三種藤本藥食同源植物光響應模型擬合及光合特性研究

2023-11-16 03:54:30肖妮潔史艷財韋霄熊忠臣鄧麗麗

熱帶農業科學 2023年9期

肖妮潔史艷財韋霄熊忠臣鄧麗麗

肖妮潔1,2史艷財1韋霄1熊忠臣1鄧麗麗1

（1. 廣西壯族自治區中國科學院廣西植物研究所廣西桂林 541006；2. 桂林理工大學旅游與風景園林學院廣西桂林 541006）

對牛尾菜、赤蒼藤和土茯苓3種藤本藥食同源植物的光響應曲線擬合模型與光合特性進行研究，為3種藤本藥食同源植物開發利用提供依據。以牛尾菜、赤蒼藤及土茯苓為試驗材料，采用Li-6400光合儀測定其光合作用參數，用直角雙曲線、非直角雙曲線、直角雙曲線修正模型和指數方程模型對3種植物的光合響應曲線進行擬合，研究3種植物光合日變化規律，并對其與環境因子的相關性進行分析。結果顯示：對3種植物擬合效果最好的均是雙曲線修正模型；3種藤本藥食同源植物光響應曲線趨勢較為一致，三者的最大凈光合速率大小為牛尾菜>土茯苓>赤蒼藤；3種藤本藥食同源植物的凈光合速率（P）、氣孔導度（G）、胞間CO2濃度（C）和蒸騰速率（T）的日變化呈雙峰或單峰曲線，且三者峰值出現時間略有差異，其中牛尾菜和赤蒼藤的凈光合速率日變化曲線都呈明顯雙峰形，而土茯苓的凈光合速率日變化則呈單峰趨勢，三者凈光合速率達到第一峰值的時間相同，氣孔導度日變化趨勢與之相似；3種植物的凈光合速率都與光合有效輻射呈正相關[表現為=0.478（牛尾菜）、=0.325（赤蒼藤）、=0.060（土茯苓）]，與空氣溫度呈負相關[相關性大小表現為赤蒼藤（= –0.092）<牛尾菜（= –0.162）<土茯苓（= –0.532）]，均未達顯著水平；3種藤本藥食同源植物利用強光能力弱，都具有一定的陰性植物特征，實際生產中可對3種藤本藥食同源植物進行遮陰處理或通過控制上層植物蔭蔽度來調整光照，以提高3種植物的光合效率。

牛尾菜；赤蒼藤；土茯苓；光響應模型；光響應曲線；日變化

藥食同源是人們在長期的生產實踐中對藥物和食物關系的歸納概括，從字面理解是指藥物與食物均來源于自然界，具有成分和理論同源性[1]。藥食雖同源但也有一定的界限，在認識藥食界限同時，存在著既可以做藥品也可以做食品的藥食兩用植物，諸多古籍醫書中對這些植物都進行了詳細的論述。隨著國家對藥食同源文化的大力推廣，除已列入藥食同源名錄的物種外，許多在民間有著悠久使用歷史的藥食同源植物受到人們的重視[2]。土茯苓（Roxb.）為百合科菝葜屬植物，為多年生常綠攀緣狀灌木。牛尾菜（A. DC.）是百合科菝葜屬多年生草質藤本植物，別名鞭鞘子菜、草菝葜、龍須菜等。赤蒼藤（Blume）為鐵青樹科赤蒼藤屬多年生常綠大型木質藤本，又名腥藤、七白芍、假黃藤等。以上3種植物是我國華南地區廣泛分布的3種藥食同源植物，土茯苓在我國中醫藥應用方面有著悠久的歷史，是眾多常用中藥復方的重要組分之一，同時也是人們常用保健食材的佳品之一[3]。牛尾菜根狀莖供藥用，是值得深入挖掘篩選的抗癌植物種類之一，嫩莖葉營養價值極高，是我國野菜出口的品種之一[4]。赤蒼藤作為喀斯特地貌特有植物，是一種具有喀斯特地貌恢復和水土保持功能的特色經濟作物，是新一代植物源痛風治療藥的重點研究對象，也是深受人們喜愛的優異森林蔬菜品種，發展潛力巨大[5]。市場對于這3種藥食同源植物的需求持續增加，但目前并未形成大規模的產業化生產，間接導致了野生資源遭受破壞。目前關于這3種藤本藥食同源植物的研究主要集中在化學成分、藥理、生物學特性及育苗技術等方面[6-9]，對于其光合生理生態方面的了解還有限，鑒于此，對牛尾菜、赤蒼藤和土茯苓這3種藤本藥食同源植物的光響應曲線模型與光合特性進行研究，以期為這3種植物的栽培管理提供技術支持，為其產業化生產奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 材料

