石楠與紅葉石楠的光合特性比較研究園林專業(yè)畢業(yè)論文

石楠與紅葉石楠的光和特性比較研究石楠與紅葉石楠的光合特性比較研究 中文摘要：在田間條件下采用英國PP Systems 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1 2001 400 molm-2s-1，1 4001 600 molm-2s-1；光補償點分別為127.0 molm-2s-1，59.26 molm-2s-1；光合表觀量子效率分別為0.02000，0.02216，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)境的適應(yīng)性較強。關(guān)鍵詞：石楠；紅葉石楠；光合特性Comparative study on photosynthetic characteristics of Photinia serrulata and Photinia frasery Dress Abstract：The photosynthetic characteristics of Photinia serrulata and Photinia frasery Dress were mea-sured in the field conditions using CIRAS-2 portable photosynthetic system made by the company of UK PP Systems. The result showed that both Photinia serrulata and Photinia frasery Dress had a double-peak curve of diurnal variation of photosynthesis and a phenoenon of photosynthetic “noon breaking” in sunny days. Light saturation points of Photinia serrulata and Photinia frasery Dress were 1 200-1 400 molm-2s-1 and 1 400-1 600 molm-2s-1 respectively，light compensation points of them were 127.00 molm-2s-1 and 59.26 molm-2s-1 respectively，and photosunthetic apparent quantum yield of them were 0.02000 and 0.02216 respectively. The experimental results showed that Photinia serrulata and Photinia frasery Dress belongs to light species，and the shade tolerance and light adaptability of Photinia frasery Dress was better.Key words：Photinia serrulata；Photinia frasery Dress；photosynthetic characteristics1 前言 石楠（Photinia serrulata） 為薔薇科石楠屬常綠小喬木。喜溫暖濕潤的氣候，對土壤要求不嚴(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1,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（Photinia frasery Dress）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4-9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2009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PP Systems 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1 h 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（271），CO2濃度為360molmol-1 的條件下，通過人工調(diào)節(jié)光強變化，梯度為2 000,1800,1600,1400,1200,1000,800,600,400,300,200,150,100，50,0molm-2s-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（AQY）利用在0200 molm-2s-1 光強范圍內(nèi)PAR-Pn 響應(yīng)曲線的線形回歸方程的斜率求得；測定資料采用Microsoft Excel 2003 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（PAR）的日變化為典型的單峰曲線，峰值出現(xiàn)在12:00，為1407molm-2s-1，在9:0015:00，PAR 值均超過1 000molm-2s-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，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)程趨勢不完全一致， 石楠呈典型的雙峰曲線， 早上7:008:00 隨著PAR 的不斷增強而上升，在8:00 左右出現(xiàn)第一個高峰，Tr 值為1.86molm-2s-1，8:0010:00 Tr 急速下降，而10:0012:00 下降平緩，12:00 左右出現(xiàn)低谷，Tr為0.57molm-2s-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0.97molm-2s-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PAR 的不斷增強而上升，在上午9:00 左右達(dá)第一高峰,Tr值為3.19molm-2s-1；隨后快速下降， 到11:00 左右出現(xiàn)低谷，Tr 值為1.64 molm-2s-1，11:0013:00 緩慢上升，13:00到達(dá)第二個高峰，Tr 值為1.74 molm-2s-1，隨后慢慢下降，到16:00 又有第三個小高峰，Tr 為1.42 molm-2s-1，然后隨著PAR 的降低而下降。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，Pn 值分別為3.3molm-2s-1，4.56molm-2s-1；之后光合速率下降,石楠在11:00 左右達(dá)到最低值，Pn 值為0.04molm-2s-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2.07molm-2s-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2.7molm-2s-1；隨后緩慢增長,在17:00左右出現(xiàn)第二次高峰，峰值為3.52 molm-2s-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 值接近于0，12:00 時的Pn 也僅為0.157 molm-2s-1。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 的增加而增大，PAR 在200molm-2s-1 以下時，Pn呈線性上升，對光強光合響應(yīng)曲線的線性部分進(jìn)行直線回歸，其方程分別為y=0.02，x2.54（R2=0.9494）；y=0.02216x1.28（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127.00molm-2s-1，59.26molm-2s-1，表觀量子效率分別為0.02，0.02216。石楠光強2001200molm-2s-1 時Pn 上升速度較快，到達(dá)1 200molm-2s-1 后，Pn 基本上穩(wěn)定在一定水平；紅葉石楠在光強在200800molm-2s-1 時上升較快，光強增加到800molm-2s-1時，Pn緩慢上升，當(dāng)光強增加到1400molm-2s-1 時，Pn基本穩(wěn)定，得出石楠、紅葉石楠的光飽和點分別約12001400molm-2s-1，14001600molm-2s-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，Ta上升，有利于氣孔開張，Tr 增高，Pn 隨之增大；而隨著PAR 的進(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，Ta 最高，PAR 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（14001600molm-2s-1）高于石楠（12001400molm-2s-1），而光補償點（59.26molm-2s-1）低于石楠（127.00 molm-2s-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，以利于增強植株的光合作用。參考文獻(xiàn)：1 王明榮. 中國北方園林樹木M.上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2004：155.2 潘曉東紅葉石楠的栽培技術(shù)及其園林應(yīng)用前景J綠色中國，2004，20（4）：61.3 耿曉東， 文斌. 稀土對紅葉石楠幼苗光合效率及相關(guān)生理特性的影響J現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技， 2007，（10）：12-13.4 申亞梅，童再康，張露干旱脅迫對紅葉石楠等3 個觀賞品種生理特性的影響J.江西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報 ，2006，28（3）：397-402.5 蘆建國，楊金紅，武翠紅山東地區(qū)引種的5 種石楠屬植物抗寒性比較J.南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報，2008，32（5）：153-156.6 吳麗君， 翁秋媛紅葉石楠不同品種的組培技術(shù)研究J.福建林業(yè)科技，2008，35（4）：165-169.7 崔曉靜，肖建忠，關(guān)楠，等不同遮光處理對紅葉石楠葉色表現(xiàn)的影響J 西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報，2008，36（10）：153-155.8 鮑曉紅，吳麗君，高楠，等不同栽培措施對紅葉石楠紅葉期的影響研究J林業(yè)調(diào)查規(guī)劃，2009，34（2）：45-48.9 劉香芬. 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