两个三角梅品种光合生理特性比较分析

张学权

(成都大学旅游文化产业学院,四川成都 610106)

0 引 言

三角梅是我国南方温暖地区园林中常见花卉之一,是十分理想的垂直绿化材料,广东、云南、福建等省广泛种植,其也是我国深圳、厦门、珠海、三亚、北海等城市的市花.三角梅属紫茉莉科(Nyctaginaceae)叶子花属(Bougainvillea)常绿木质攀援状灌木(半木半藤植物),阳性花卉,花顶生,常3朵簇生在苞片内,苞片叶状为主要的观赏部分.三角梅喜温暖湿润气候,不耐寒,在3℃以上才可安全越冬,15℃以上方可开花.四川攀西地区因其优越的自然条件,三角梅在该地区表现出花期长、颜色鲜艳、苗木繁殖较快、生长迅速、容易造型等特点.

目前,对三角梅的研究不多,且主要集中在栽培、管理和花期控制调节等方面.例如,沙万友[1]探讨了三角梅的大枝扦插技术,黄孙科[2]、韦惠师[3]分析了三角梅的养护及花期调控技术,洪项目[4]介绍了三角梅常见品种及栽培繁殖技术,武晓燕等[5]综述了三角梅属植物种质资源及其园林应用研究进展.而对三角梅露地栽培状态的基础光合生理特征的相关研究还未曾有报道,本试验尝试对这方面进行一些实践探索,以期为三角梅不同品种在参与植被群落结构配置时提供理论基础参考.

1 试验地概况

本研究的三角梅试验地位于四川省西昌市西宁镇马坪坝机场路旁,该地区位于川西南高山峡谷区的安宁河河谷平原,海拔高度1 510 m.试验地主要气候特点是干湿季分明,降雨集中,气温年较差小,日较差大,太阳辐射强,日照充足;年平均气温14℃～17.1℃,年日照时数2 000～2 400 h,平均降雨量1 000～1 100 mm,年平均蒸发量1 945 mm,全年无霜期230～306 d,全年日照辐射总量达120～150 kcal. cm-2.a-1,≥10℃的年均积温为5 329.9℃.

2 材料与方法

2.1 试验材料

试验材料为8年生的两个三角梅品种,大红宝巾花(Bougainvillea x buttiana)和光叶宝巾花(Bougainvillea glabra),两种植株均攀援在水泥花架上,处于盛花期,植株高约3.5 m,基部茎粗2.0 cm,单株冠面积约5 m2.大红宝巾花的特征为叶状苞片单瓣,大红色,光叶宝巾花的特征为茎具直刺,叶状苞片单瓣,紫红色.

2.2 测试方法

2.2.1 净光合速率(Pn)测定.

在两个品种三角梅处于花期的2009年1月2日,选取长势基本一致的植株功能叶片,采用LICOR公司生产的LI-6400便携式光合测定系统,从早上8:10至下午18:00在自然光照下每隔2 h测定一次净光合速率(Pn,μmolCO2/m2/s)、气孔导度(Cond,μmol CO2/m2/s)、胞间CO2浓度(Ci,μmol CO2/m2/s)和有效辐射(PARi,μmol光量子/m2/s)等光合参数.每次每个品种选3株光叶子花,每株选取3个功能叶片进行测定.

2.2.2 光响应测定.

选择长势基本一致的植株功能叶片,采用LICOR公司生产的LI-6400便携式光合测定系统测定光响应,测试时间于2008年12月31日上午的10: 30～11:00之间进行.在测定时,将测定系统红蓝光源LED设定为一系列光合光通量密度(PPED)梯度(共12个梯度),考虑到植物从弱光到强光的不敏锐性,其梯度设定为,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.测定叶片为连体叶片,每个阶段测试时间为3 min,每隔5 s测定系统自动保存一次数据.

3 结果与分析

3.1 净光合速率及相关因子变化

3.1.1 净光合速率日变化.

两个品种三角梅的净光合速率的变化如图1所示.由图1可知,大红宝巾花和光叶宝巾花的净光合速率的日变化均为单峰型曲线,无光合“午休”现象.两个品种三角梅的净光合速率最大值都出现在下午14:10分,此时光照强度(PARi)为1 234μmol光量子/m2/s,叶温也较高(见表1),大红宝

图1 两个品种三角梅Pn日变化

表1 测试日三角梅叶温变化情况

巾花和光叶宝巾花的净光合速率分别为0.328μmol CO2/m2/s和0.451μmol CO2/m2/s.全天内,光叶宝巾花的Pn值均大于大红宝巾,它们的净光合速率日变化趋势也与光合有效辐射的日变化一致.此外,两个品种三角梅在早上的低日照辐射时净光合速率处于负值(见图1).这是因为,一方面它们属于阳性植物,此时还处于光补偿阶段;另一方面,此时为冬季的早上,气温仅为8.42℃左右(见表1),三角梅不耐低温,光合作用受到抑制,下午18:00时,此时光合有效辐射也较小,仅为22μmol光量子/m2/s,但此时叶温为13.9℃,相对较高,有利于植物对光能利用率的提高.