供試的牛尾菜、赤蒼藤及土茯苓植株種植于廣西壯族自治區中國科學院廣西植物研究所藥食同源植物種質圃（N 25°08′29.69″，E 110°31′24.51″）。前期選取3種植物的成年植株放在遮陰度為75%的同一大棚內培養。2021年9月選取3種植物健康植株的葉片進行光合生理測試。試驗材料經廣西壯族自治區中國科學院廣西植物研究所史艷財研究員鑒定為牛尾菜、土茯苓和赤蒼藤。

1.2 方法

1.2.1 試驗設計從3種植物中分別選取植株中上部3片健康、完整的向陽葉片，采用便攜式光合測定系統Li-6400（LI-COR Inc., Lincoln, USA）進行光響應曲線測定。光響應曲線的光強梯度設定為：1 600、1 400、1 200、1 000、800、600、400、200、150、100、50、20、0 μmol/(m2·s)，測定前對被測葉片進行800 μmol/(m2·s)光誘導30 min。測定參數主要有凈光合速率（P）、氣孔導度（G）、胞間CO2濃度（C）和蒸騰速率（T）等。選取3片葉片測定結果的平均值作為光響應曲線凈光合速率的實測值。用直角雙曲線模型、非直角雙曲線模型、雙曲線修正模型和指數方程模型對光響應曲線進行擬合，各模型的具體計算公式和方法參考秦惠珍等[10]的研究。

日變化曲線時間設定為8：30、10：00、11：30、13：00、14：30、16：00、17：30。每種每個時間點取10個值，取其平均值。測定時保持葉片原有方位，記錄凈光合速率（P）、氣孔導度（G）、胞間CO2濃度（C）和蒸騰速率（T）等光合參數以及空氣溫度（）、空氣相對濕度（）、光合有效輻射（）、空氣CO2濃度（C）等主要環境因子的日變化。

2 結果與分析

2.1 三種藥食同源植物不同擬合模型的擬合效果比較

3種植物不同擬合模型的凈光合速率擬合效果如圖1所示。由圖1可知，4種模型對牛尾菜凈光合速率的擬合效果均較好，其中非直角雙曲線模型、雙曲線修正模型及指數方程模型與實測值都比較接近，差異稍明顯的是直角雙曲線模型；赤蒼藤的直角雙曲線擬合值整體高于實測值，擬合效果最差，與赤蒼藤實測值曲線趨勢最接近的是雙曲線修正模型；土茯苓的雙曲線修正模型擬合曲線與實測值曲線基本重合，在光合有效輻射大于400 μmol/(m2·s)左右時，非直角雙曲線模型和指數方程模型的擬合值均保持平緩不變，且曲線幾乎重合，這與實測值曲線具有明顯差異，而直角雙曲線的擬合效果完全偏離實測值曲線趨勢。說明雙曲線修正模型對3種藤本藥食同源植物的凈光合速率擬合效果較好。

a. 牛尾菜；b. 赤蒼藤；c. 土茯苓。

2.2 四種模型對3種藥食同源植物凈光合速率的擬合

由表1可知，光合有效輻射為0～1 400 μmol/(m2·s)時，牛尾菜凈光合速率實測值隨著光合有效輻射的增加而增加，而當光合有效輻射為1600 μmol/(m2·s)時，牛尾菜凈光合速率下降。4種不同模型擬合效果差異不明顯，且決定系數都達到0.97及以上。其中，直角雙曲線模型擬合效果較其他3種模型稍差，決定系數為0.97，且最大凈光合速率擬合值大于實測值；但其他3種模型的最大凈光合速率均比實測值低，且只有雙曲線修正模型在光合有效輻射1 400～1 600 μmol/(m2·s)時，凈光合速率呈下降趨勢，這與實測值趨勢相同。說明牛尾菜最適的光照區間為800～1 400 μmol/(m2·s)，且雙曲線修正模型對牛尾菜凈光合速率的擬合效果最佳。

