多花黃精的光合特性日變化規(guī)律探析

袁名安，蒙世島，吳梅，祝澤剛

（浙江省金華市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，浙江金華 321017）

多花黃精的光合特性日變化規(guī)律探析

袁名安，蒙世島，吳梅，祝澤剛

（浙江省金華市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，浙江金華 321017）

[目的]為進(jìn)一步提升多花黃精優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)栽培技術(shù)提供理論依據(jù)。[方法]采用LI-6400型便攜式光合儀，對(duì)2層遮陰網(wǎng)環(huán)境下的多花黃精光合特性日變化進(jìn)行研究。[結(jié)果]多花黃精的凈光合速率（Pn）、氣孔導(dǎo)度（Gs）日變化曲線為“雙峰”型，存在午休現(xiàn)象，峰值分別出現(xiàn)在11：00和16： 00；多花黃精凈光合速率與氣孔導(dǎo)度呈極顯著正相關(guān)，與蒸騰速率呈顯著正相關(guān)。[結(jié)論]大氣光量子密度是影響多花黃精凈光合速率的主要環(huán)境因子。

黃精；光合特性；日變化

多花黃精（Polygonatum cyrtonemaHua.）為多年生草本陰性植物，系百合科黃精屬藥用植物，以其根莖入藥，具有補(bǔ)氣潤(rùn)肺、養(yǎng)陰生津、益腎補(bǔ)脾、延緩衰老及降血壓、血糖、血脂等滋補(bǔ)保健作用。近年來，隨著黃精在藥用、食用、觀賞等方面的應(yīng)用范圍逐步拓展，市場(chǎng)對(duì)黃精的需求量不斷增大，導(dǎo)致野生黃精資源日益匱乏，迫切需要大規(guī)模開展人工栽培。

多花黃精喜溫暖濕潤(rùn)環(huán)境，目前對(duì)黃精的研究主要集中在藥理、有效成分和組織培養(yǎng)技術(shù)等方面，對(duì)其育種、栽培方面的研究非常薄弱，現(xiàn)有粗放的林下種植模式已不適應(yīng)黃精的人工栽培發(fā)展。為探索多花黃精在遮陰環(huán)境下的光合特性日變化規(guī)律，筆者通過人工遮陰進(jìn)行多花黃精光合特性的初步研究，旨在為進(jìn)一步提升多花黃精優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)栽培技術(shù)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 供試黃精苗。2012年4月30日取多花黃精根莖4～8 cm（3個(gè)節(jié)）于試驗(yàn)小區(qū)育苗，模擬自然生長(zhǎng)條件對(duì)試驗(yàn)區(qū)域上方約150 cm處架設(shè)2層遮陰網(wǎng)（遮陽率約50%）進(jìn)行遮陰。苗期施復(fù)合肥，生長(zhǎng)期間按需灌水并及時(shí)除草，控制病蟲害。

1.1.2 儀器。LI-6400便攜式光合作用測(cè)定系統(tǒng)（美國(guó)LI-COR公司）。

1.2 方法

2013年4月11日至5月11日，選擇晴朗少云的天氣測(cè)定光合作用日變化指標(biāo)值。每個(gè)處理選取生長(zhǎng)一致、節(jié)位相同（倒三葉）的3片功能葉進(jìn)行測(cè)定。7：00—18：00每隔1 h測(cè)定1次，記錄黃精的凈光合速率（Pn）、蒸騰速率（Tr）、胞間CO2濃度（Ci）和氣孔導(dǎo)度（Gs）等參數(shù)，所得數(shù)據(jù)貯存在光合測(cè)定系統(tǒng)。

2 結(jié)果與分析

2.1 環(huán)境生態(tài)因子的日變化

2.1.1 光量子密度（PFD）。由圖1可知，7：00-18：00，PFD的2個(gè)峰出現(xiàn)在11：00和15：00前后，在13：00出現(xiàn)了低谷，是因?yàn)楫?dāng)時(shí)云層的影響；在PFD的2個(gè)峰出現(xiàn)的時(shí)間段內(nèi)PFD的差異也最大。

