8種野生地被植物光合及蒸騰耗水特性研究

錢瑭璜　許建新　雷江麗

摘要：對華南地區(qū)野外資源分布較廣且具有一定觀賞價值的8種野生地被植物進行冬季和夏季的光合數據采集，并通過計算蒸騰強度分析其節(jié)水效益。結果顯示：天胡荽、地稔和長萼堇菜日平均凈光合速率在冬季顯著高于夏季，說明它們?yōu)槎旧L優(yōu)良的地被植物；而鏈莢豆則在夏季的日平均凈光合速率較高，生長較為旺盛。從蒸騰耗水特性來看，地稔在冬季和夏季的單位葉面積日蒸騰總量均較??；在夏季單位時間單位綠化面積內，地稔、三點金、馬蹄金、天胡荽和牛軛草的蒸騰量較少，可根據實際情況減少灌溉量。

關鍵詞：野生地被植物；光合特性；蒸騰強度；節(jié)水效應

華南地區(qū)具有豐富的野生地被植物資源，而城市綠地中已應用的鄉(xiāng)土野生地被植物所占比例卻較低。野生地被植物大多具有適應能力強、管理粗放、本土氣息濃厚等特點。合理開發(fā)利用該類植物資源，并應用于城市綠地或屋頂綠化建設中，既可形成良好的景觀效果，又可節(jié)約管理成本。

筆者于2011年7月將華南地區(qū)分布較廣且具有一定觀賞價值的8種野生地被植物引種至深圳市園科公園試驗地栽植，通過1年的物候觀測，總結了這8種植物的應用情況（表1）。本文在已有研究結果的基礎上，分別于2013年冬季及2014年夏季對這8種引種植物的光合速率、蒸騰速率等光合指標進行了測定，并通過計算蒸騰強度，分析其節(jié)水效益，以期為參試野生地被植物在后期的應用及灌溉提供一定的依據。

1.材料與方法

1.1試驗材料

8種野生地被植物的形態(tài)特征、生態(tài)習性、應用情況等見表1。

1.2研究方法

試驗分別于2013年12月上句和2014年7月上句在深圳市園科公園引種試驗地進行。試驗前1天一次性將試驗地澆透。測定時間為8：00-18：00，每2 h測定一次，全天共測定6次。每種植物選取3株測試，每株取3片葉子，共9個重復。同時調查1 m2上述地被植物的葉片數量（單位面積覆蓋率達到80%）。

1.3檢測指標測定

1）凈光合速率（Pn）日變化。于實驗期間挑選晴朗無風天氣，采用Li-6400光合分析儀測定，測定時采用開放式氣體回路，不離體測定植物葉片凈光合速率。

2）凈蒸騰速率（Tr）日變化。測定方法同凈光合速率（Pn）日變化測定。

3）單位葉面積日蒸騰總量

E（mol·m-2.d-1）=∑[（ei+ei+1）/2×（ti+1-ti）x3600/1000]

i=1

注：ei-初測點瞬時蒸騰速率；eu1-下一測點蒸騰速率；單位/mmol·m-4·S-1。

ti-初測點時間；ti+1-下一測點時間；單位/h。

4）蒸騰強度。根據測定的植物葉面積蒸騰速率，轉換為以水分量表示的蒸騰強度，利用植物葉面積指數r，計算出植物單位綠化面積單位時間內的蒸騰量，用E表示，單位/g·m-2·h-1。則：

Em=Eo·r

注：Eo-全天各測定時段蒸騰強度平均值；單位/g·m-2·h-1。

5）葉面積指數（r）。調查1m2地被植物的葉片數量（c），隨機選取5片葉片并測量和計算單葉面積（si），

求得每m2葉片總面積s=si×c；r=s/sm（sm-占地面積）。

2.結果與分析

2.18種野生地被植物光合特性分析

8種野生地被植物光合速率日變化在冬季和夏季呈現出顯著不同的變化趨勢（圖1）。冬季測定時其光合日變化呈雙峰形曲線變化，8種植物的光合速率峰值點均出現在10：00和16：00，且全天光合速率最大值出現在16：00。而夏季則呈單峰型曲線變化，其中鏈莢豆、崩大碗和地稔的光合速率峰值點出現在10：00，而三點金、天胡荽、牛軛草、馬蹄金和長萼堇菜的光合速率峰值點則出現在12：00。

