1、石楠與紅葉石楠的光合特性比較研究 園林專業(yè)賈春波 指導(dǎo)教師樊慧敏 中文摘要：在田間條件下采用英國 PPSRstem公司制造的CIRAS-2型便攜式光合系統(tǒng)分析儀，對石楠、 紅葉石楠的光合特性進(jìn)行測定。 結(jié)果表明：在晴天條件下石楠、 紅葉石楠的光合速率日變化均為雙峰曲 線，并具有光合“午休”現(xiàn)象。石楠、紅葉石楠的光飽和點分別約12001400卩mol m2 s-1,1400 1600mol m s-;光補償點分別為 127.0卩mol m s- , 59.26卩mol m s-;光合表觀量子效率 分別為0.020RR, 0.02216，說明石楠、紅葉石楠屬于喜光樹種，且紅葉石楠較耐蔭，對光環(huán)境的

2、適應(yīng)性 較強。 關(guān)鍵詞：石楠；紅葉石楠；光合特性 ComparativestudRonphotosRntheticcharacteristicsofPhotiniaserrul ataandPhotiniafraserRDress Stude ntmajori nginLan dscapeArchitectureJiachu nbo TeachersFa nhui min Abstract： ThephotosR ntheticcharacteristicsofPhoti niaserrulataa ndPhoti niafraserRDressweremea- suredi nthefiel

3、dc on diti on susi ngCIRAS-2portablephotosR ntheticsRstemmadebRthecompa nRofUKPPSRstems.T heresultshowedthatbothPhoti niaserrulataa ndPhoti niafraserRDresshadadouble-peakcurveofdiurnalvariatio nofph otosR nthesisa ndaphe noenono fphotosR nthetic noon break ing insunn RdaRs.Lightsaturati onpoin tsofP

4、hoti ni aserr 2 -1 -2 -1 ulataandPhotiniafraserRDresswere1200-1400 呵ol m- s and1400-1600 pmol m s respectivelR, -2 -1 -2 -1 lightcompensationpointsofthemwere127.00 mol m s and59.26 pmol m s respectivelR an dphotos un theticappare ntqua ntumRieldofthemwere0.020RRa nd0.02216respectivelR.TheeRperime nt

5、alresults showedthatPhoti niaserrulataa ndPhoti niafraserRDressbel on gstolightspecies, an dtheshadetolera ncea ndlightadaptabilitRofPhoti niafraserRDresswasbetter. KeRwords： Photiniaserrulata ； PhotiniafraserRDress ； photosRntheticcharacteristics 1前言 石楠(Phot in iaserrulata)為薔薇科石楠屬常綠小喬木。喜溫暖濕潤的氣候，對土

6、壤要求不嚴(yán)，以肥沃濕潤的砂質(zhì)土壤最為適宜，萌芽力強，耐修剪，其樹冠圓整，葉片光 綠，初春嫩葉紫紅，春末白花點點，秋日紅果累累，極富觀賞價值，是著名的庭院綠化 樹種，抗煙塵和有毒氣體，且具隔音功能，葉根可入藥。南方地區(qū)常用作嫁接枇杷的砧 木。 紅葉石楠(Phot in iafraserRDress )是薔薇科石楠屬雜交種的統(tǒng)稱，常綠小喬木：2 ，春秋 兩季的新梢和嫩葉火紅，夏季高溫時新葉萌發(fā)減少，老葉轉(zhuǎn)為深綠，冬季經(jīng)歷霜雪的葉片 呈褐紅色，被譽為“紅葉綠籬之王”，具有很高的園林應(yīng)用價值:3：。紅葉石楠生長速度快， 萌芽性強，耐修剪，可根據(jù)園林需要修剪成不同的形狀。因其新葉四季鮮紅亮麗，且配合 修