3.1.2 相关因子日变化.

图2 大红宝巾花气孔导度和胞间CO2浓度

图3 光叶宝巾花气孔导度和胞间CO2浓度

两个品种三角梅的Pn、Cond、Ci因子的日变化趋势如图2、3所示.在图2中,大红宝巾花光合生理生态因子Pn、Cond总体变化基本一致,均随光照强度的变化而呈单峰线型,峰值均在1 234μmol光量子/m2/s处,Pn和Cond的相关系数为0.92.在图3中,光叶宝巾花的Pn、Cond生理生态因子的日变化趋势也基本一致,均随光照强度的变化而呈单峰线型,峰值也在全天光照最强时出现,Pn和Cond的相关系数为0.93.但两个品种三角梅胞间CO2浓度的Ci值全天变化平缓,与Pn、Cond两因子的变化关系较小.与其他研究一样[6,7],本研究也证实,并非胞间CO2浓度高,净光合速率就大,有时还可能呈现负相关.通常,胞间CO2浓度和气孔导度的变化共同作用于净光合速率结果,同时还可能受到叶肉细胞的活性限制,分析两品种Ci与Pn的相关性可知,其相关系数分别仅为0.24和0.25.

3.2 光响应生理特性

将测定系统内置红蓝光源LED设定为一系列光通量密度(PPED)梯度,可用以测定植物净光合速率随内置红蓝光强的改变,将其拟合成光响应曲线可分析其光合生理特征参数.两个品种三角梅光响应曲线如图4所示.由图4可知,在≤600μmol光量子/m2/s的弱光强下,两个品种三角梅的净光合速率随光照强度的增加而增加,以后随光照强度的增加,两个品种三角梅净光合速率变化较小,此说明两个品种的光饱和点(light saturation point,LSP)均在600 μmol光量子/m2/s左右.此时,光叶宝巾花的净光合速率(均值0.791μmol CO2/m2/s)高于大红宝巾花(均值0.639μmol CO2/m2/s).

图4 两个品种三角梅光响应曲线

同时,分析低光照下(0～100μmol光量子/m2/s)两个品种三角梅的净光合速率变化情况可知,其净光合速率与光照强度的变化呈线性关系(见图5),

图5 两个品种三角梅初始光合量子速率

其直线方程分别为,

从方程可知,大红宝巾花和光叶宝巾花的初始量子效率分别为0.0081和0.0078,此说明大红宝巾花对低光的利用能力略强.通常,当净光合速率等于零时的光照强度为该植物的光补偿点(light compensation point,LCP),大红宝巾花和光叶宝巾花的光补偿点分别为57.90μmol光量子/m2/s和44.41μmol光量子/m2/s,表明大红宝巾花对低光的适应略差于光叶宝巾花.

4 结 论

在自然光条件下的晴天,大红宝巾花和光叶宝巾花的净光合速率日变化为单峰型曲线,无光合“午休”现象.叶片的净光合速率日变化趋势与光合有效辐射、气孔导度和叶片温度的变化一致,相关性强,但细胞间隙CO2浓度与净光合速率日变化相关性较弱.

内置光源下的光响应曲线表明,随着光照强度的增加,两个品种三角梅净光合速率迅速增大,随着光强的进一步升高,光合速率增长率变缓,当光强达到600μmol光量子/m2/s后,其最大净光合速率稳定在一定水平,光叶宝巾花为0.791μmol CO2/m2/s,大红宝巾花为0.639μmol CO2/m2/s,此光强即为该两品种的光饱和点.此外,光补偿点也是植物的重要光合生理指标,大红宝巾花和光叶宝巾花的光补偿点分别为57.90μmol光量子/m2/s和44.41μmol光量子/m2/s,表明大红宝巾花对低光的适应略差于光叶宝巾花.

[1]沙万友.三角梅大枝扦插繁殖技术[J].中国花卉园艺, 2008,8(16):70-71.

[2]黄孙科.广西高速公路三角梅养护技术及花期调控[J].中国新技术新产品,2009,17(21):196-196.

[3]韦惠师.三角梅花期调控技术初探[J].广西热带农业, 2010,23(4):61-62.

[4]洪项目.三角梅常见品种及栽培繁殖技术[J].福建农业科技,2007,38(5):40-42.

[5]武晓燕,唐源江.三角梅属植物种质资源及其园林应用研究进展[J].南方农业(园林花卉版),2010,4(5):40-43.

[6]刘永碧,杨萑.两个石榴品种结果期光合特性的比较[J].北方园艺,2010,34(20):46-48.

[7]李倩中,苏家乐,陈尚平,等.三种槭树科植物光合特性日变化研究[J].安徽农学通报,2007,13(6):20-21.