 管理条件一致。 待植株生长正常约两
个月后 , 用红外线 C O : 分析仪进行光合作
用强度测定 。 测定均在晴天进行 , 每天上
午先任其在 自然光下照射 , 下 午 进 行 测
定 。 每个品种测三株 , 每株选其上部靠近
心叶的两个充分展开的成熟叶片在相同的
温度 、 光照 、 流量条件下进行测定 , 然后
计算三株叶片光合强度的平均数。 测定结
果参阅表 1 。
测定结果表明 在相同光照 、 温度和
空气流量条件下 , 不同品种的龙舌兰科植
物其光合强度有显著的差异 。 其中以假菠
萝麻光合强度较高 , 为 4 . 80 ( 毫克 C O : /平
方分米 /小时 ) , 番麻次之 , 光合强 度 为
4
.
5 4 ; 1 1 6 4 5第三 , 光合强度为 4 . 0 0 ; 灰
1 1 1
表 1 六种龙舌兰科植物光
合强度测定比较
表 2 不同植株的光合强度
(光合强度单位 :
. . . . . . . . . . . . . . . .品 . 种 巨生鱼兰一竺 毫克 C O: /平方分米 /小时 )
假菠萝麻
.华牛阵兰全竺 {奥奥兰竺一 {立翌一 l一竺土一
光合强度
一竹一。番 麻
1 1 6 4 8
灰叶剑麻
马 盖 麻
毛里求斯麻
4
。
8 0
4
。
5 4
4
。
0 0
3
。
5 1
2
。
7 2
父粤牛宁燮一株 3 1 5· 5 7 株 2 { 2
·
4 1
株 3 { 4 . 0 5
注 : 浏定条件与前相同
. 注 ( 1 )光合作用强度计茸式:
净光合作用 Pn一 (一卫 f x 0 . 1 )
x L / il x△ CO:
( 2 )浏定时的条件: 光强 照度为 4 000 勒克斯 ;
温度为 28一 30℃ ; 空 气流量为 80一 85开 /小 时。
( 3 )尤合强 度单位为 : 毫克 C O习 /平方分米 /小
时 (即每小时每平方分术叶面 积同化 CO: 的毫充数 ) .
从表 2测定的结果可 以看出 1 1 5 4 8和
番麻不同植株之间的光合强度均有差异 。
1 1 6 4 8第一株光合强度比第二株高 , 但 比
第三株低 ; 番麻尤其显著 , 第一株光合强
度比第二株高出近三倍 , 比第三株也高出
近一倍 , 这说明了同一品种不 同植株之间
的光合强度是有一定的差异的 。
叶剑麻光合强度为 3 . 5 1 , 列居第四 ; 最低
是毛里求斯麻 , 光合强度为 1 . 9 1。
二 、 同一 品种不同植株的
光合强度的测定
测定同一品种的不同植株光合作用的
强度可以看出株间是有差异 的 。 参 阅表
2
o
三 、 同一植株不同叶序的
光合强度的测定
用 1 1 6 4 8和番麻两个品种作为试 验 材
料 , 选取盆栽生长正常的二年生幼麻各一
株 , 上午进行 自然光照 , 下午 在 同 一 光
照 、 温度和空气流量条件下进行测定 。 光
合强度的测定是自下而上按叶序进行 , 其
测定结果参阅表 3 、 表 4 。
表 3 1 1 6 4 8同一株不同叶序叶片的光合强度 ( 单位 : 毫克 C O : /平方分米 /小时 )
蓉兴言…斋杰总…恶
测定结果表明 , 在同一条件下测定的
不同叶序叶片的光合强度也有 一 定 的 差
异 。 一般而言 : 叶片光合强度随着叶龄的
增加而减弱 , 位于下部老叶的光合强度比
上部的低 , 叶片光合强度是随着叶序向上
而增加 。 测定的结果可以看出 : 1 1 6 4 8 的
第一片叶和第十三片叶 , 番麻的第一叶片
和第九叶片相比之下 , 其光合强度是有显
1 1 2
表 4 番麻同一株不同叶序叶片的光合强度 (单位 : 毫克 C O : / 平方分米 /小时 )
一华退亚{兰口川川川川州川州二’脸 合 . 强 度 …。 。 7 9 { 6· ` 6 13· 5 6 1“ · “叫 7· 3 5 13· 7 7 17· 4 3 {住· 0 4 . 1_乡: 0 3_
著的差异 , 但不同叶序叶片间的光合强度
没有规律 , 似乎不随叶序而增加 , 原 因何
在 , 有待进一步研究 。
测出 ) , 只有在下午才可能测出 , 和橡胶
对光的反应不同 , 这可能与作物叶片结构
不同有关 , 原因有待进一步研究 。
四 、 日照时间对光合强度
的影响
选取 1 1 6 4 8两株 , 让阳光照 射 , 取同
一叶片分别在上 、 下午进行 光 合 强 度测
定 , 用橡胶树叶片做对照 。 测得结果如表
5
o
从测定结果看到 , 橡胶光合作用在上
午 9 点钟左右可以测出 , 而 1 1 6 4 8等 的光