由表2可知，光合有效輻射為0～600 μmol/(m2·s)，赤蒼藤凈光合速率實測值隨著光合有效輻射的增加而增加，在600 μmol/(m2·s)時達到最大凈光合速率[2.92 μmol/(m2·s)]；隨后，實測值隨著光合有效輻射的增加而逐漸減小。4種模型中只有雙曲線修正模型與實測值趨勢接近，直角雙曲線和非直角雙曲線均呈逐漸上升趨勢，而且決定系數小，擬合效果差。指數方程擬合模型在光合有效輻射為400～1 600 μmol/(m2·s)，凈光合速率擬合值保持在2.50 μmol/(m2·s)不變，擬合效果不符合真實情況。因此，無論從決定系數還是凈光合速率變化趨勢來看，雙曲線修正模型都比其他3種擬合效果更好。綜上可知，赤蒼藤的最適光照區間為400～600 μmol/(m2·s)，且雙曲線修正模型對赤蒼藤凈光合速率的擬合效果最佳。

表1 不同光照強度下牛尾菜凈光合速率實測值及其各模型擬合值

表2 不同光照強度下赤蒼藤凈光合速率實測值及其各模型擬合值

由表3可知，土茯苓凈光合速率實測值呈先上升后逐漸下降的趨勢，在光合有效輻射為400 μmol/(m2·s)時，土茯苓具有最大凈光合速率為4.93 μmol/(m2·s)。從4種擬合模型決定系數來看，除了直角雙曲線型擬合效果較差（2=0.85），其他3種模型擬合效果均較理想（2=0.98或2=0.99）。從凈光合速率變化趨勢來看，非直角雙曲線和指數方程模型的擬合值都是隨著光合有效輻射的增加而增加，這與實測值趨勢不符，雙曲線修正模型擬合效果更接近實測值，因此初步判斷雙曲線修正模型擬合效果更好。說明土茯苓最適光照區間為150～800 μmol/(m2·s)，且雙曲線修正模型對土茯苓凈光合速率的擬合效果最佳。

表3 不同光照強度下土茯苓凈光合速率實測值及其各模型擬合值

2.3 三種藥食同源植物擬合模型參數比較

3種藥食同源植物擬合模型參數比較如表4所示。由表4可知，牛尾菜和土茯苓的真實表觀量子效率均為0.4 mol/mol，赤蒼藤的真實表觀量子效率為0.2 mol/mol，非直角雙曲線模型和指數方程的此參數的擬合值與實測值相符。牛尾菜、赤蒼藤及土茯苓實測的最大凈光合速率分別為7.06、2.92、4.93 μmol/(m2·s)，光補償點分別為0.41、17.92、7.07 μmol/(m2·s)，光飽和點分別為162.06、140.61、136.80 μmol/(m2·s)。3種植物光響應曲線擬合效果最差的均為直角雙曲線模型，該模型參數值從整體上遠高于實測值；牛尾菜和赤蒼藤光響應曲線擬合效果最好的均是雙曲線修正模型，牛尾菜的直角雙曲線模型擬合參數整體上大于實測值，而指數方程擬合參數光飽和點和光補償點與實測值相比差異較大。從光補償點參數來看，赤蒼藤的直角雙曲線模型擬合參數值遠高于實測值而指數方程擬合參數稍低于實測值；土茯苓光響應曲線擬合效果較好的是指數方程，其次是雙曲線修正模型，但結合2.1及2.2的分析，從模型擬合曲線及凈光合速率擬合值來看，指數方程模型的擬合效果不如雙曲線修正模型。因此，擬合雙曲線修正模型更適用于土茯苓光響應曲線的擬合。從各參數的綜合比較可以看出，雙曲線修正模型對于3種藥食同源植物的光響應曲線擬合效果最優。

