遮陰對美人蕉光合作用的影響

宿炳林

(山西林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,山西　太原　030009)

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遮陰對美人蕉光合作用的影響

宿炳林

(山西林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,山西太原030009)

摘要：筆者以當(dāng)年生美人蕉為試材，設(shè)置了 0%(對照)，35%，55%，75% 4個遮陰處理，進行隨機區(qū)組試驗，3 次重復(fù)，研究了不同遮陰條件下美人蕉光合作用的變化規(guī)律，以期為園林景觀中合理栽培和應(yīng)用美人蕉提供理論依據(jù)。結(jié)果表明：對照與 35% 遮陰處理的美人蕉凈光合速率表現(xiàn)為雙峰曲線變化規(guī)律，除12:00 之外，其余時間 35% 遮陰處理與對照之間無顯著差異；12:00～16:00 之間的蒸騰速率，35% 遮陰處理高于對照；35%遮陰處理的氣孔導(dǎo)度表現(xiàn)出一直降低的變化規(guī)律，8:00～16:00 之間均高于對照，其它處理的氣孔導(dǎo)度表現(xiàn)為雙峰曲線的變化規(guī)律；對照胞間 CO2 濃度始終處于最低值，3 個遮陰處理均高于對照。綜合分析認為，美人蕉在遮陰35%環(huán)境下不會對植株光合作用產(chǎn)生顯著影響。關(guān)鍵詞： 遮陰； 美人蕉； 凈光合速率； 蒸騰速率； 氣孔導(dǎo)度； 胞間CO2濃度

美人蕉是重要的城市綠化美化植物，也是夏秋季節(jié)重要的觀花植物，在城市花壇以及立體景觀營造中被廣泛應(yīng)用。在城市園林中，由于建筑物以及高大喬木、立交橋等遮陰物體的存在，使得多數(shù)美人蕉并不是在全光照條件下生長。而光合作用是美人蕉合成有機物質(zhì)、促進植株生長和提高開花數(shù)量的前提。所以，明確不同遮陰環(huán)境下美人蕉光合作用的變化規(guī)律，對于美人蕉在城市綠化中的合理應(yīng)用具有重要的實踐意義。從前人的研究結(jié)果來看，美人蕉在不同遮陰環(huán)境條件下生長量存在差異，遮陰比例在30%～50%之間時可促進苗高增長，但是植株比較細弱，也有部分植株出現(xiàn)輕微的病害，并未進行深入研究。筆者通過分析遮陰條件下美人蕉光合作用的變化規(guī)律，來明確不影響美人蕉光合作用的遮陰比例，為美人蕉在城市園林造景中的合理應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗材料

試驗于2015年7月26日在山西省林木育種研究中心苗圃內(nèi)進行，試驗所選美人蕉為當(dāng)年栽培植株，定植時間是4月8日，栽培密度為25 cm×30 cm.試驗期間保證水分供應(yīng)，防治病蟲害發(fā)生。試驗地土壤含有有機質(zhì)9.94 g/kg，堿解氮26.07 mg/kg，速效磷8.76 mg/kg，速效鉀50.01 mg/kg，pH值為7.31.

1.2試驗設(shè)計

于5月25日在苗圃內(nèi)架設(shè)黑色遮陰網(wǎng)，對美人蕉植株進行遮陰處理。共設(shè)4個處理：G1全光照處理(對照)，G2遮陰35%，G3遮陰55%，G4遮陰75%.隨機區(qū)組試驗，每組處理90株，3次重復(fù)，遮陰時間為2個月。

1.3光合作用的測定

選用CIB-1102便攜式光合儀對美人蕉進行光合作用測定，每個重復(fù)測定10株，每組處理共計測定30株。隨機選擇植株，每植株分別選取上、中、下3個部位的3片葉進行測定，取其平均數(shù)作為最終試驗結(jié)果。

1.4數(shù)據(jù)分析

用Excel 2013制作圖表，用DPS軟件進行顯著性分析。

2結(jié)果與分析

2.1遮陰對美人蕉凈光合速率的影響

遮陰對美人蕉凈光合速率的影響見圖1.