光合作用是植物生長發(fā)育中非常重要的生理過程之一，受遺傳和環(huán)境條件的影響，光合特性參數可反映植物的生長情況。在8種植物中，三點金、天胡荽、地稔和長萼堇菜在冬季的日平均凈光合速率值大于夏天，表現為冬春季生長旺盛，與引種野生地被植物生長物候觀測一致。其中長萼堇菜的盛花期在1-2月，是良好的冬季觀花植物。鏈莢豆、崩大碗和牛軛草的日平均凈光合速率則是夏季高于冬季，其生長表現則是夏季繁花點點，冬季部分落葉休眠（表2）。

2.28種野生地被植物蒸騰特性分析

從圖2可看出，8種野生地被植物蒸騰速率日變化在冬季和夏季同樣呈現出顯著不同的變化趨勢。冬季除馬蹄金外的7種植物，蒸騰速率日變化均呈雙峰型曲線變化，峰值點出現在10：00和14：00，且均在16：00有小幅回升。而夏季8種植物則都呈單峰型曲線變化，其中鏈莢豆、三點金、崩大碗和牛軛草的蒸騰速率峰值點出現在10：00；馬蹄金、天胡荽和長萼堇菜則出現在12：00；地稔的蒸騰速率峰值點則出現在8：00，之后呈降低趨勢，到14：00有小幅回升。8種植物夏季日平均蒸騰速率顯著高于冬季水平。

2.38種野生地被植物蒸騰耗水特性分析

由表3可知，8種野生地被植物在夏季的蒸騰耗水量遠遠大于冬季。其中地稔在冬季和夏季單位葉面積日蒸騰的總量均較小，說明其葉片的保水能力較強。牛軛草、長萼堇菜、馬蹄金、天胡荽和三點金在夏季的葉片日蒸騰總量較小。在夏季單位時間單位綠化面積內，地稔、三點金、馬蹄金、天胡荽和牛軛草的蒸騰量較少，故從此項指標上來看，這5種植物較為抗旱節(jié)水。但是植物對水分脅迫的適應能力多種多樣，還應當結合根系對土壤水分的耐受能力以及大田試驗觀測來確定植物耗水量。

3.結論與討論

鏈莢豆為多年生草本，喜熱帶潮濕干旱氣候，夏季生長旺盛，覆蓋度好，本研究中鏈莢豆夏季的日平均凈光合顯著高于冬季，是優(yōu)良的夏季綴花草坪植物。天胡荽、地稔、長萼堇菜在冬季的日平均凈光合速率要高于夏季，屬于冬季生長優(yōu)良的地被植物。其中地稔終年開花不斷，與枝、葉、果呈現出斑斕的色彩；長萼堇菜在冬末春初盛開紫色小花，是優(yōu)良的早春觀花地被。

不同季節(jié)光合特性的變化及其差異，與不同季節(jié)環(huán)境氣候的差異及測定時的環(huán)境條件有密切關系。本文測定的8種野生地被植物在冬季的光合日變化曲線呈雙峰型，而夏季則呈單峰型，該結果與黃娟等對華南地區(qū)12種木本植物光合作用季節(jié)變化的部分研究相同，而與邵璽文對黃芩的光合日變化研究結果不同。說明環(huán)境因子對光合特征的影響非常復雜，生態(tài)因子之間不是孤立的，而是彼此密切相關的，這有待于進一步研究。

研究表明植物水分利用效率越高，抗旱節(jié)水性能越好，植物的蒸騰耗水越低，水分利用率相對越高。本試驗對8種地被植物在冬季和夏季單位時間單位綠化面積內的蒸騰量進行了對比研究，表明地稔、三點金、馬蹄金、天胡荽和牛軛草在單位時間單位綠化面積內的蒸騰量較少，故從此項指標來看，這5種植物較為節(jié)水。單位時間單位綠化面積內的蒸騰量在一定程度上反映了植株的抗旱性，但是植物對水分脅迫的適應能力多種多樣，應當結合根系對土壤水分的耐受能力進行綜合判斷。在園林實際灌溉中，還應結合土壤狀況、天氣情況等外界因素來綜合確定合理澆灌量，才能達到既滿足園林觀賞效果又節(jié)約綠地用水的目的。endprint