表4 三種藥食同源植物擬合模型參數比較

2.4 三種藥食同源植物光響應曲線及光響應特征參數

3種植物光響應曲線如圖2所示。由圖2可知，同一光強環境下，3種藥食同源植物的光響應曲線的變化趨勢一致，同時在光合有效輻射為200～400 μmol/(m2·s)出現明顯的“拐點”，然后P值都隨著光合有效輻射的增強而出現下降趨勢，但三者的最大凈光合速率存在的差異比較明顯。其中，牛尾菜的最大凈光合速率（P）最高，其次是土茯苓，赤蒼藤的最大凈光合速率（P）最低。

圖2 三種藥食同源植物光響應曲線

3種藥食同源植物光響應特征參數如表5所示。由表5可知，雖然3種藥食同源植物的最大凈光合速率（P）在2.9～7.0 μmol/(m2·s)，但三者存在顯著差異（<0.05），最大的是牛尾菜，最小的是赤蒼藤。3種藥食同源植物的表觀量子效率都在0.02～0.05 mol/mol。光補償點（）除赤蒼藤在18 μmol/(m2·s)左右外，牛尾菜和土茯苓的光補償點都小于10 μmol/(m2·s)。3種藥食同源植物光飽和點（）都偏低，牛尾菜的光飽和點約為160 μmol/(m2·s)，顯著高于赤蒼藤和土茯苓。三者暗呼吸速率（R）都在1.25～1.34 μmol/(m2·s)。從以上參數來看，3種藥食同源植物中，赤蒼藤對光能的利用效率較高，光適應能力最好，光和能力最強，利于積累更多的有機物。

2.5 三種藥食同源植物光合日變化

2.5.1 三種藥食同源植物凈光合速率（P）日變化 3種植物凈光合速率日變化如圖3所示。牛尾菜和赤蒼藤的凈光合速率（P）日變化曲線都呈“雙峰形”，說明具有“光午休”現象。牛尾菜和赤蒼藤凈光合速率都在上午10：00時出現第一峰峰值，分別為1.91和1.41 μmol/(m2·s)；牛尾菜在下午13：00時出現第二峰峰值[1.66 μmol/(m2·s)]，但是此時的凈光合速率小于第一峰值，而赤蒼藤在下午16：00時出現第二峰值，也是最高峰值[1.58 μmol/(m2·s)]。土茯苓的凈光合速率日變化呈雙峰曲線趨勢，在上午10：00時凈光合速率達到最大值[1.62 μmol/(m2·s)]；隨后在11：30～14：30期間內，凈光合速率明顯下降，在16：00時凈光合速率上升至0.64 μmol/(m2·s)后又繼續下降至最小值。綜合來看，土茯苓對光照的適應能力比另外2種植物更弱。

表5 三種藥食同源植物光響應特征參數

注：表觀量子效率；最大凈光合速率；R.暗呼吸速率；光飽和點；光補償點。不同小寫字母表示不同物種間差異顯著（<0.05）。

圖3 三種藥食同源植物凈光合速率（Pn）日變化

2.5.2 三種藥食同源植物氣孔導度日變化曲線 3種藥食同源植物氣孔導度日變化曲線如圖4所示。由圖4可知，牛尾菜氣孔導度日變化呈明顯的雙峰曲線，第一個峰值[G為0.033 mol/(m2·s)]出現在上午10：00時，第二個峰值[G為0.029 mol/(m2·s)]出現在下午14：30時，在17：30達到最小值[G為0.004 9 mol/(m2·s)]。赤蒼藤與牛尾菜氣孔導度日變化曲線趨勢相似，都出現了雙峰，在10：00和14：30時分別達到峰值，G分別為0.028和0.025 mol/(m2·s)。土茯苓氣孔導度日變化呈單峰曲線，在上午10：00時出現最大值[0.024 mol/(m2·s)]，隨后氣孔導度不斷下降，直到14：30時開始出現平緩上升趨勢，但趨勢并不明顯。以上表明，隨著溫度的升高，3種植物的氣孔均受到限制，但赤蒼藤和牛尾菜在光照減弱，溫度降低之后，氣孔仍然能夠打開，從而進行光合作用，其對光的利用能力相對于土茯苓更強。