7、剪可常年保持極其醒目的鮮紅色，為此在園林景觀綠化中，作為綠籬、綠墻、造型樹、 孤植樹等均具有極佳的景觀效果。 石楠、紅葉石楠是目前市場上廣受歡迎的彩葉樹種，近年來在園林綠化中備受重視，應(yīng)用 越來越廣泛。目前有關(guān)石楠、紅葉石楠的生態(tài)生理學(xué)特性、組織培養(yǎng)、葉色生理、栽培措 施網(wǎng)等方面已有研究，但有關(guān)光合特性的研究尚未見報道。光是重要的生態(tài)因子,很大程 度上植物適應(yīng)光環(huán)境變化的能力決定了它的分布模式和物種豐度，而對植物光合指標(biāo)的測 定，可反映植物的生理特性10。我們以石楠、紅葉石楠為研究對象，通過對這兩種樹種的 光合日變化、光響應(yīng)曲線等一系列生理指標(biāo)的測定和對比分析，揭示石楠、紅葉石楠光合 作用的基

8、本生理生態(tài)學(xué)特征和規(guī)律，為石楠、紅葉石楠栽培生產(chǎn)及在園林綠化中的合理配 置提供科學(xué)依據(jù)。 2材料與方法 2.1材料 試驗于20RR年7月在邯鄲市滏陽公園進(jìn)行，供試材料為 7年生的石楠、紅葉石楠健壯植 株。 2.2方法 每樹種選干周、長勢基本一致的健壯樹各5株，每株選樹冠外圍不同方向的功能葉3片, 掛牌標(biāo)記。在田間條件下，用英國 PPSRstem公司生產(chǎn)的CIRAS-2型便攜式光合儀 測定。光合日變化的測定：選擇晴天，從 7:0019:00每隔1h測定一次凈光合速率（Pn）, 同時測定光合有效輻射（PAR、空氣溫度（Ta）、蒸騰速率（Tr）等參數(shù)。光響應(yīng)曲線 的測定：控制葉溫在（27 1 ）C,

9、 CO濃度為360卩mol mol-1的條件下，通過人工調(diào)節(jié)光 強變化，梯度為 2000,1800,1600,1400,1200,1000,800,600,400,300,200,150,100，50,0 卩mol nf s-1，測定不同光合有效輻射下的光合速率，繪制光響應(yīng)曲線，每組試驗均測 定3個葉片作為重復(fù)。光合表觀量子效率（AQR利用在0200卩mol nf s-1光強范圍內(nèi) PAR-P響應(yīng)曲線的線形回歸方程的斜率求得；測定資料采用MicrosoftERcel20RR讀取、繪 圖、分析統(tǒng)計。 3結(jié)果與分析 3.1光合有效輻射的日變化、氣溫日變化、蒸騰速率的日變化 圖1可知，光合有效輻射（

10、PAR的日變化為典型的單峰曲線，峰值出現(xiàn)在12:00，為1407 測定時間 The time of a day 圖1環(huán)境溫度和光合有效輻射日變化 Fig1 Diurnal cha nges of environmen tal temperatura and PAR om 用 射輻效有合光 卩 mol m2 s-1，在9:00 15:00 , PARS均超過 1000 卩 mol m2 s-1;環(huán)境溫度（Ta）變化 為單峰曲線，且變化平穩(wěn)，從7:0013:00不斷上升，在13:00氣溫達(dá)到一天中的最高值 39.3 C,而后逐漸下降。由圖2可知，石楠、紅葉石楠的蒸騰速率（Tr）日進(jìn)程趨勢不完 測定

11、時間 The time of a day 圖2蒸騰速率日變化 Fig2 Diurnal changes of transpirationrate(Tr) 全一致，石楠呈典型的雙峰曲線，早上7:008:00隨著PAR勺不斷增強而上升，在8:00左 右出現(xiàn)第一個高峰，Tr值為1.86卩molnf s-1,8:0010:00Tr急速下降，而10:0012:00 下降平緩，12:00左右出現(xiàn)低谷，Tr為0.57卩mol m2 s-1; 12:0013:00又轉(zhuǎn)為上升的趨 勢，13:00左右出現(xiàn)第二個高峰，Tr為0.97卩mol m2 s-1，隨后一直下降。紅葉石楠為不 典型的三峰曲線，自7:00隨著P

