兩個三角梅品種光合生理特性比較分析

張學權

(成都大學旅游文化產(chǎn)業(yè)學院,四川成都 610106)

0 引 言

三角梅是我國南方溫暖地區(qū)園林中常見花卉之一,是十分理想的垂直綠化材料,廣東、云南、福建等省廣泛種植,其也是我國深圳、廈門、珠海、三亞、北海等城市的市花.三角梅屬紫茉莉科(Nyctaginaceae)葉子花屬(Bougainvillea)常綠木質攀援狀灌木(半木半藤植物),陽性花卉,花頂生,常3朵簇生在苞片內,苞片葉狀為主要的觀賞部分.三角梅喜溫暖濕潤氣候,不耐寒,在3℃以上才可安全越冬,15℃以上方可開花.四川攀西地區(qū)因其優(yōu)越的自然條件,三角梅在該地區(qū)表現(xiàn)出花期長、顏色鮮艷、苗木繁殖較快、生長迅速、容易造型等特點.

目前,對三角梅的研究不多,且主要集中在栽培、管理和花期控制調節(jié)等方面.例如,沙萬友[1]探討了三角梅的大枝扦插技術,黃孫科[2]、韋惠師[3]分析了三角梅的養(yǎng)護及花期調控技術,洪項目[4]介紹了三角梅常見品種及栽培繁殖技術,武曉燕等[5]綜述了三角梅屬植物種質資源及其園林應用研究進展.而對三角梅露地栽培狀態(tài)的基礎光合生理特征的相關研究還未曾有報道,本試驗嘗試對這方面進行一些實踐探索,以期為三角梅不同品種在參與植被群落結構配置時提供理論基礎參考.

1 試驗地概況

本研究的三角梅試驗地位于四川省西昌市西寧鎮(zhèn)馬坪壩機場路旁,該地區(qū)位于川西南高山峽谷區(qū)的安寧河河谷平原,海拔高度1 510 m.試驗地主要氣候特點是干濕季分明,降雨集中,氣溫年較差小,日較差大,太陽輻射強,日照充足;年平均氣溫14℃～17.1℃,年日照時數(shù)2 000～2 400 h,平均降雨量1 000～1 100 mm,年平均蒸發(fā)量1 945 mm,全年無霜期230～306 d,全年日照輻射總量達120～150 kcal. cm-2.a-1,≥10℃的年均積溫為5 329.9℃.

2 材料與方法

2.1 試驗材料

試驗材料為8年生的兩個三角梅品種,大紅寶巾花(Bougainvillea x buttiana)和光葉寶巾花(Bougainvillea glabra),兩種植株均攀援在水泥花架上,處于盛花期,植株高約3.5 m,基部莖粗2.0 cm,單株冠面積約5 m2.大紅寶巾花的特征為葉狀苞片單瓣,大紅色,光葉寶巾花的特征為莖具直刺,葉狀苞片單瓣,紫紅色.

2.2 測試方法

2.2.1 凈光合速率(Pn)測定.

在兩個品種三角梅處于花期的2009年1月2日,選取長勢基本一致的植株功能葉片,采用LICOR公司生產(chǎn)的LI-6400便攜式光合測定系統(tǒng),從早上8:10至下午18:00在自然光照下每隔2 h測定一次凈光合速率(Pn,μmolCO2/m2/s)、氣孔導度(Cond,μmol CO2/m2/s)、胞間CO2濃度(Ci,μmol CO2/m2/s)和有效輻射(PARi,μmol光量子/m2/s)等光合參數(shù).每次每個品種選3株光葉子花,每株選取3個功能葉片進行測定.

2.2.2 光響應測定.

選擇長勢基本一致的植株功能葉片,采用LICOR公司生產(chǎn)的LI-6400便攜式光合測定系統(tǒng)測定光響應,測試時間于2008年12月31日上午的10: 30～11:00之間進行.在測定時,將測定系統(tǒng)紅藍光源LED設定為一系列光合光通量密度(PPED)梯度(共12個梯度),考慮到植物從弱光到強光的不敏銳性,其梯度設定為,2 000、1 800、1 600、1 400、1 200、1 000、800、600、400、300、200、100、50、25和0μmol光量子/m2/s.測定葉片為連體葉片,每個階段測試時間為3 min,每隔5 s測定系統(tǒng)自動保存一次數(shù)據(jù).

3 結果與分析

3.1 凈光合速率及相關因子變化

3.1.1 凈光合速率日變化.

兩個品種三角梅的凈光合速率的變化如圖1所示.由圖1可知,大紅寶巾花和光葉寶巾花的凈光合速率的日變化均為單峰型曲線,無光合“午休”現(xiàn)象.兩個品種三角梅的凈光合速率最大值都出現(xiàn)在下午14:10分,此時光照強度(PARi)為1 234μmol光量子/m2/s,葉溫也較高(見表1),大紅寶

圖1 兩個品種三角梅Pn日變化

表1 測試日三角梅葉溫變化情況

巾花和光葉寶巾花的凈光合速率分別為0.328μmol CO2/m2/s和0.451μmol CO2/m2/s.全天內,光葉寶巾花的Pn值均大于大紅寶巾,它們的凈光合速率日變化趨勢也與光合有效輻射的日變化一致.此外,兩個品種三角梅在早上的低日照輻射時凈光合速率處于負值(見圖1).這是因為,一方面它們屬于陽性植物,此時還處于光補償階段;另一方面,此時為冬季的早上,氣溫僅為8.42℃左右(見表1),三角梅不耐低溫,光合作用受到抑制,下午18:00時,此時光合有效輻射也較小,僅為22μmol光量子/m2/s,但此時葉溫為13.9℃,相對較高,有利于植物對光能利用率的提高.

