3種生態(tài)型紅葉石楠冬季光合特性研究

沈玉英，俞傲博，楊莉莉，樓高健，夏頌禹

（浙江建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 建筑與藝術(shù)系，浙江 杭州 311231）

3種生態(tài)型紅葉石楠冬季光合特性研究

沈玉英，俞傲博*，楊莉莉，樓高健，夏頌禹

（浙江建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 建筑與藝術(shù)系，浙江 杭州 311231）

測(cè)定了全光照球形、柱形、遮蔭球形三種生態(tài)型紅葉石楠的冬季光合特性，結(jié)果表明：紅葉石楠的氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率及蒸騰總量的日變化曲線相似，三種生態(tài)型都呈現(xiàn)出12∶00-22∶00時(shí)變化平穩(wěn)，22∶00后逐漸增高，4∶00左右回落，6∶00開(kāi)始逐漸上升，8∶00-12∶00蒸騰活躍；全光照球形光合效率高、釋放氧大于柱形，遮蔭球形不能釋放氧；紅葉石楠適宜種植在沒(méi)有任何遮蔭的全日照條件。

不同生態(tài)型；紅葉石楠；光合特性

紅葉石楠（Photinia×fraseri），薔薇科石楠屬雜交種，常綠灌木或小喬木。因其新梢和新葉在冬春秋三季鮮紅色而倍受人們喜愛(ài)，目前在園林中廣泛應(yīng)用。不同高矮的綠籬、球形等生態(tài)型的應(yīng)用較為常見(jiàn)，柱型近幾年在行道樹的應(yīng)用中有少量推出。對(duì)紅葉石楠在生物學(xué)特性及栽培技術(shù)[1]、組織培養(yǎng)[2～3]等方面的研究已經(jīng)有相關(guān)報(bào)道。關(guān)于紅葉石楠的光合特性，樊惠敏等[4]研究了石楠與紅葉石楠的光合特性，郭麗等[5]研究了三個(gè)紅葉石楠品種的光合特性，化香平等[6]研究了春末紅花檵木與紅葉石楠光合特性差異，結(jié)果表明，紅葉石楠的凈光合速率日變化呈雙峰曲線，蒸騰速率日變化呈單峰曲線，出現(xiàn)光合午休現(xiàn)象，并認(rèn)為紅葉石楠在光照強(qiáng)的情況下葉色表現(xiàn)紅而亮。但不同生態(tài)型紅葉石楠在冬季的光合特性的研究尚未見(jiàn)報(bào)道。本文就柱型、圓球形不同生態(tài)型紅葉石楠在冬季的光合特性日變化開(kāi)展研究，探討紅葉石楠在冬季生長(zhǎng)的表現(xiàn)，以指導(dǎo)紅葉石楠的栽培管理及不同生態(tài)型紅葉石楠的生態(tài)應(yīng)用。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)地點(diǎn)設(shè)在浙江建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院校園，土壤為圍墾沙質(zhì)土，pH7.5。選擇生長(zhǎng)正常的全光照柱形、全光照球形和遮蔭球形三種生態(tài)型的8年生紅葉石楠樹，品種為“紅羅賓”。晚上路燈開(kāi)啟。測(cè)定時(shí)間為2013年1 月13日，雪后晴天。

1.2 方法

每種生態(tài)型選擇生長(zhǎng)基本一致的3株樹，在每株樹冠四周外圍的東南西北方向及頂部中央各取2張成熟功能葉片，共30張葉片。采用上海生產(chǎn)的S-110光合測(cè)定儀，24 h內(nèi)從8∶00開(kāi)始，每隔2 h測(cè)定葉片的凈光合速率（Pn）、蒸騰速率（Tr）、胞間CO2濃度（Ci）、氣孔導(dǎo)度（Gs）。根據(jù)凈光合速率和蒸騰速率計(jì)算紅葉石楠的水分利用率（WUE = 凈光合速率/蒸騰速率）。植物固碳量的計(jì)算[7]，單位面積葉片日固定CO2質(zhì)量，即：?jiǎn)挝粸間·m-2·d-1，其中P為植物測(cè)定日的凈同化量。植物蒸騰總量E：

