多云天氣下束花石斛與鐵皮石斛的光合日變化

楊平飛，曾慶鴻，韓 雪，吳明開*

(1.貴州省農業科學院 現代中藥材研究所，貴州 貴陽 550006；2.貴州省農業生物技術重點實驗室，貴州 貴陽 550006；3.貴州省農業科技發展中心，貴州 貴陽 550001)

束花石斛(Dendrobiumchrysanthum)和鐵皮石斛(Dendrobiumofficinale)均為蘭科石斛屬多年生藥用植物，具有滋陰清熱的功效，用于陰傷津虧，口干煩渴，食少干嘔，目暗不明，提高人體免疫功能、防治腫瘤和延年益壽等功效[1-2]。石斛野生資源被采挖殆盡，被國家列為重點保護藥用植物，野生種變栽培種是比有效的保護瀕危資源手段，人工栽培設施栽培、附樹栽培技術比較成熟，附石栽培尤其喀斯特原生境石灰巖巖面栽培發展尚不成熟[3-4]。貴州省黔西南典型石漠化山地已栽種近10年的附石栽培石斛基地，開展束花石斛和鐵皮石斛光合特性比較研究，以期闡明2種石斛在喀斯特逆境下生長發育對環境的依存性。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗所用材料束花石斛(sh)和鐵皮石斛(tp)均為人工附石栽培3年，以“苔蘚-石斛-桑”模式種植，搭遮陰網為60%。

1.2 試驗設計

2020年5月29日，試驗于安龍縣德臥鎮仙草谷開展，試驗隨機選擇6株生長狀況良好的束花石斛和鐵皮石斛，每株3個葉片，葉面朝向較為一致的葉片進行觀測，每個葉片重復觀測5次。觀測時間為全天，每2 h觀測1次。觀測時段大部分時間為多云陰天天氣。

1.3 測定指標

光合指標采用Li-6400光合儀測定凈光合速率(Pn)、蒸騰速率(Tr)、氣孔導度(Gs)和胞間CO2濃度(Ci)4個光合指標。

2 結果與分析

2.1 凈光合速率

由圖1可見，在觀測當天，束花石斛的凈光合速率呈雙峰的日變化特征，鐵皮石斛的凈光合速率呈單峰的日變化特征。束花石斛的峰值出現在12:00和14:00，分別為0.569 4 μmol/(m2·s)和0.487 9 μmol/(m2·s)；最低值出現在凌晨2:00，為-1.934 3 μmol/(m2·s)；從4:00—12:00凈光合速率呈上升趨勢，在14:00出現午休現象，16:00之后凈光合速率呈下降趨勢至0:00，此時的凈光合速率為-1.782 3 μmol/(m2·s)。鐵皮石斛的峰值出現在10:00，為0.318 1 μmol/(m2·s)，凈光合速率此時段較為強烈，原因是該時段光強驟然增強，光合作用也隨之增強；最低值出現在凌晨0:00，為-2.408 6 μmol/(m2·s)；6:00—10:00凈光合速率呈上升趨勢，之后不斷下降至0:00。

圖1 束花石斛與鐵皮石斛凈光合速率日變化

2.2 氣孔導度

氣孔是葉片-大氣間CO2和水汽交換的通道，是調控光合和蒸騰的重要生物學因子，反映水分蒸發的速度，在外界高溫條件下，氣孔自動關閉，減小水分蒸發，保持體內水分環境的平衡。由圖2可見，束花石斛和鐵皮石斛的氣孔導度峰值均出現在8:00，分別為0.120 8 mmol/(m2·s)和0.127 0 mmol/(m2·s)。束花石斛和鐵皮石斛的氣孔導度最小值均出現在14:00，分別為0.002 4 mmol/(m2·s)和0.000 6 mmol/(m2·s)。此時外界溫度較高，氣孔受高溫刺激，通過調節自動關閉，減少水分散失。

圖2 束花石斛與鐵皮石斛氣孔導度日變化

2.3 胞間CO2濃度

由圖3可見，束花石斛和鐵皮石斛的胞間CO2濃度峰值分別出現在22:00和12:00，分別為499.107 9 μmol/mol和1 020.370 1 μmol/mol；最小值分別出現在20:00和16:00，分別為237.998 1 μmol/mol和288.708 6 μmol/mol。束花石斛2:00—14:00緩慢上升，在14:00達到高峰后下降幅度略大，16:00—0:00間浮動較大。鐵皮石斛2:00—10:00變化較小，在12:00達到高峰后又急劇下降，16:00后開始緩慢上升。

圖3 束花石斛與鐵皮石斛胞間CO2濃度日變化

2.4 蒸騰速率

由圖4可見，束花石斛和鐵皮石斛的蒸騰速率峰值均出現在12:00，分別為0.354 3 mmol/(m2·s)和0.509 3 mmol/(m2·s)，說明8:00—12:00光強增加幅度大，光合速率增加，蒸騰速率也增加；隨著外界溫度的不斷升高，束花石斛和鐵皮石斛的蒸騰速率最小值均出現在14:00，分別為0.023 2 mmol/(m2·s)和0.006 7 mmol/(m2·s)，此時氣孔受到高溫刺激，自動關閉，蒸騰作用減弱，從而降低蒸騰速率。

圖4 束花石斛與鐵皮石斛蒸騰速率日變化

3 結論

光合作用特點及其變化規律是制定高產栽培技術措施的基礎[5]。束花石斛和鐵皮石斛光合參數Pn、Tr、Ci、Gs日變化變化趨勢大致相似。多云陰天氣候下，束花石斛和鐵皮石斛在10:00—16:00凈光合速率為正值，其他時間段均為負值，進行人工栽培石斛應考慮遮陰適度，過度陰蔽石斛不能正常進行光合作用。