3.1.2 相關因子日變化.

圖2 大紅寶巾花氣孔導度和胞間CO2濃度

圖3 光葉寶巾花氣孔導度和胞間CO2濃度

兩個品種三角梅的Pn、Cond、Ci因子的日變化趨勢如圖2、3所示.在圖2中,大紅寶巾花光合生理生態(tài)因子Pn、Cond總體變化基本一致,均隨光照強度的變化而呈單峰線型,峰值均在1 234μmol光量子/m2/s處,Pn和Cond的相關系數(shù)為0.92.在圖3中,光葉寶巾花的Pn、Cond生理生態(tài)因子的日變化趨勢也基本一致,均隨光照強度的變化而呈單峰線型,峰值也在全天光照最強時出現(xiàn),Pn和Cond的相關系數(shù)為0.93.但兩個品種三角梅胞間CO2濃度的Ci值全天變化平緩,與Pn、Cond兩因子的變化關系較小.與其他研究一樣[6,7],本研究也證實,并非胞間CO2濃度高,凈光合速率就大,有時還可能呈現(xiàn)負相關.通常,胞間CO2濃度和氣孔導度的變化共同作用于凈光合速率結果,同時還可能受到葉肉細胞的活性限制,分析兩品種Ci與Pn的相關性可知,其相關系數(shù)分別僅為0.24和0.25.

3.2 光響應生理特性

將測定系統(tǒng)內置紅藍光源LED設定為一系列光通量密度(PPED)梯度,可用以測定植物凈光合速率隨內置紅藍光強的改變,將其擬合成光響應曲線可分析其光合生理特征參數(shù).兩個品種三角梅光響應曲線如圖4所示.由圖4可知,在≤600μmol光量子/m2/s的弱光強下,兩個品種三角梅的凈光合速率隨光照強度的增加而增加,以后隨光照強度的增加,兩個品種三角梅凈光合速率變化較小,此說明兩個品種的光飽和點(light saturation point,LSP)均在600 μmol光量子/m2/s左右.此時,光葉寶巾花的凈光合速率(均值0.791μmol CO2/m2/s)高于大紅寶巾花(均值0.639μmol CO2/m2/s).

圖4 兩個品種三角梅光響應曲線

同時,分析低光照下(0～100μmol光量子/m2/s)兩個品種三角梅的凈光合速率變化情況可知,其凈光合速率與光照強度的變化呈線性關系(見圖5),

圖5 兩個品種三角梅初始光合量子速率

其直線方程分別為,

從方程可知,大紅寶巾花和光葉寶巾花的初始量子效率分別為0.0081和0.0078,此說明大紅寶巾花對低光的利用能力略強.通常,當凈光合速率等于零時的光照強度為該植物的光補償點(light compensation point,LCP),大紅寶巾花和光葉寶巾花的光補償點分別為57.90μmol光量子/m2/s和44.41μmol光量子/m2/s,表明大紅寶巾花對低光的適應略差于光葉寶巾花.

4 結 論

在自然光條件下的晴天,大紅寶巾花和光葉寶巾花的凈光合速率日變化為單峰型曲線,無光合“午休”現(xiàn)象.葉片的凈光合速率日變化趨勢與光合有效輻射、氣孔導度和葉片溫度的變化一致,相關性強,但細胞間隙CO2濃度與凈光合速率日變化相關性較弱.

內置光源下的光響應曲線表明,隨著光照強度的增加,兩個品種三角梅凈光合速率迅速增大,隨著光強的進一步升高,光合速率增長率變緩,當光強達到600μmol光量子/m2/s后,其最大凈光合速率穩(wěn)定在一定水平,光葉寶巾花為0.791μmol CO2/m2/s,大紅寶巾花為0.639μmol CO2/m2/s,此光強即為該兩品種的光飽和點.此外,光補償點也是植物的重要光合生理指標,大紅寶巾花和光葉寶巾花的光補償點分別為57.90μmol光量子/m2/s和44.41μmol光量子/m2/s,表明大紅寶巾花對低光的適應略差于光葉寶巾花.

[1]沙萬友.三角梅大枝扦插繁殖技術[J].中國花卉園藝, 2008,8(16):70-71.

[2]黃孫科.廣西高速公路三角梅養(yǎng)護技術及花期調控[J].中國新技術新產(chǎn)品,2009,17(21):196-196.

[3]韋惠師.三角梅花期調控技術初探[J].廣西熱帶農(nóng)業(yè), 2010,23(4):61-62.

[4]洪項目.三角梅常見品種及栽培繁殖技術[J].福建農(nóng)業(yè)科技,2007,38(5):40-42.

[5]武曉燕,唐源江.三角梅屬植物種質資源及其園林應用研究進展[J].南方農(nóng)業(yè)(園林花卉版),2010,4(5):40-43.

[6]劉永碧,楊萑.兩個石榴品種結果期光合特性的比較[J].北方園藝,2010,34(20):46-48.

[7]李倩中,蘇家樂,陳尚平,等.三種槭樹科植物光合特性日變化研究[J].安徽農(nóng)學通報,2007,13(6):20-21.