遮光處理下2個紅花木品種的光合特性比較

引用格式：.遮光處理下2個紅花檻木品種的光合特性比較[J].湖南農業科學，2025（5）：91-97.DOI：10.16498/j.cnki.hnnykx.2025.005.017

Abstract：Thisstudyaims toinvestigatetheregulatoryefectsofshadingonthephotosyntheticcharacteristicsofLoropetalum chinensevar.rubrum.TwoL.chinensevar.rubrum varieties，XiangnongFendai'andBlackPear'，weretreatedunderfiveading gradients： 0% 30% 50% 70% ，and 90% .The photosynthetic parameters，chlorophyllfluorescence characteristics，and photosynthetic pigmentontentweresystematicallcompared.TheresultsshowedthatshadinghancedthepotentialphotochemicalactivityofP， netphotosytheticatestomatalonductane，andtranspirationrateofthetwvarieties.XiangnongFendai'asmorsesititolight changes，whileBlackPearl'showedstrongeradaptabilitytoghshadingenvironments.Inadition，shadingsigifcantlyceased thecontentofcloropyllachlorophyllbandcarotenoidsinthetwovarieties.Withtheextensionofsadingtie，aighshading rate （50%-90%） wasconducive to chlorophylla accumulation.Inconclusion，shading significantly improves the photosynthetic performanceofXiangnongFendaiadBlackPear'，andthecomprehensivephotosyntheticperformancesoftetwoaietiesuder differentsadingcondonsvaryItissggestedtatadiferentiatedshadingstrategysouldbadoptedintecultivationofL.inense var. rubrum based on variety characteristics.

Key words：Loropetalum chinensevar.rubrum;shading treatment; photosyntheticcharacteristics;photosynthetic pigments; chlorophyllfluorescence parameters

紅花木（Loropetalumchinensevar.rubrumYieh），又稱紅繼木，因葉色艷麗、花形獨特、花期長和適應性強等特點被廣泛應用于園藝及景觀設計。隨著城市化進程加快和園林景觀配置變化，紅花繼木在實際應用中常需適應不同光照環境。因此，探究遮光條件下紅花繼木的光合特性，對優化園林栽培管理、提升景觀應用價值和解析其光適應機制具有重要意義。

光照是影響植物生長發育的關鍵環境因子，適度光照促進植物生長，而強光或弱光則會降低光合速率[1-2]。研究表明，遮光不僅會影響植物的光合特性，還會改變光合色素含量[3]。適度遮光不僅可以有效減輕強光和干旱導致的光系統I（PSⅡI）損傷，使PSⅡ的最大光化學效率維持在0.8左右[4，還能提高紫堇屬植物的光能利用效率和水分利用效率，減少光抑制帶來的碳同化限制[5]。此外，適度遮光還能減少強光脅迫，提高植物的抗逆性和觀賞價值[6-7]。

本研究以‘湘農粉黛’和‘黑珍珠’2個紅花檐木品種為試驗材料，通過設置梯度遮光處理，系統比較了不同遮光處理下2個品種的光合特性差異，旨在揭示不同紅花檐木品種對光環境變化的生理適應機制，優化園林應用中紅花木的光照管理

1 材料與方法

1.1 試驗材料

“湘農粉黛’為課題組自主選育品種，‘黑珍珠為生產主栽品種，兩者均來源于湖南農業大學園林花卉基地，選用3a齡紅花木扦插苗進行試驗。

1.2 試驗設計

于2023年6—8月在室外開展試驗，設置了5個遮光梯度處理： 0% 遮光（CK，無遮陽網，平均光照強度 22000lx ）、 30% 遮光（4針遮陽網） 50% 遮光（8針遮陽網） 70% 遮光（10針遮陽網）和90% 遮光（14針遮陽網），遮陽網統一架設于離地1.5m高度，參考尹陳茜[的方法計算實際遮光率。每個遮光處理包括‘湘農粉黛’和‘黑珍珠’2個品種，每個品種12盆，各處理保持 2m 間距以免相互干擾，分別于遮光處理當天（0d）和處理后10、20和30d測定植株的各項光合特性指標。試驗采用30cm×30cm 花盆，栽培基質按泥炭土：蛭石：珍珠巖：菜園土 =2：1：1：1 （體積比）配制，日常管理條件保持一致。

