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2种野海棠属植物的光合特性



全 文 :2011 年第 3 期 529
收稿日期:2011-03-04
基金项目:基于生态园林城市建设的花境植物引选及其应用技术研究 (2006C22076)
作者简介:钱仁卷 (1981 -),男,浙江平阳人,硕士,主要从事花卉生理与生物技术研究工作。
文献著录格式:钱仁卷,刘洪见,黄建,等 . 2 种野海棠属植物的光合特 [J]. 浙江农业科学,2011 (3):529 - 531,535.
2 种野海棠属植物的光合特性
钱仁卷,刘洪见,黄 建,许利国,张旭乐,林 霞
(浙江省亚热带作物研究所,浙江 温州 325005)
摘 要:采用 LI-6400 便携式光合仪分析浙江 2 种野海棠属植物的光合作用特性。结果表明,中华野海棠的
光饱和点和补偿点分别约为 769 μmol·m - 2·s - 1和 11. 5 μmol·m - 2·s - 1,最大净光合速率为 4. 88 μmol·m - 2·
s - 1;秀丽野海棠的光饱和点和补偿点分别约为2 270 μmol·m - 2·s - 1和 2. 04 μmol·m - 2·s - 1,最大净光合速率
为 4. 18 μmol·m - 2·s - 1,晴天的净光合速率日变化为双峰曲线,次峰明显低于首峰;中华野海棠净光合速率与
气孔导度、光合有效辐射呈显著正相关,与蒸腾速率、温度呈极显著正相关,与胞间 CO2浓度、相对湿度呈极显
著负相关 ;秀丽野海棠净光合速率与气孔导度呈极显著正相关,与胞间 CO2浓度呈极显著负相关,但与蒸腾速
率、光合有效辐射、温度、相对湿度的相关性不明显。
关键词:中华野海棠;秀丽野海棠;光合速率;饱和点;补偿点;相关性
中图分类号:S 865. 99 文献标志码:A 文章编号:0528-9017(2011)03-0529-03
野海棠属是野牡丹科 (Melastomataceae)中的
一个属。该属植物叶形美观,亮丽,花色鲜艳夺
目,具有较高的观赏价值。该属在浙江分布的有 3
种,秀丽野海棠 (Bredia amoena Diels)、方枝野海
棠 (Bredia quadrangularis Cogn)、中 华 野 海 棠
(Bredia sinensis),其中在温州地区分布的主要为中
华野海棠和秀丽野海棠,都为灌木,植株高度 50
~ 80 cm,在瘠薄向阳的山顶和潮湿阴暗的林下、
水沟边都有分布,既耐瘠薄又耐阴耐湿,适应性很
强。非常适合用于园林应用,但目前尚未开发,也
未发现有相关研究报道。本研究主要测定其光合作
用及相关生理生态因子,旨在了解它们的光合生理
生态特性,为野海棠属植物的开发应用提供理论
依据。
1 材料与方法
供试材料为野生条件下生长健壮的中华野海棠
和秀丽野海棠成年植株,平均株高分别为 75 cm 和
55 cm,生长于文成县百丈祭海拔约 700 m 的林下。
用 LI-6400 便携式光合仪系统测定植株功能叶
片 (主枝上部 4 ~ 6 片叶,每种 5 株,每株 1 叶)
的光合速率,同时记录气孔导度、胞间 CO2 浓度、
蒸腾速率、叶温、气温、光合有效辐射等生理生态
因子。于 2010 年 5 月上旬晴天测定光合作用日变
化,生理生态因子由仪器记录,测定时段为 7:00
- 18:00,每隔 1 h 测定 1 次;于 2010 年 5 月 9 日
9:00 - 11:30 测定光合-光强响应,晴天,24 ~
28 ℃,相对湿度 40% ~ 60%,采用人工光源,光
合有效辐射分别设定为 0、20、50、80、 100、
200、300、600、1 000、1 500、2 000 μmol·m - 2
·s - 1。光响应曲线采用光响应曲线新模型[1]:
Pn(I) = α
1 - βI
1 + γI
I - Rd。
式中:Pn 是净光合速率, I 是光合有效辐射,
α,β,γ 是 3 个系数,Rd 是暗呼吸速率。
数据分析和图表采用 EXCEL 和 DPS 完成。
2 结果与分析
2. 1 光合作用日变化
从图 1 可以看出,2 种野海棠在 5 月份的 Pn
日变化趋势均表现为典型的双峰曲线,秀丽野海棠
的首峰出现较中华野海棠早,出现在 8:00 左右,
峰值约为 3. 60 μmol·m - 2·s - 1,中华野海棠要晚
约 1 h,首峰出现在 9:00 左右,峰值约为 4. 82