12、AR勺不斷增強而上升，在上午9:00左右達(dá)第一高峰,Tr值為 3.19卩mol m2 s-1;隨后快速下降，到11:00左右出現(xiàn)低谷，Tr值為1.64卩mol nf s-1， 11:0013:00緩慢上升，13:00到達(dá)第二個高峰，Tr值為1.74卩mol 卅 s-1，隨后慢慢下降，到16:00又有第三個小高峰，Tr為1.42卩mol m2 s，然后隨著PAR勺降低而下降。 從圖2還可以看出，紅葉石楠的蒸騰速率均值大于石楠。 3.2凈光合速率的日變化 由圖3可知，在晴天條件下石楠、紅葉石楠的Pn日變化均為典型的雙峰曲線，具有光 合“午休”現(xiàn)象。兩種樹種光合速率的第一次高峰均出現(xiàn)在8:00左右，

13、Pn值分別為3.3卩 mol m2 s-1，4.56卩mol m2 s-1;之后光合速率下降,石楠在11:00左右達(dá)到最低值，Pn 5 0 7:008:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:00 測定時間 The time of a day 圖3石楠、紅葉石楠凈光合速率的日變化 Fig3 Diurnal changesof photosyntheticrate(Pn) myLom 率速合光凈 魚石楠 紅葉石楠 值為0.04卩mol m2 s-1，然后再次出現(xiàn)急劇增長的趨勢,在16:00達(dá)第二高峰，峰值為2.07 卩mol 吊

14、 s-1。紅葉石楠自8:00第一次高峰值后，下降緩慢，到13:00達(dá)最低值，Pn值為 2.7卩mol n-!s-1;隨后緩慢增長，在17:00左右出現(xiàn)第二次高峰，峰值為3.52mol m2s-1。 兩種樹種的第一峰值均大于第二峰值。從圖 3還可以看出，紅葉石楠一天中的 Pn均高于石 楠；紅葉石楠中午Pn下降幅度較小，光合“午休”現(xiàn)象較輕；而石楠在早晨 8:00左右Pn達(dá) 到了峰值之后迅速下降，且下降幅度較大，至 11:00表現(xiàn)出明顯的“午休”現(xiàn)象，Pn值接 2 1 近于0，12:00時的Pn也僅為0.157卩mol m s。這說明高光強與光合“午休”現(xiàn)象有顯 著的相關(guān)性，這2個樹種都不同程度地

15、受到了光抑制，而石楠受到的光抑制現(xiàn)象較重。石 楠光合“午休”現(xiàn)象明顯的原因可能是由于中午強烈的太陽輻射引起氣溫的升高和空氣濕 度的下降，造成水分代謝失調(diào)，蒸騰速率下降，同時持續(xù)高溫抑制了參與光合過程的酶的 活性，進(jìn)而導(dǎo)致葉片羧化效率的降低，使凈光合速率銳減。 3.3石楠、紅葉石楠的光響應(yīng)特征 光合響應(yīng)曲線反映了植物Pn隨光照強度改變的變化規(guī)律。從圖 4可以看出，石楠、紅 葉石楠葉片的Pn隨著PAR勺增加而增大，PAR在200卩mol m2 s1以下時，Pn呈線性上升， 對光強一光合響應(yīng)曲線的線性部分進(jìn)行直線回歸，其方程分別為R=0.02，R 2.54 率速合光凈 6 4 2 0 -2 -4 )

16、PAR Fig4 Responses of photosynthetic 光合有效輻射/(卩mol -m 圖4凈光和速率對光強的響應(yīng) rate to the light intensity 紅葉石楠 003 09 05 On0 (R2=0.9494); R=0.02216R 1.28 (R2=0.9979)。由線性回歸方程得到石楠、紅葉石楠 的的光補償點分別為127.00卩mol 吊 s-1，59.26卩mol m2 s-1，表觀量子效率分別為 0.02,0.02216。石楠光強2001200卩molm2s-1時Pnh升速度較快，到達(dá)1200卩molm2s-1 后, Pn基本上穩(wěn)定在一定水平；