1.3 測定項目與方法

1.3.1葉綠素熒光參數測定選取植株頂端向下第3片健康功能葉，每株選取3片，測定前用葉夾夾住葉片中部暗適應 15min ，采用FluorPenFP110手持式葉綠素熒光儀測定初始熒光（ （F₀） ）、最大熒光（ F_m ）可變熒光（ F_v ， F_v=F_m-F_o） 、PSI最大光化學效率（ F_v/F_m ）和PSⅡ潛在光化學活性（ ，這些關鍵參數可有效反映植物的光適應能力[9-10]

1.3.2光合參數測定隨機選擇植株的成熟葉片，于晴天 9：00--12：00 采用LI-6400XT便攜式光合作用測量系統測定葉片的凈光合速率、氣孔導度、胞間 CO₂ 濃度和蒸騰速率，每個處理測3片葉。

1.3.3光合色素含量測定采用乙醇浸提法測定葉片光合色素含量。選取新鮮的紅花繼木葉片，將葉片表面擦拭干凈，避開主脈剪碎混勻，稱取 0.2g 葉片置于 15mL 離心管中，加入 10mL95% 乙醇， 4^°C 避光浸提 24h 至組織完全脫色；提取液于 8000r/min 轉速下離心 5min ，取上清液置于光徑為 1cm 的比色皿中，以 95% 乙醇為空白對照，測定665、649和 470nm 波長下的吸光度，分別根據公式 （1）～（4） 計算葉綠素a（ ∣Chla ）、葉綠素b（Chlb）、總葉綠素（ 和類胡蘿卜素（ Car， 含量。

式中， A₆₆₅ 、 A₆₄₉ 和 A₄₇₀ 分別表示在波長665、649和 470nm 處的吸光度， V 表示提取液體積， W 表示樣品鮮重。

1.4 數據處理

使用Excel進行數據處理，使用GraphPadPrism8制圖，使用SPSS26.0軟件進行差異顯著性分析。

2 結果與分析

2.1不同遮光處理對2個紅花權木品種葉綠素熒光參數的影響

2.1.1初始熒光由圖1可知，不同遮光處理下‘湘農粉黛’的初始熒光無顯著差異。遮光0和30d時，不同處理下‘黑珍珠’的初始熒光無顯著差異；遮光10d時， 0% 和 70% 遮光下‘黑珍珠’的初始熒光顯著高于其他處理；遮光20d時， 70% 遮光處理的‘黑珍珠’的初始熒光明顯高于其他處理，但與 0% 遮光對照無顯著差異。

2.1.2最大熒光由圖2可知，遮光0和20d時，不同處理下‘湘農粉黛’的最大熒光無顯著差異；遮光10d時，相較于 0% 遮光，其他遮光處理‘湘農粉黛’的最大熒光均顯著提高，其中 70% 遮光處理提高了 47.38% 。遮光0和10d時，不同處理下‘黑珍珠'的最大熒光無顯著差異；遮光20和30d時，‘黑珍珠'分別在 70% 和 90% 遮光取得最大熒光最大值。2.1.3PSI潛在光化學活性由圖3可知，除了0d外，2個紅花木品種在 0% 遮光處理下的PSII潛在光化學活性（ F_v/F_o ）均明顯低于其他遮光處理，說明遮光處理能提高PSⅡ的潛在活性。遮光20d時，‘湘農粉黛’和‘黑珍珠’均在 70% 遮光處理下達到 F_v/F_o 最大值，分別為4.812和4.773，分別比相應對照組增加了 52.62% 和 62.24% 。

2.1.4PSⅡ最大光化學效率PSII最大光化學效率1 F_v/F_m ）是評估PSI功能完整性的核心指標，健康高等植物葉片的 F_v/F_m 通常為 0.75～0.85^[11-13] 。由圖4可知， 0% 遮光條件下，‘湘農粉黛’在處理當天的