μmol·m - 2· s - 1,随后均呈下降趋势,于 12:00
左 右 二 者 均 达 到 最 低 值, 分 别 为 2. 73
μmol·m - 2·s - 1和 1. 57 μmol·m - 2·s - 1,中华野
海棠最低值要高于秀丽野海棠,随后二者同步平、
DOI:10.16178/j.issn.0528-9017.2011.03.088
530 2011 年第 3 期
缓上升,次峰则大致同步,均出现在 14:00 左右,
峰值分别为 4. 02 μmol·m - 2· s - 1和 2. 34 μmol·
m - 2·s - 1,之后呈逐渐下降,但中华野海棠下降
较快,18:00 左右下降到约 0. 29 μmol·m - 2·s - 1,
秀丽野海棠下降缓慢,18:00 左右约为 1. 24 μmol
·m - 2·s - 1,2 种野海棠的次峰均明显低于首峰,
两峰之间有一低谷,说明二者均有明显的光合
“午休”现象,这可能与中午温度高、空气湿度
低、CO2 亏缺、气孔部分关闭及 RuBP 羧化酶活性
降低等生态、生理和生化因子有关[2 - 4]。
图 1 中华野海棠和秀丽野海棠光合特性的日变化
2. 2 光合日变化和主要生理生态因子的关系
中华野海棠的 Pn 与气孔导度 (G s)变化趋势
在 7:00 - 18:00 基本保持一致 (图 1),与蒸腾速
率 (T r)在 7:00 - 9:00,10:00 - 12:00 保持一致,
9:00 - 10:00 和 12:00 - 15:00 变化趋势相反,15:
00 后又保持一致;胞间 CO2 浓度日变化为逆向双
峰曲线,首谷和首峰出现时间与 Pn 变化较一致,
但次谷延续到 16:00 才出现,之后呈快速增加趋
势。秀丽野海棠的 Gs 和 Tr 在 7:00 - 8:00 逐渐上
升,在 8:00 达到峰值,和 Pn 一致,Gs 在 8:00 -
9:00 迅速下降,之后缓慢平稳下降,Tr 则呈现双
峰曲线趋势,但低谷出现要比 Pn 约早 1 h,而次
峰则要晚 1 h,Gs 变化也是逆向双峰曲线,首谷出
现时间比 Pn 变化要晚约 1 h,其余时间段变化趋
势较为一致。I 变化成双峰趋势,7:00 - 9:00 迅速
上升至首峰,随后 10:00 左右迅速下降至最低值,
随后缓慢上升于 14:00 左右达次峰,随后迅速下
降。温度变化为类似钟形曲线,7:00 - 9:00 逐渐
上升,之后在30 ℃左右保持平稳,14:00 达最大
值31 ℃,随后缓慢下降,而相对湿度在 7:00 -
钱仁卷,等:2 种野海棠属植物的光合特性 531
8:00迅速下降,之后在 20%上下波动,15:00 后开
始上升。
经相关分析,中华野海棠的 Pn 与 Gs、Tr、 I、
温度 的 相 关 系 数 分 别 为 0. 597 7* 、 0. 908 9**、
0. 652 9* 、0. 720 1**,均达到显著正相关,其中与
Tr、温度为极显著正相关,与胞间 CO2 浓度、相对
湿度的相关系数分别为 - 0. 744 1**和 - 0. 639 9* ,
为极显著和显著负相关;秀丽野海棠的 Pn 与 Gs
相关系数为0. 846 3**,为极显著正相关,与胞间
CO2 浓度相关系数为 - 0. 754 2
**,为极显著负相
关,与 I、Tr、温度、相对湿度的相关性均不明显。
2. 3 光合-光强响应
在短期的 0 ~ 2 000 μmol·m - 2· s - 1光强条件
下,中华野海棠出现光抑制现象,光强超过1 000
μmol·m - 2· s - 1时光合速率明显下降,而秀丽野
海棠光抑制现象不明显。经新光合模型拟合得到中
华野海棠的光补偿点约为 11. 5 μmol·m - 2· s - 1,
光饱和点约为 769 μmol·m - 2· s - 1,最大净光合
速率约为 4. 88 μmol·m - 2· s - 1 (R2 = 0. 991 5),
相比之下,秀丽野海棠光补偿点更低,约为 2. 04
μmol·m - 2·s - 1,而光饱和点远高于中华野海棠,
约为2 270 μmol·m - 2·s - 1,最大净光合速率约为
4. 18 μmol·m - 2·s - 1 (R2 = 0. 996 0)。由此可见,
与白鹤芋[5]等观叶植物相比,中华野海棠和秀丽
野海棠的光补偿点更低,说明二者均具有较强的耐
荫性;中华野海棠的光饱和点也验证了其光抑制现