圖4 三種藥食同源植物氣孔導度（Gs）日變化

2.5.3 三種藥食同源植物胞間CO2濃度日變化曲線 3種藥食同源植物胞間CO2濃度日變化曲線如圖5所示。由圖5可以看出，牛尾菜和赤蒼藤胞間CO2濃度值都在8：30時最大，C分別為401.28和340.16 μmol/mol，牛尾菜胞間CO2濃度變化呈“倒雙峰”的趨勢，分別在13：00時和16：00時出現最低峰值；而赤蒼藤首先在8：30至13：00時呈現下降趨勢，胞間CO2濃度下降至274.48 μmol/mol，接著在14：30時增加，隨后出現陡降，在16：00出現最低峰值（153.13 μmol/mol），這也許是由于植物的“光合午休”導致氣孔關閉，進而導致胞間CO2濃度降低。土茯苓則呈現上升—下降—上升趨勢，在11：30時達到最低值（255.40 μmol/mol）。這3種植物的胞間CO2濃度都在16：00后出現明顯上升趨勢，說明3種植物的氣孔在16:00后開始逐漸關閉。

2.5.4 三種藥食同源植物蒸騰速率日變化曲線 3種藥食同源植物蒸騰速率日變化曲線如圖6所示。由圖6可知，牛尾菜、赤蒼藤蒸騰速率日變化均呈雙峰曲線，均在10：00時和14：30時出現峰值，且第二個峰值[牛尾菜的T為1.33 mmol/(m2·s)，赤蒼藤的T為1.18 mmol/(m2·s)]都明顯高于第一個峰值[牛尾菜的T為0.83 mmol/(m2·s)，赤蒼藤的T為0.91 mmol/(m2·s)]。土茯苓蒸騰速率在13：00時和16：00時具有明顯的峰值，分別為0.67和0.70 mmol/(m2·s)。說明高溫明顯提高了牛尾菜和赤蒼藤的蒸騰速率，但是土茯苓的蒸騰速率反而因高溫而有所降低。

圖5 三種藥食同源植物胞間CO2濃度（Ci）日變化

圖6 三種藥食同源植物蒸騰速率（Tr）日變化

2.6 三種藥食同源植物凈光合速率與主要環境因子的相關性

3種藥食同源植物凈光合速率與主要環境因子的相關性如表6所示。由表6可知，主要環境因子中空氣溫度與空氣相對濕度、空氣CO2濃度呈極顯著的相關性。牛尾菜的凈光合速率與空氣溫度、空氣相對濕度及空氣中CO2濃度均呈負相關但不顯著（= –0.162；= –0.049；= –0.169），其凈光合速率只與光合有效輻射呈正相關（= 0.478）；赤蒼藤的凈光合速率與空氣相對濕度和光合有效輻射均呈正相關，但相關性不明顯（=0.103；=0.325）。土茯苓的凈光合速率與空氣相對濕度、光合有效輻射及空氣CO2濃度均呈正相關（=0.393；=0.060；=0.493），但與空氣溫度呈負相關（=–0.532）。3種植物的凈光合速率與主要環境因子不存在顯著的相關性，說明3種植物對環境的適應能力很強，當外界環境變化時，依舊能保證光合作用的正常進行。