F_v/F_m 為0.759，10d后下降至0.737，低于0.75，表明其在未遮光處理下受到輕微光抑制；而‘黑珍珠’ 0% 遮光處理當天的 F_v/F_m 為0.712，10d后 F_v/F_m 升至0.793，提高了 11.38% ，表明該品種在強光下仍具有一定的光適應能力。遮光 10d 時，‘湘農粉黛’在70% 遮光下取得最高 F_v/F_m （0.826），較對照（0.737）顯著提高了 12.08% ，表明其PSII在全光照下受到抑制，遮光有效緩解了光損傷；而‘黑珍珠’對照處理的 F_v/F_m 為0.793， 70% 遮光僅小幅提升至0.818，表明在較短處理時間內，‘黑珍珠’具有更強的光系統穩定性，且適度遮光能提高2個紅花繼木品種的PSII最大光化學效率。

2.2不同遮光處理對2個紅花權木品種光合參數的影響

2.2.1凈光合速率由圖5可知，2個紅花繼木品種的凈光合速率總體上隨遮光率的增加呈現先升后降趨勢，表明適度遮光能有效緩解光抑制，而過度遮光則會導致光能捕獲不足，光合能力下降。除了0d之外，其他遮光時間各遮光處理的凈光合速率均顯著高于 0% 遮光處理。遮光20d的‘湘農粉黛’在 50% 遮光時凈光合速率達到最大值，相較 0% 遮光顯著提升了 112.81% ；遮光10d的‘黑珍珠’在70% 和 90% 遮光時凈光合速率較大，較 0% 遮光分別顯著提升了 110.45% 與 99.22% 。總體而言，較長時間遮光處理后‘黑珍珠’凈光合速率的變化幅度比‘湘農粉黛’小，說明‘湘農粉黛’對光照條件的變化更加敏感。

光 20d 、 50% 遮光條件下的氣孔導度最大，且顯著高于其他處理；‘黑珍珠’在遮光 10d 、 70% 遮光條件下取得最大氣孔導度，較 0% 遮光處理顯著提高了 283.93% 。總體而言，相較 0% 遮光處理， 30%～ 90% 遮光均能促進氣孔開放，但過度遮光時氣孔導度會下降。

2.2.3胞間 CO₂ 濃度由圖7可知，對于‘湘農粉黛’，遮光 10d 時， 0% 遮光處理的胞間 CO₂ 濃度顯著低于其他處理；處理10d后，隨著遮光時間延長， 0% 遮光處理的胞間 CO₂ 濃度逐漸上升；對于‘黑珍珠’，遮光10d時，胞間 CO₂ 濃度隨遮光率增加呈先升后降趨勢，在 70% 遮光率時達到峰值，這與凈光合速率以及氣孔導度的變化趨勢相似，表明高遮光率下凈光合速率下降是是氣孔限制與光能不足共同作用的結果。

2.2.4蒸騰速率由圖8可知，除了0d之外，‘湘農粉黛' 0% 遮光處理的蒸騰速率顯著低于其他處理;遮光10和20d時，‘黑珍珠’的蒸騰速率均在 70% 遮光處理下達到最高，隨著遮光時間延長，‘黑珍珠的蒸騰速率整體呈下降趨勢

2.3不同遮光處理對2個紅花權木品種光合色素含量的影響

由表1可知，不同遮光率顯著影響了‘湘農粉黛’和‘黑珍珠'的葉綠素a、葉綠素b和類胡蘿卜素含量。遮光20和30d時， 0% 遮光處理的2個紅花木品種的葉綠素a含量均顯著低于其他處理；隨著遮光時間延長，高遮光率（ 50%～90% ）更能促進葉綠素a積累。‘湘農粉黛’和‘黑珍珠’均在 90% 遮光30d時獲得最高的葉綠素b含量，分別為0.273和0.471mg/g ，且顯著高于其他處理。‘湘農粉黛’在 50% 遮光30d后的類胡蘿卜素含量最高（ （0.151mg/g ），較 0% 遮光對照（ 0.068mg/g ）顯著提高了 122.1% ：‘黑珍珠’的類胡蘿卜素含量在 90% 遮光30d時達到峰值 0.252mg/g ，較對照（ 0.133mg/g ）顯著提高了89.5% 。此外，‘黑珍珠’在所有處理中的色素含量均高于‘湘農粉黛’。