圖1 光量子密度的日變化

2.1.2 相對(duì)濕度（RH）。由圖2可知，RH日變化在7：00和18：00相差不多?？諝庵邢鄬?duì)濕度從7：00到11：00一直有下降的趨勢(shì)，而在12：00突然上升形成一個(gè)高峰；之后14：00—18：00形成一個(gè)上升的趨勢(shì)。

圖2 相對(duì)濕度的日變化

2.1.3 氣溫（Tem）。由圖3可知，Tem日變化基本一致，表現(xiàn)為緩慢上升后下降的趨勢(shì)，差別不是很明顯。Tem在12：00呈現(xiàn)出一個(gè)低谷的狀態(tài)。

圖3 氣溫的日變化

2.1.4 CO2濃度。由圖4可知，空氣中CO2濃度沒有明顯區(qū)別，9：00—13：00迅速下降，13：00降至最低水平，13：00—15：00略有上升，15：00之后開始迅速上升，到18：00基本與8：00時(shí)的CO2水平持平。

圖4 空氣中CO2濃度的日變化

2.2 多花黃精生理因子的日變化分析

2.2.1 Pn。由圖5可知，黃精的Pn隨著時(shí)間的進(jìn)程表現(xiàn)為“雙峰型”的變化趨勢(shì)，存在午休現(xiàn)象。其Pn平均值為3.06 μmol/（m2·s），Pn值從日出開始上升，至11：00達(dá)到最大值，之后出現(xiàn)午休現(xiàn)象，于14：00大幅度下降，16：00 Pn出現(xiàn)小峰。

圖5 黃精凈光合速率的日變化

2.2.2 Gs日變化。由圖6可知，多花黃精Gs日變化總趨勢(shì)均為日出后升高，10：00過后逐漸下降。Gs日變化呈雙峰型，峰值分別出現(xiàn)在10：00、16：00。比較Pn日變化曲線發(fā)現(xiàn)，Gs與Pn日變化總的趨勢(shì)一致，但Gs出現(xiàn)峰值的時(shí)間早于Pn。

圖6 氣孔導(dǎo)度的日變化

2.2.3 Ci。由圖7可知，多花黃精葉片的Ci從早晨到中午呈逐漸下降趨勢(shì)，從中午到傍晚逐漸上升，但幅度均很小。而且Ci在14：00呈現(xiàn)出一個(gè)高峰的狀態(tài)。

圖7 胞間CO2濃度的日變化

2.2.4 Tr。由圖8可知，多花黃精的Tr呈現(xiàn)“三峰”型，在11：00出現(xiàn)最高峰，之后在12：00左右因?yàn)樵茖佑绊戇_(dá)到一個(gè)低谷，隨著云層消散在14：00達(dá)到第2峰，之后下降，然后在16：00上升至第3峰。

圖8 蒸騰速率的日變化

2.2.5 葉面溫度。由圖9可知，遮陰、光照處理的黃精葉面溫度均呈“雙峰”型，葉溫2個(gè)峰點(diǎn)均出現(xiàn)在11：00及15：00，但點(diǎn)與點(diǎn)之間上升或下降幅度都不是很大。將葉溫與氣溫日變化曲線圖比較，發(fā)現(xiàn)葉溫與氣溫的變化較一致。