表6 凈光合速率與主要環境因子的相關性

注：*表示差異顯著；**表示差異極顯著。

3 討論與結論

直角雙曲線、非直角雙曲線、雙曲線修正模型及指數方程4種模型是目前國內外常用的光響應模型，采用模型擬合光響應曲線并計算光合參數有利于更好地了解光合作用和不同光照對3種藤本藥食同源植物生長的影響[11]。由于植物光合特性存在差異，因此選取光響應模型也有所不同。劉瑞顯等[12]根據不同花生品種的光合特性選擇了對應的擬合模型；徐德冰等[13]對藍莓的光合響應曲線擬合模型進行研究發現，模型的選擇存在差異性，不同擬合模型選擇將直接影響藍莓的光合特性參數。反之，模型的錯誤選擇也將對植物的光合特性分析產生直接影響，甚至誤導日后的栽培管理工作。因此根據不同植物的不同光合特性選擇最適宜的模型進行擬合勢在必行。本研究通過以上4種模型對牛尾菜、赤蒼藤和土茯苓3種藤本藥食同源植物光響應曲線進行擬合。從4種擬合模型的擬合效果圖形可以看出，4種模型對牛尾菜的擬合效果均較好；與赤蒼藤實測值曲線趨勢最接近的是雙曲線修正模型；土茯苓的雙曲線修正模型擬合曲線與實測值曲線基本重合。決定系數可以表現模型擬合的效果，數值越接近1，說明模型擬合的效果越好。4種模型對牛尾菜擬合的決定系數都達到0.97及以上，效果均較好，其中，直角雙曲線模型擬合效果較其他3種模型稍差；雙曲線修正模型對赤蒼藤和土茯苓的擬合效果比其他3種模型好。為了綜合判斷模型的擬合程度及適用性，不能完全根據光合曲線擬合模型的決定系數及曲線效果來判斷擬合效果的好壞，更需要結合具體的模型參數進行評價[14]。本研究結合初始表觀量子效率（）、表觀量子效率（）、最大凈光合速率（P）、光飽和點（）、光補償點（）5種參數對擬合模型進行進一步評價。3種藥食同源植物光響應曲線擬合效果最差的均為直角雙曲線模型，該模型參數值從整體上遠高于實測值；雙曲線修正模型相比其他3種模型更適用于3種藥食同源植物光響應曲線的擬合。因此，根據以上指標最終可以判斷，對3種植物擬合效果最好的均是雙曲線修正模型，該模型的擬合曲線符合植物生理生長規律，而且擬合模型參數都較好地反映了植物光抑制的現象。

光合作用是植物最重要的生理過程之一，是植物生長發育的物質和能量來源[15-16]。從光響應曲線來看，3種藤本藥食同源植物的光響應曲線變化趨勢一致，但三者的最大凈光合速率大小存在顯著差異：牛尾菜>土茯苓>赤蒼藤。最大凈光合速率（P）可以反映植物的最大光合能力[17]，因此，牛尾菜的最大光合能力強于赤蒼藤和土茯苓。光飽和點（）是反映植物在強光條件下對光能的利用，其值越高，說明該植物更易適應強光條件。光補償點（）是指光合作用中光合產物與呼吸作用消耗相持平時的光強，也約等于凈光合速率（P）為0時的光強[18]。本研究結果表明，牛尾菜的光飽和點明顯高于赤蒼藤和土茯苓，但與其他植物相比光飽和點明顯偏低，因此3種植物利用強光能力弱。牛尾菜的光補償點明顯低于其他二者，說明牛尾菜對弱光的利用率較好，相對來說牛尾菜對光環境的適應能力較強；而赤蒼藤的光飽和點低、光補償點高，因此適宜栽植于遮陰或部分時段蔭蔽的環境；土茯苓光補償點和光飽和點均偏低，因此具有很強的耐陰性。