單位為 mol·m-2·s-1，ei為初測(cè)點(diǎn)的瞬時(shí)蒸騰作用速率，ei+1為下一測(cè)點(diǎn)的瞬時(shí)蒸騰作用速率，單位為mmol·m-2·s-1，ti為初測(cè)點(diǎn)的測(cè)試時(shí)間，ti+1為下一測(cè)點(diǎn)的測(cè)試時(shí)間，單位為h[7]。

2 結(jié)果與分析

2.1 凈光合速率日變化

由圖1可見(jiàn)，全光照球形、遮蔭球形和柱形三種不同生態(tài)型的紅葉石楠的凈光合速率24 h日變化曲線都呈雙峰曲線，但高峰值和低峰值出現(xiàn)的時(shí)間有錯(cuò)落。高峰值出現(xiàn)的時(shí)間，第一高峰三種生態(tài)型都出現(xiàn)在12∶00，次高峰全光照球形在24∶00，遮蔭球形在2∶00，柱形在6∶00。低峰值出現(xiàn)的時(shí)間，第一低峰全光照球形在22∶00，遮蔭球形在20∶00，柱形在18∶00；第二低峰三種生態(tài)型都出現(xiàn)在4∶00。

高峰值與低峰值的差值高低反映出凈光合速率日變化的幅度大小。第一高峰與第一低峰的差值大小為全光照球形最大，其次為柱形，遮蔭球形最低，全光照球形極顯著高于柱形和遮蔭球形，柱形和遮蔭球形差異不明顯。第二高峰與第二低峰的差值，三種生態(tài)型間差異不顯著（表 1）。說(shuō)明全光照球形的凈光合速率日變化的幅度大于其他兩種生態(tài)型，且主要在于第一高峰和第一低峰間的變化。

2.2 胞間二氧化碳濃度日變化

由圖2顯示，全光照球形在6∶00胞間二氧化碳濃度最高，20∶00遮蔭球形和柱形紅葉石楠的胞間二氧化碳濃度最高，而此時(shí)的凈光合速率相對(duì)較低。2.3 氣孔導(dǎo)度日變化

圖1 紅葉石楠凈光合速率日變化Figure 1 Diurnal variation of net photosynthetic rate of tested trees

由圖3顯示，三種生態(tài)型的氣孔導(dǎo)度在10∶00都最高；次高峰全光照球形和遮蔭球形在2∶00，柱形在4∶00；12∶00 -22∶00較弱。氣孔導(dǎo)度是指示植物氣孔傳導(dǎo)二氧化碳和水汽的能力，說(shuō)明紅葉石楠?dú)饪讉鲗?dǎo)二氧化碳和水汽的能力在12∶00-22∶00較弱，2∶00-4∶00開(kāi)始加強(qiáng)，10∶00最強(qiáng)，為促進(jìn)紅葉石楠進(jìn)行良好光合作用作好準(zhǔn)備。

表1 紅葉石楠凈光合速率高峰與低峰差值Table 1 Difference of net photosynthetic rate of tested trees

2.4 蒸騰速率日變化

由圖 4可見(jiàn)，紅葉石楠的蒸騰速率日變化曲線呈現(xiàn)雙峰曲線，雙峰值出現(xiàn)時(shí)間三種生態(tài)型都分別為 10∶00 和2∶00，10∶00的峰值最高。

圖4 紅葉石楠蒸騰速率日變化Figure 4 Diurnal variation of transpiration rate of tested trees

2.5 水分利用率

由圖5顯示，紅葉石楠水分利用率最高為12∶00，最低為全光照球形和柱形出現(xiàn)在22∶00，而遮蔭球形稍早于全光照球形和柱形出現(xiàn)在20∶00。這與光合速率變化相吻合。

2.6 植物固碳量

由表2顯示，紅葉石楠固碳量的日變化，全光照球形和柱形在12∶00最高，遮蔭球形在14∶00最高。全光照球形在12∶00 -18∶00、柱形在10∶00-16∶00固碳量為正值，其余為負(fù)值，遮蔭球形固碳量全天均為負(fù)值。這一結(jié)果顯示紅葉石楠固碳量與光照相關(guān)。