圖1　遮陰對美人蕉凈光合速率的影響

由圖1可知，美人蕉在不同遮陰條件下凈光合速率的變化規(guī)律不同。對照凈光合速率呈雙峰曲線的變化規(guī)律，上午10:00凈光合速率最高，其次是下午14:00和16:00；而中午12:00和下午18:00凈光合速率較低。G2處理也呈雙峰曲線的變化規(guī)律，但不明顯。G3，G4處理表現(xiàn)出單峰曲線的日變化規(guī)律，其中，G3處理凈光合速率在12:00時最高，G4處理在上午10:00達到最高值。所有處理凈光合速率在18:00時均降到最低值。從不同處理的光合速率上來看，上午8:00～10:00之間，G1，G2處理之間無顯著差異，均顯著高于G3，G4處理。表明，遮陰35%時并不能顯著降低美人蕉上午的凈光合速率，當(dāng)遮陰率達到50%以上時會顯著降低美人蕉上午的凈光合速率。中午12:00時對照凈光合速率最低，G4處理與對照之間無顯著差異，均顯著低于G2，G3處理，G2與G3處理之間無顯著差異。14:00 時G2處理凈光合速率最高，較對照高出1.42 μmol/(m2·s)，無顯著差異；G3，G4分別比對照低36.43%，46.85%，差異顯著。16:00～18:00之間G1處理凈光合速率最高，G2處理與對照之間無顯著差異。16:00時G3，G4處理均顯著低于對照，18:00時僅G4處理顯著低于對照。綜合分析得出，遮陰35%并不會顯著降低美人蕉的凈光合速率。

2.2遮陰對美人蕉蒸騰速率的影響

遮陰對美人蕉蒸騰速率的影響見圖2.

圖2　遮陰對美人蕉蒸騰速率的影響

由圖2可知，不同遮陰處理的美人蕉蒸騰速率在不同時間內(nèi)存在較大差異。從蒸騰速率日變化規(guī)律來看，對照和G4處理表現(xiàn)出雙峰曲線的變化規(guī)律，而G2，G3處理表現(xiàn)出單峰曲線的變化規(guī)律。上午8:00，G1處理的蒸騰速率最高，分別比其它3個處理高出0.91 μmol/(m2·s)，1.74 μmol/(m2·s)，2.06 μmol/(m2·s)，差異顯著；G2，G3之間無顯著差異，G2顯著高于G4處理。10：00時各處理的蒸騰速率均達到最高值，其中，G2比對照低0.62 μmol/(m2·s)，無顯著差異；G2與G3處理之間無顯著差異，G3顯著低于對照；G4與G3之間無顯著差異，G4顯著低于對照和G2處理。12:00時3個遮陰處理的蒸騰速率均高于對照。其中，G2處理的蒸騰速率值最高，比對照高2.53 μmol/(m2·s)，差異顯著；G3比G2處理低1.39 μmol/(m2·s)，無顯著差異；G4顯著低于G2處理，G4與對照之間無顯著差異。14:00時G2比對照高0.36 μmol/(m2·s)，無顯著差異；G3，G4與對照之間無顯著差異，顯著低于G2處理。16:00時G2處理蒸騰速率仍處于最高值，與對照之間無顯著差異，顯著高于G3處理；G4，G3與對照之間無顯著差異。18:00時各處理的蒸騰速率均降至最低值。其中，3個遮陰處理之間無顯著差異，均顯著低于對照。綜合分析美人蕉蒸騰速率的變化規(guī)律可知，遮陰35%對蒸騰速率影響較小，而遮陰75%會顯著降低美人蕉的蒸騰速率。

2.3遮陰對美人蕉氣孔導(dǎo)度的影響

遮陰對美人蕉氣孔導(dǎo)度的影響見圖3.