3種藤本藥食同源植物的P、G、C、T的日變化呈雙峰或單峰曲線，且三者峰值出現時間略有差異，由于葉綠素在光合作用中起著吸收光能的作用，其含量的高低直接影響到植株光合作用的強弱，這一現象可能與3種植物葉片葉綠素含量的差異有一定關聯[19]。從3種藤本藥食同源植物凈光合速率日變化曲線可知，牛尾菜和赤蒼藤的凈光合速率日變化曲線都呈明顯“雙峰”形，說明牛尾菜和赤蒼藤具有明顯的午休現象，而土茯苓的凈光合速率日變化則是呈單峰趨勢，三者達到第一峰值的時間相同。氣孔導度日變化趨勢與凈光合速率相似，說明氣孔導度大有助于3種植物的光合作用，這一研究現象與2個楊樹新品種(系)的光合特性相似[20]。凈光合速率與主要環境因子的相關性研究結果表明，植物光合利用率的大小與主要環境因子有一定相關，3種藥食同源植物的凈光合速率都與光合有效輻射呈正相關，其中，牛尾菜（=0.478）的相關性大于赤蒼藤（=0.325）和土茯苓（=0.060），說明適當增加光合有效輻射有利于3種植物的光合生產；而3種植物的凈光合速率與空氣溫度均呈負相關且相關性都不顯著，表現為赤蒼藤（= –0.092）<牛尾菜（= –0.162）<土茯苓（= –0.532）。因此，與牛尾菜和赤蒼藤相比，空氣溫度對土茯苓影響更大，也說明在一定程度上，高溫不利于3種植物的光合作用。綜上所述，3種藤本藥食同源植物的光合特性存在一定的差異，牛尾菜相對于赤蒼藤和土茯苓來說，對光的適應范圍較大。因此，在栽培3種藥食同源植物的過程中，可以根據3種植物的光合特性對種植地進行選擇；同時，在后期管理中，可以通過適當修剪上層喬木來增加牛尾菜的光合有效輻射，使光照強度在800～1 400 μmol/(m2·s)；而對赤蒼藤和土茯苓可以進行適當遮陰，保持赤蒼藤有效光照輻射在400～600 μmol/(m2·s)，土茯苓有效光照輻射在150～800 μmol/(m2·s)，以此來提高3種植物的生產效率。

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Light Response Model Fitting and Photosynthetic Characteristics of Three Vines of Medicinal and Edible Homologous Plants

XIAO Nijie1,2SHI Yancai1WEI Xiao1XIONG Zhongchen1DENG Lili1

(1. Guangxi Institute of Botany, Chinese Academy of Sciences, Guilin, Guangxi 541006, China; 2. College of Tourism & Landscape Architecture, Guilin University of Technology, Guilin, Guangxi 541006, China)

The light response curve fitting model and photosynthetic characteristics of three vine medicinal and food plants, namely,,, and, were investigated to provide a basis for the development and utilization of these three vine medicinal and food plants. Taking,, andas experimental materials, a Li-6400 photosynthesizer was used to measure their photosynthetic parameters, and the photosynthetic response curves of the three plants were fitted with right-angle hyperbola, non-right-angle hyperbola, right-angle hyperbola modified model and exponential equation model to study the changing pattern of the photosynthetic daily rule of the three plants and analyze their correlation with the environmental factors. The results showed that the hyperbolic correction model had the best fitting effect on the three plants; the trends of the light response curves of the three rattan medicinal and food plants were relatively consistent, and the maximum net photosynthetic rates of the three plants were>>; the daily changes in,,, andof the three rattan medicinal and food plants showed a bimodal or unimodal curve, and the time of the peaks of the three plants was slightly different, among which the daily net photosynthesis rate curves ofandboth showed a clear bimodal shape, whereas the daily net photosynthesis rate ofshowed a single-peak trend, with all three net photosynthesis rates reaching the first peak at the same time, and the daily stomatal conductance trend was similar to that of. The net photosynthetic rates of all three plants were positively correlated with photosynthetically active radiation [= 0.478 (),= 0.325 (),= 0.060 ()] and negatively correlated with air temperature [the magnitude of the correlation was(= –0.092) <(= –0.162) <(= –0.532)], and none of them reached a significant level. The three rattan medicinal and food plants were weak in utilizing strong light, and all of them had certain characteristics of shade plants. In actual production, the three rattan medicinal and food plants can be shaded, or the light can be adjusted by controlling the degree of concealment of the upper plants to improve the photosynthetic efficiency of the three plant species.

;;; light response models; light response curve; daily change

Q949.95

10.12008/j.issn.1009-2196.2023.09.003

2023-02-08；

2023-02-23

國家林業和草原局重點研發項目（No.GLM [2021]037號）；廣西植物所基本業務費項目（No.桂植業21012，No.桂植業21013）。

肖妮潔（1998—），女，碩士研究生，研究方向為園林植物應用與景觀設計，E-mail：1208141365@qq.com。

鄧麗麗（1992—），女，碩士，助理研究員，研究方向為藥用植物良種選育及栽培技術，E-mail：denglilimini@163.com。

（責任編輯林海妹）