象,表明中华野海棠不适宜强光下生长,而秀丽野
海棠的光饱和点相比美丽异木棉[6]、琯溪蜜柚[7]
等喜光植物均要高,表明其具有阳生性,适应能力
更强,适合在更大范围内生长。但 2 种野海棠的最
大净光合速率均较低,这可能是二者生长缓慢的重
要原因之一。中华野海棠的 Tr、胞间 CO2 浓度以
及 Gs 随光强增加的变化趋势和光合速率变化均较
为一致;秀丽野海棠的胞间 CO2 浓度与 Pn 变化较
一致,而 Gs 和 Tr 随 I 增加开始迅速上升,但随后
变化较为波动,与 Pn 变化不一致 (图 2)。
图 2 2 种野海棠净光合速率、气孔导度、胞间 CO2 浓度和蒸腾速率对光合有效辐射的响应
3 小结与讨论
中华野海棠光补偿点均较低,光饱和点较秀丽
野海棠低,因此在今后的引种栽培过程中应采取适
当遮荫的措施,以利于其生长。
中华野海棠和秀丽野海棠的光合 “午休”现
象出现的主要原因是与高温、低湿有关,特别是气
温或叶温过高引起了气孔的部分关闭,蒸腾减弱,
因此,在今后的引种栽培实际中,特别是在夏季高
(下转第 535 页)
石 江,等:向日葵品种引进与比较试验 535
表 5 各处理矮化栽培的效果
处理
赤日红焰 三阳开泰 出水芙蓉 桃之春
株高 / cm 矮化效果 /% 株高 / cm 矮化效果 /% 株高 / cm 矮化效果 /% 株高 / cm 矮化效果 /%
清水 (CK) 168. 4 0 145. 6 0 101. 2 0 94. 8 0
0. 06%多效唑 112. 2 33. 4 105. 1 27. 8 68. 3 32. 5 65. 3 31. 1
0. 08%多效唑 109. 3 35. 1 102. 8 29. 4 67. 7 33. 1 64. 1 32. 3
0. 1%多效唑 103. 6 38. 5 103. 4 29. 0 65. 8 35. 0 67. 5 28. 8
0. 03%缩节胺 128. 8 23. 5 117. 6 19. 2 78. 3 22. 6 72. 5 23. 4
0. 04%缩节胺 126. 1 25. 1 118. 9 18. 3 77. 9 23. 0 73. 8 22. 2
0. 05%缩节胺 134. 2 20. 3 113. 0 22. 4 78. 8 22. 1 70. 1 26. 0
0. 3% B9 100. 2 40. 5 92. 7 36. 3 62. 6 38. 1 58. 5 38. 3
0. 45% B9 99. 0 41. 2 89. 7 38. 4 59. 4 41. 3 57. 6 39. 2
0. 6% B9 95. 3 43. 4 90. 3 38. 0 60. 5 40. 2 55. 8 41. 1
3 小结与讨论
目前,在园林布置、花坛草花、盆栽、鲜切花
应用和开发推广上,向日葵是具有很高价值的品
种。夏季开花供观赏的植物并不多,仅水生植物、
木本类的金丝桃、紫薇和藤本的紫藤等。向日葵花
期集中在 7 - 11 月,具有很高的观赏价值[4—5]。
此次引进的品种包括食葵、油葵和观赏葵,其
中观赏葵还包括鲜切类型和矮化栽培类型,花色和
花型十分丰富,但考虑到我们沿海地区种植,选用
油葵 ES308 和食葵 LD1355 植株相对较矮,抗性、
观赏性和产量较好品种种植为宜。
中等高度品种通过在苗期施用 0. 45% B9,可
有效地控制植株的高度,这为今后向日葵的拼栽提
供了更丰富的花色品种。
通过喷施 GA3 和摘心可有效延长向日葵花期,
这为保障今后向日葵在 “十一”长假的景观打下
了良好的基础。
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(责任编辑:吴益伟
檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪
)
(上接第 531 页)
光强下出现的干热天气,要注意降温、保湿,如采
用生草法、人工覆草、叶面喷雾等降低周围小环境
的温度,减弱光合抑制的程度。
植物的光合作用受生理生态因子的综合影响,
简单的相关性分析方法显得有些片面,并且因子间
的互作 (如温度与胞间 CO2 浓度)对光合作用的影
响不是很清楚,因此生理生态因子与光合作用的关
系还有待今后进一步探求。
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(责任编辑:张才德)