圖3　遮陰對美人蕉氣孔導(dǎo)度的影響

由圖3可知，不同遮陰處理美人蕉氣孔導(dǎo)度日變化規(guī)律存在差異。G2處理氣孔導(dǎo)度在上午8:00時值最高，隨后呈現(xiàn)出一直降低的變化趨勢；而其它3個處理勻呈現(xiàn)出雙峰曲線變化規(guī)律，對照的2個峰值在上午10:00和下午14:00，G3，G4處理的2個峰值分別在中午12:00和下午16:00.從不同處理氣孔導(dǎo)度的變化上看，上午8:00時G2處理處于最高值，分別比其它3個處理高100.14 μmol/(m2·s)，153.20 μmol/(m2·s)和135.27 μmol/(m2·s).其中，G2顯著高于對照，G4與對照之間無顯著差異，G3顯著低于對照。上午10:00時G2處理氣孔導(dǎo)度顯著高于其它3個處理，G3，G4與對照之間無顯著差異。12:00時對照氣孔導(dǎo)度處于最低值，其它3個遮陰處理均顯著高于對照，G2處理處于最高值，G3與G2之間無顯著差異；G2顯著高于G4處理。14：00時G2處于最高值，比對照高出28.33 μmol/(m2·s)，無顯著差異；G2顯著高于G3，G4處理；G3比對照低41.70 μmol/(m2·s)，無顯著差異；G4顯著低于對照。16:00時G3，G2處理氣孔導(dǎo)度相近，僅差4.66 μmol/(m2·s)，無顯著差異；2個處理均顯著高于對照，而G4與對照之間無顯著差異。18:00時3個遮陰處理的氣孔導(dǎo)度無顯著差異，均顯著低于對照。從氣孔導(dǎo)度變化上看，8:00至16:00之間的G2處理氣孔導(dǎo)度始終處于最高值，表明遮陰35%有利于美人蕉氣孔導(dǎo)度的增加。

2.4遮陰對美人蕉胞間CO2濃度的影響

遮陰對美人蕉胞間CO2濃度的影響見圖4.

圖4　遮陰對美人蕉胞間CO2濃度的影響

由圖4可知，不同遮陰處理對美人蕉胞間CO2濃度的影響不同，但各遮陰處理在試驗期間胞間CO2濃度均高于對照。各處理胞間CO2濃度日變化規(guī)律相同，均表現(xiàn)出雙峰曲線的變化趨勢。上午8:00，G4胞間CO2濃度最高，比對照高出67.69 μmol/(m2·s)，差異顯著；G2，G3與對照之間無顯著差異。上午10:00時G3比G4處理低19.76 μmol/(m2·s)，無顯著差異；G4比G2處理高61.95 μmol/(m2·s)，差異顯著；G3與G2之間無顯著差異，G3顯著高于對照，G2與對照之間無顯著差異。12:00時各處理的胞間CO2濃度達到第1個高峰值，其中，G4處理最高，比G3處理高26.10 μmol/(m2·s)，無顯著差異；G4顯著高于對照和G2處理，G2，G3分別比對照高8.11 μmol/(m2·s)和43.97 μmol/(m2·s)，無顯著差異。14:00時3個遮陰處理的胞間CO2濃度無顯著差異，其中，G4顯著高于對照，而G2，G3與對照之間無顯著差異。16:00時對照胞間CO2濃度降低幅度較大，G4分別比G2，G3處理高40.04 μmol/(m2·s)和17.98 μmol/(m2·s)，無顯著差異；3個遮陰處理均顯著高于對照。18:00時各處理胞間CO2濃度達到第2個高峰值，此時3個遮陰處理胞間CO2濃度無顯著差異，G4，G3顯著高于對照，G2與對照之間無顯著差異。從美人蕉胞間CO2濃度變化規(guī)律上看，G2處理雖然高于對照，但是除16:00外均與對照無顯著差異。表明，遮陰35%對美人蕉胞間CO2濃度影響較小。