3 討論與結論

本研究比較了‘湘農粉黛’和‘黑珍珠’2個紅花繼木品種在不同遮光條件下的葉綠素熒光參數、

光合參數和光合色素含量，發現適度遮光能有效維持PSII活性，促進光合色素合成，提高光能捕獲效率與利用效率，這與前人研究紫堇屬植物與水稻得到的結果相似[5.14]

葉綠素熒光參數是反映PSII反應中心狀態和光保護機制的重要指標。初始熒光（ （F_o ）是PSII反應中心完全開放時的熒光產量，其升高通常表明光合結構受損，降低則反映非光化學能量耗散增加[15]。本研究發現，不同遮光處理對‘湘農粉黛’的初始熒光無顯著影響，對‘黑珍珠’遮光0和30d時的初始熒光也無顯著影響。最大熒光（ F_m ）反映了PSII反應中心完全關閉時的熒光產量，是評價PSII反應中心完整性和電子傳遞效率的重要指標[]。研究顯示，相較未遮光處理，遮光能明顯提高‘湘農粉黛’和‘黑珍珠’的最大熒光，表明遮光能夠提高紅花繼木的光能捕獲和電子傳遞能力。 F_v/F_o 和 F_v/F_m 分別反映了PSII的潛在活性和最大光化學效率。本研究中，遮光能顯著提高‘湘農粉黛’和‘黑珍珠’的 F_v/F_o ，且‘湘農粉黛’均在 70% 遮光條件下達到最大值，表明適度遮光顯著提高了PSII的潛在活性和光能轉換效率。 F_v/F_m 通常用于衡量植物PSII的光抑制程度，是植物響應脅迫的重要參數[16-18]，本研究發現遮光能提高2個紅花木品種的 F_v/F_m 緩解光抑制。

凈光合速率、氣孔導度、胞間 CO₂ 濃度和蒸騰速率是衡量植物光合作用效率的重要指標，直接反映了植物的光合反應能力和水分利用效率[19-21]。本研究表明， 50%～70% 遮光能夠有效減輕光抑制，提高凈光合速率。適度遮光顯著提高了2個紅花檐木品種的氣孔導度，促進 CO₂ 吸收。不同遮光處理下胞間 CO₂ 濃度的變化印證了植物通過平衡 CO₂ 供應與羧化需求來適應光環境變化。低遮光條件下，氣孔導度提高使 CO₂ 更容易進人葉片，提高了胞間CO₂ 濃度；高遮光條件下，光限制導致光合作用受限，CO₂ 消耗減少，使胞間 CO₂ 濃度仍維持在較高水平。蒸騰速率的調控則體現了水分利用效率的優化，適度遮光有助于調節植物的水分代謝[22-23]

葉綠素是光合作用的核心色素，其含量直接影響光能的吸收和轉化[24]。研究發現，遮光顯著提高了2個紅花繼木品種的葉綠素含量，這可能是因為弱光環境降低了葉綠素的光降解速率。類胡蘿卜素作為輔助色素和抗氧化劑，具有重要的光保護功能。遮光條件下，‘湘農粉黛’和‘黑珍珠’的類胡蘿卜素含量均顯著增加，表明紅花檐木能通過促進輔助色素的合成來適應遮光環境，提高其光系統的穩定性和抵御光氧化損傷的能力。類胡蘿卜素的增加有助于植株在弱光環境下捕獲更多的藍光，在強光環境下提供有效的抗氧化防御，保障了植物在不同光環境下的光合效能[25-26]。本研究還發現，盡管高遮光條件下光合色素的含量更高，但過度遮光可能會影響光合作用的整體效率，因此，在實際栽培中，需要權衡遮光強度對色素積累和光合效率的綜合影響。

總體而言，遮光處理顯著提升了‘湘農粉黛'和‘黑珍珠’的光合性能，且兩者在不同遮光條件下的綜合光合性能存在差異。適度遮光（ 50%～ 70% ）能顯著提升紅花木的凈光合速率、氣孔導度、光合色素含量，減輕光抑制損傷。相較于‘湘農粉黛’，‘黑珍珠’表現出更強的光系統穩定性。因此，建議在實際栽培中針對不同品種采用差異化遮光管理；此外，應避免長期使用 90% 以上的重度遮光，以免光能供應不足，限制植物正常生長發育。

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（責任編輯：王婷）