圖9 葉溫的日變化

2.3 Pn及影響因素的分析

由表1可知，多花黃精各生理生態(tài)因子中，Pn與Tr、Gs、PFD和Tem都呈顯著正相關(guān)，而且Pn值與Gs達(dá)到極顯著正相關(guān)，說明此時(shí)Pn值受氣孔導(dǎo)度的影響最大；其次是PFD對(duì)Pn的影響力，Tem、RH、Ci與Pn沒有顯著相關(guān)性。Tr與Gs、PFD、Tem、RH呈顯著正相關(guān)，而且Tr的值與PFD和Gs達(dá)到極顯著正相關(guān)。Ci、PFD、Tem、RH與Gs未呈顯著相關(guān)，Tem、PFD與Ci呈顯著負(fù)相關(guān)，而且Ci值與Tem達(dá)到極顯著負(fù)相關(guān)，Ci與RH未呈顯著相關(guān)。PFD與Tem呈顯著正相關(guān)，與RH呈顯著負(fù)相關(guān)。RH和Tem都呈顯著負(fù)相關(guān)，而且RH值與Tem達(dá)到極顯著負(fù)相關(guān)。綜上可知，Gs對(duì)Pn的影響最大，Tem、RH和Ci對(duì)凈光合速率影響不是很大。

表1 Pn、Tr及其內(nèi)外影響因子的相關(guān)性分析

3 結(jié)論與討論

（1）午休現(xiàn)象是指夏季晴天，許多植物的光合速率在中午降低的現(xiàn)象，其原因主要是強(qiáng)光、高溫、低濕和土壤干旱等環(huán)境條件引起的氣孔部分關(guān)閉和光暗呼吸加強(qiáng)或（和）光合作用光抑制的發(fā)生“午睡”現(xiàn)象的發(fā)生。歐亞麗等對(duì)黃精光合特性日變化進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn)，在5月份黃精Pn日變化曲線呈雙峰型，有午休現(xiàn)象。該研究結(jié)果也表明，多花黃精Pn隨著時(shí)間的進(jìn)程表現(xiàn)為“雙峰型”的變化趨勢(shì)。相關(guān)性分析結(jié)果表明，Pn與PFD顯著正相關(guān)，說明中午多花黃精Pn的下降是由于PFD降低引起的；同時(shí)Pn與氣孔導(dǎo)度呈極顯著正相關(guān)，說明氣孔因子是多花黃精Pn的主要限制因子。

（2）植物通過蒸騰作用運(yùn)輸?shù)V物質(zhì)、調(diào)節(jié)葉面溫度、供應(yīng)光合作用所需要的水分等，與植物Pn關(guān)系密切。Tr在11：00出現(xiàn)最高峰，之后在12：00左右因?yàn)樵茖佑绊戇_(dá)到一個(gè)低谷，隨著云層消散在14：00達(dá)到第2峰；Pn與Tr呈顯著正相關(guān)。比較發(fā)現(xiàn)，Tr、Gs、Tem及PFD的變化較一致，與空氣RH顯著負(fù)相關(guān)。綜上可知，當(dāng)生態(tài)因子中RH下降時(shí)，對(duì)應(yīng)著空氣的Tem升高和PFD增大，從而影響到生理因子中的Gs增大，同時(shí)也提高了蒸騰速率，最終使得Pn增加。

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（責(zé)任編輯 張楊林）

Study on Daily Variation of Polygonatum cyrtonema Hua. Photosynthesis Character

YUAN Ming-anet al.(Jinhua Academy of Agricultural Sciences,Jinhua,Zhejiang 321017)

[Objective]The aim was to provide a theoretical basis for further enhancing cultivation techniques ofPolygonatum cyrtonemaHua..[Method]Portable photosynthesis apparatus(LI-6400)was used to measure the daily variation ofPolygonatum cyrtonemaHua.photosynthesis character under the condition of two layers of shade mesh.[Result]The results showed that the daily variation curve ofPolygonatum cyrtonemaHua’s net photosynthetic rate and stomatal conductance had two peaks.There was a obviously positive correlation betweenPolygonatum cyrtonemaHua’s net photosynthetic rate and stomatal conductance and the same as transpiration rate.[Conclusion]The density of air light quantum was a major environmental factor which influenced thePolygonatum cyrtonemaHua’s net photosynthetic rate.

Polygonatum cyrtonemaHua;Photosynthesis character;Daily variation

S567

A

2095-0896（2014）12-005-04

袁名安（1983-），男，湖南新化人，碩士，從事功能性作物資源發(fā)掘、遺傳改良與高效利用技術(shù)研究。

2014-12-06