3結(jié)論與討論

1) 美人蕉在全光照條件下，凈光合速率日變化呈雙峰曲線的變化規(guī)律，這與翅莢木、油松凈光合速率的日變化規(guī)律相似，而這種變化規(guī)律是大多數(shù)種子植物光合作用的共同特性。但是當(dāng)外界環(huán)境條件發(fā)生變化時，光合作用的變化規(guī)律也會發(fā)生比較顯著的變化。從研究結(jié)果來看，遮陰條件下美人蕉凈光合速率的日變化曲線由雙峰曲線轉(zhuǎn)變?yōu)閱畏迩€，隨著遮陰比例增加，這種變化趨勢越明顯，這與黃頂菊、樹莓在遮陰條件下凈光合速率的變化趨勢相似，表明不同植物在遮陰條件下凈光合速率的變化具有相似的規(guī)律。從美人蕉凈光合速率的變化上來看，遮陰35%對凈光合速率影響較小，并且在12：00～14:00間高于全光照處理，在其它時間段與全光照處理無顯著差異，而當(dāng)遮陰比例超過50%時凈光合速率顯著降低。表明美人蕉遮陰35%不會對其凈光合速率產(chǎn)生顯著影響。

2) 蒸騰速率變化趨勢與凈光合速率相似，對照表現(xiàn)出雙峰曲線的變化規(guī)律，而G2，G3處理表現(xiàn)出單峰曲線的變化規(guī)律。從蒸騰速率的變化上來看，G2處理在12:00～16:00之間高于對照，這可能是由于遮陰降低了陽光直射，從而使更多的氣孔處于張開狀態(tài)，有利于蒸騰作用的進行。而對照在12:00蒸騰速率較低，可能與氣孔關(guān)閉有關(guān)。下午18:00各處理光合作用減弱，蒸騰速率也均顯著降低，與是否遮陰無顯著相關(guān)性。

3) 氣孔導(dǎo)度是衡量光合作用強弱的重要指標，一般在氣孔導(dǎo)度較高的情況下，光合速率也相對較高。從試驗結(jié)果來看，遮陰35%處理下美人蕉的氣孔導(dǎo)度在8:00～16:00始終處于最高值，并且均高于對照，表明在一定遮陰條件下有利于提高美人蕉的氣孔導(dǎo)度，這與荔枝在遮陰條件下氣孔導(dǎo)度的變化規(guī)律相似。當(dāng)遮陰比例達到75%時，美人蕉的氣孔導(dǎo)度會顯著降低，證明較強的庇蔭環(huán)境下不利于美人蕉氣孔導(dǎo)度的增加。

4) 胞間CO2濃度的高低在一定程度上可以反映出植物光合能力的強弱，一般光合能力較強的葉片或者植株胞間CO2濃度相對較低，而光合能力比較差的葉片或者植株胞間CO2濃度相對較高。從試驗結(jié)果來看，遮陰處理的胞間CO2濃度均高于對照，對照始終處于最低值，表明遮陰在一定程度上會使CO2的代謝變慢。綜合分析遮陰對美人蕉光合作用的影響得出，遮陰35%處理下美人蕉光合作用受到的影響較小。

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Effect of Shade on Photosynthesis ofCannaindicaL.

Su Binglin

(ShanxiForestryVocationalTechnicalCollege，Taiyuan030009,China)

Abstract：The test studied changes of Canna indica L. photosynthesis under the condition of different shade to provide the theory basis for Canna indica L. reasonable cultivation and application in landscape. One-years old Canna indica L. as materials, which set 4 treatment, the proportion of shade as 0%(CK),35%,55%,75%, randomized block design of experiment, repeating 3 times. The results showed that the net photosynthetic rate showed the hyperbola change which in control and 35% shade treatment, 35% shade treatment had no significant difference with control except 12:00; 35% shading treatment transpiration rate was higher than control when in 12:00～16:00; 35% shading treatment’s stomatal conductance showed reduced by the change and it was higher than control when in 8:00～16:00; other treatment performance for the Shuangfeng curve; the control intercellular CO2 concentration always at a minimum, 3 shading treatments were higher than the control. Comprehensive analysis showed that would not have a significant impact on plant photosynthesis of 35% shade environment on Canna indica L.Key words： Shading; Canna indica; Net photosynthesis; Transpiration rate; Stomatal conductance; Intercellular CO2 concentration

中圖分類號：S682.2+2

文獻標識碼：A

文章編號：1007-726X(2016)01-0026-04

作者簡介：宿炳林(1971—)，男，山西忻州人，2003年畢業(yè)于北京林業(yè)大學(xué)，工程師。

收稿日期：2015-10-11