合作用一般在上午不易测出 ( n 点后可能
五 、 不同空气流量对叶片
光合强度的影响
在测定影响光合作用因素时 , 我们也
测定了不同空气流量对光合作用的影响 。
测定的结果证明了空气流量的大小对光合
作用是有一定影响的 , 流量小 ( 即空气流
速缓慢 ) ,往往使 C O : 扩散进入叶内的速度
减少 , 不能满足光合作用吸收利 用 C O : 的
需要 ,从而使测得的结果偏低 (参阅表 6 ) 。
表 5 日照时间对光合作用强度的影响 ( 单位 : 毫克 C O汀平方分米 /小时 )
一…竺黔塑旦沙擎}— …一望生粤塑 }擎擎1 !一兰竺三 {一~竺嘎一 { } }一竺生 }一型愁11 6 4 8 { 1 . 。 。 。 , } 、 冲 ! 1 1 6 4 8 } 7 。 3 1 1 _ _ ` , ! , ,
! _
_
1 I U
. ` U` } 卫王 1且 U 1 1 i L . U` } 歹几1且
{
了· 3 1
)— 1— 1 1 {— }一—株 ` 1 4聋鉴卜生些一 { 株 “ } Je三竺竺; 一 }尘些生
~ }— 目i二11一卜竺生一 {— }— }一二一一卜二二一蓟巡泣}二里兰卜二型二卜澳华- }— }— }一二` 卜早一} {一全竺一 _ }一竺竺一 } _ _ _ } !一里二竺一 - }一竺里1 1 6 4 8 ! ! . 。 。 , } , , 肚 1 1 6 4 8 1 8。 1 } _ _ _ _ , } 一 * 。l _ _ 1 I U . V ’ l 刀王1且 }} l } 1了 . 1合` 1 二 . 石`
}
“ · 1 卜, 下 - 一 }— l ! {— }—株 ` 1 卜竺卫一阵士竺一 . }株 2 1 { 一 { -l_ _ _ _ t 1 6· 5 0` l ” · 1 1 }l {{ 1 1
1 13
表任 一 不同空气流量对测定光合
强度的影响
空气流量
(升 /小时 )
光合强度
(4个重复平均 )
…燮…燮】1· 8 7 1 2· 2 7
注 : 叶室容积为 8 4 7 . 4厘米气
从表 6看出 , 叶片光合强度随着空气
流量的升高而递增 , 从 80 ( 升 / 小时 ) 升
到 12 0 ( 升 /小时 ) 的流量时 , 光合强度增
加了 0 。 4 ( 毫克 C O : /平方分米 /小时 ) ; 从
12 0 ( 升 /小时 ) 升到 1 70 ( 升 /小时 ) 时 ,
光合强度增加了 O。 15 ( 毫克 C O : / 平方分
米 /小时 ) 。 因此我们认为用上述容积 的
叶室测定光合作用时 , 用 120 ( 升 /小时 )
左右的空气流量较为合适 。
小 结
1
. 六种已测定龙舌兰科植物光合作
用强度的幅度约在 2一 5 ( C O : 毫克 /平方
分米 /小时 ) 的范围内。 据文献报 道 , 植
物的光合强度在 1一 4范围内属 “ C A M ”
类型的植物 , 光能利用率低于碳三 ( C 。 )
植物。
2
. 不同品种之间的光合强度有所不
同 。 在测定的六个品种中以假菠萝麻为最
高 , 光合强度为 4。 80 , 番麻次之 , 光合强
度为 4 . 54 ; 1 1 64 8排列第三 , 光合强 度 为
4
.
0 0
, 灰叶剑麻的光合强度为 3 51 , 名列
第四 , 最低是毛里 求 斯麻 光 合 强 度 为
1
。
9 1
。
3
。 同一品种不 同植株的光合强度也
有一定的差别 。
4
。 同一植株内不同叶序的叶片光合
强度有一定的差异 。
5
. 晴天下午测光合作用较佳 , 上午
不易测出 , 这可能因为 日照时间的长短对
光合作用有影响 。
6
。 空气流量的大小对测定光合强度
有一定的影响 。 因此进行光合 强 度 测 定
时 , 须注意选用适当的空气流量 。
总之 , 我们认为对龙舌兰科植物开展
光合作用的研究 , 是有必要的 , 尤其在发
现了三碳 、 四碳植物后 , 对选育种工作者
提出了进行高光效选育种的新课题 , 使光
合作用研究与育种学密切的结合起来 , 这
是具有实践意义的 。 此外 , 通过光合作用
大量的测定 , 可能从中选出高光效品种 、
杂种或单株 , 再把它们的优良性状加以巩
固 、 提高 、 有利于加速和促进 育 种 的进
程。
我们在这方面的工作刚刚开始 , 时间
短 、 处理少 、 重复少 , 许多问题有待今后
继续研究 。
本试验工作在我院橡胶所生理组支持
下进行 , 仪器设备由该组提供使用 , 又蒙
该组梅庆超 、 梁启镜 、 黄爱平等三位同志
大力协助 , 特此致谢 。
1 1 4