表2 紅葉石楠固碳量日變化Table 2 Diurnal variation of fixed carbon content of tested trees

圖6 紅葉石楠蒸騰總量日變化Figure 6 Diurnal variation of transpiration of tested trees

2.7 植物蒸騰總量

由圖6顯示，植物蒸騰總量，遮蔭球形和柱形在8∶00最高，而全光照球形10∶00最高。

3 結(jié)論

（1）紅葉石楠的氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率及蒸騰總量的日變化曲線相似，三種生態(tài)型都呈現(xiàn)出12∶00至22∶00變化平穩(wěn)，22∶00后逐漸增高，4∶00左右回落，6∶00開(kāi)始逐漸上升，8∶00-12∶00蒸騰活躍。

（2）就光合速率而言，全光照球形主高峰與低峰差值為正值，其余為負(fù)值，說(shuō)明全光照球形光合效率高。

（3）據(jù)植物固碳量，全光照球形固碳時(shí)間最長(zhǎng)，其次為柱形，而遮蔭球形固碳量為負(fù)值，可見(jiàn)全光照球形的釋放氧大于柱形，遮蔭球形不能釋放氧。

（4）測(cè)量的全光照球形沒(méi)有任何遮蔭，全方位接受光照，柱形紅葉石楠栽植間距為3 m，遮蔭球形生長(zhǎng)在喬木的嚴(yán)重遮蔭下，由此可以推斷，紅葉石楠適宜種植在沒(méi)有任何遮蔭的全日照條件，才能充分表現(xiàn)出其生長(zhǎng)及對(duì)環(huán)境的功能，柱形紅葉石楠宜適當(dāng)加大株距以獲取充分光照，建議保持株距為4 ～ 5 m，紅葉石楠不能種在遮蔭條件下。

[1] 唐梅. 紅葉石楠生物學(xué)特性及栽培技術(shù)[J]. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2011（18）：236, 238.

[2] 黃美娟，黃海泉，連芳清，等. E物質(zhì)對(duì)紅葉石楠“紅羅賓”組培苗生根及相關(guān)苗活性的影響[J]. 云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2006，21（3）：297-302.

[3] 吉訓(xùn)英. 紅葉石楠的組培擴(kuò)繁及馴化移栽技術(shù)[J]. 上海農(nóng)業(yè)科技，2006（1）：26-28.

[4] 樊慧敏，趙志軍，賈春波，等. 石楠與紅葉石楠光合特性的比較[J]. 浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2009，21（5）：468-471.

[5] 郭麗，劉坤，張棟，等. 三個(gè)紅葉石楠品種光合特性的比較研究[J]. 安徽師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2010，33（4）：371-374.

[6] 化香平，姜衛(wèi)兵，韓鍵，等. 南京地區(qū)春末紅花繼木和紅葉石楠光合特性差異[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，39（5）：219-221.

[7] 岳莉然，岳樺. 2種多肉植物在室內(nèi)環(huán)境中的光合和蒸騰特性研究[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，40（21）：10 778-10 780, 10 949.

Experiment on Photosynthetic Characteristics of Photinia × fraseri ‘Red Robin’ with Different Shapes in Winter

SHEN Yu-ying，YU Ao-bo*，YANG Li-li，LOU Gao-jian，XIA Song-yu
（Department of architecture and art, Zhejiang College of Construction, Hangzhou 311231, China）

∶Determination was made on photosynthetic characteristics of 8-year Photinia×fraseri ‘Red Robin’ with full exposure spherical and cylindrical shape, shading spherical in 2013. The result showed that diurnal variation of stomatal conductance had same curve of that of transpiration rate and transpiration of tested trees. Full exposure spherical tree had the highest photosynthetic efficiency and oxygen release. The result also demonstrated that shading spherical tree could not release oxygen. It concluded that P.×fraseri ‘Red Robin’ grows well under full exposure.

∶shape; Photinia×fraseri ‘Red Robin’; photosynthetic characteristics

S718.45

B

1001-3776（2015）01-0076-04

2014-10-14；

2014-12-21

浙江省建設(shè)廳項(xiàng)目（09Z10）；2013院級(jí)項(xiàng)目“不同生態(tài)型紅葉石楠光合特性與應(yīng)用研究”（30201A4）

沈玉英（1964-），女，浙江嘉興人，教授，博士，從事植物生理生化、分子生物學(xué)、植物應(yīng)用研究；*通訊作者。