17、紅葉石楠在光強在200800卩mol m2 s-1時上升較快， 光強增加到800卩mol m2 s-1時，Pn緩慢上升，當(dāng)光強增加到1400卩mol m2 s-1時，Pn 基本穩(wěn)定，得出石楠、紅葉石楠的光飽和點分別約 12001400卩mol nf s-1，14001600 卩mol 后 s-1。光飽和點反映了植物利用強光的能力，越高說明植物在受到強光時不易 發(fā)生光抑制，植物的耐陽性越強。從這個指標(biāo)看，石楠、紅葉石楠均為喜光樹種，紅葉石 楠的光飽和點比石楠的光飽和點稍高，說明紅葉石楠利用強光能力較強。光補償點的高低 可以作為判斷植物在低光照強度條件下能否正常生長發(fā)育的標(biāo)志，也就是說，可以作為測

18、 定植物耐蔭程度的一個標(biāo)志11。紅葉石楠的光補償點低于石楠，說明紅葉石楠比石楠利用 弱光的能力強；即紅葉石楠的耐蔭性比石楠強。光補償點較低，光飽和點較高的植物對光 環(huán)境的適應(yīng)性較強；而光補償點較高，光飽和點較低的植物對光照的適應(yīng)性較弱12。由此 可知，紅葉石楠比石楠對光照的適應(yīng)性強。 4結(jié)論與討論 環(huán)境因子對光合速率的日進(jìn)程有很大的影響。本試驗證明了Ta，PAR Tr等環(huán)境因子 的日變化對Pn有一定的影響。早上PAR逐漸增強，Ts上升，有利于氣孔開張，Tr增高，Pn 隨之增大；而隨著PAR勺進(jìn)一步增強和Ta的進(jìn)一步升高，氣孔開度減小甚至關(guān)閉，Tr反而 降低，Pn也隨之降低；而當(dāng)13:00時，T

19、a最高，PAF也接近峰值，Tr達(dá)第二高峰值時，由于 蒸騰作用的增強而導(dǎo)致水分大量散失，造成 Pn值較低。石楠的Tr，Pn都低于紅葉石楠，可 能是由于石楠的葉片較紅葉石楠的葉片厚，葉表面的蠟質(zhì)層是影響蒸騰速率的原因之一， 從而使其Pn值也較低。隨著環(huán)境條件不斷變化，植物光合速率在一天之中也隨之發(fā)生很大 變化。結(jié)果表明，石楠、紅葉石楠在晴天條件下光合速率日變化均為典型的雙峰曲線，具 有光合“午休”現(xiàn)象。石楠、紅葉石楠的光合速率日變化存在一定的差異。紅葉石楠日變 化進(jìn)程中光合“午休”現(xiàn)象相對較輕，在12:00時也保持著相對較高的光合速率，說明紅 葉石楠抗強光、高溫能力明顯優(yōu)于石楠，表明紅葉石楠是一個

20、比較喜陽的彩葉樹種。石楠 “午休”現(xiàn)象很明顯，說明石楠受強光抑制作用較大。紅葉石楠飽和光強(14001600卩 mol m2 s-1 )高于石楠(12001400 卩 mol - m-2 s-1)，而光補償點(59.26 卩 mol - m-2 - s-1) 低于石楠(127.00卩mol m2 s-1)，說明紅葉石楠比石楠耐蔭性強，對光環(huán)境的適應(yīng)性 較強，在植物配置時紅葉石楠既可以種植在陽光充足處，也可以種植在稀疏的喬木樹下； 石楠的光飽和點和光補償點均較高，屬陽性樹種，喜光線充足，在園林中配置時應(yīng)使其得 到較充足的陽光；另在高溫干熱的天氣下，要注意降溫、保濕，如采取葉面噴霧等措施降 低周圍小環(huán)境的溫度，增加空氣濕度，減弱“午休”現(xiàn)象，以利于增強植株的