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        8種野生地被植物光合及蒸騰耗水特性研究

        2016-11-29 17:33:47錢瑭璜許建新雷江麗
        廣東園林 2016年5期

        錢瑭璜 許建新 雷江麗

        摘要:對華南地區(qū)野外資源分布較廣且具有一定觀賞價值的8種野生地被植物進行冬季和夏季的光合數(shù)據(jù)采集,并通過計算蒸騰強度分析其節(jié)水效益。結(jié)果顯示:天胡荽、地稔和長萼堇菜日平均凈光合速率在冬季顯著高于夏季,說明它們?yōu)槎旧L優(yōu)良的地被植物;而鏈莢豆則在夏季的日平均凈光合速率較高,生長較為旺盛。從蒸騰耗水特性來看,地稔在冬季和夏季的單位葉面積日蒸騰總量均較小;在夏季單位時間單位綠化面積內(nèi),地稔、三點金、馬蹄金、天胡荽和牛軛草的蒸騰量較少,可根據(jù)實際情況減少灌溉量。

        關(guān)鍵詞:野生地被植物;光合特性;蒸騰強度;節(jié)水效應

        華南地區(qū)具有豐富的野生地被植物資源,而城市綠地中已應用的鄉(xiāng)土野生地被植物所占比例卻較低。野生地被植物大多具有適應能力強、管理粗放、本土氣息濃厚等特點。合理開發(fā)利用該類植物資源,并應用于城市綠地或屋頂綠化建設(shè)中,既可形成良好的景觀效果,又可節(jié)約管理成本。

        筆者于2011年7月將華南地區(qū)分布較廣且具有一定觀賞價值的8種野生地被植物引種至深圳市園科公園試驗地栽植,通過1年的物候觀測,總結(jié)了這8種植物的應用情況(表1)。本文在已有研究結(jié)果的基礎(chǔ)上,分別于2013年冬季及2014年夏季對這8種引種植物的光合速率、蒸騰速率等光合指標進行了測定,并通過計算蒸騰強度,分析其節(jié)水效益,以期為參試野生地被植物在后期的應用及灌溉提供一定的依據(jù)。

        1.材料與方法

        1.1試驗材料

        8種野生地被植物的形態(tài)特征、生態(tài)習性、應用情況等見表1。

        1.2研究方法

        試驗分別于2013年12月上句和2014年7月上句在深圳市園科公園引種試驗地進行。試驗前1天一次性將試驗地澆透。測定時間為8:00-18:00,每2 h測定一次,全天共測定6次。每種植物選取3株測試,每株取3片葉子,共9個重復。同時調(diào)查1 m2上述地被植物的葉片數(shù)量(單位面積覆蓋率達到80%)。

        1.3檢測指標測定

        1)凈光合速率(Pn)日變化。于實驗期間挑選晴朗無風天氣,采用Li-6400光合分析儀測定,測定時采用開放式氣體回路,不離體測定植物葉片凈光合速率。

        2)凈蒸騰速率(Tr)日變化。測定方法同凈光合速率(Pn)日變化測定。

        3)單位葉面積日蒸騰總量

        E(mol·m-2.d-1)=∑[(ei+ei+1)/2×(ti+1-ti)x3600/1000]

        i=1

        注:ei-初測點瞬時蒸騰速率;eu1-下一測點蒸騰速率;單位/mmol·m-4·S-1。

        ti-初測點時間;ti+1-下一測點時間;單位/h。

        4)蒸騰強度。根據(jù)測定的植物葉面積蒸騰速率,轉(zhuǎn)換為以水分量表示的蒸騰強度,利用植物葉面積指數(shù)r,計算出植物單位綠化面積單位時間內(nèi)的蒸騰量,用E表示,單位/g·m-2·h-1。則:

        Em=Eo·r

        注:Eo-全天各測定時段蒸騰強度平均值;單位/g·m-2·h-1。

        5)葉面積指數(shù)(r)。調(diào)查1m2地被植物的葉片數(shù)量(c),隨機選取5片葉片并測量和計算單葉面積(si),

        求得每m2葉片總面積s=si×c;r=s/sm(sm-占地面積)。

        2.結(jié)果與分析

        2.18種野生地被植物光合特性分析

        8種野生地被植物光合速率日變化在冬季和夏季呈現(xiàn)出顯著不同的變化趨勢(圖1)。冬季測定時其光合日變化呈雙峰形曲線變化,8種植物的光合速率峰值點均出現(xiàn)在10:00和16:00,且全天光合速率最大值出現(xiàn)在16:00。而夏季則呈單峰型曲線變化,其中鏈莢豆、崩大碗和地稔的光合速率峰值點出現(xiàn)在10:00,而三點金、天胡荽、牛軛草、馬蹄金和長萼堇菜的光合速率峰值點則出現(xiàn)在12:00。

        光合作用是植物生長發(fā)育中非常重要的生理過程之一,受遺傳和環(huán)境條件的影響,光合特性參數(shù)可反映植物的生長情況。在8種植物中,三點金、天胡荽、地稔和長萼堇菜在冬季的日平均凈光合速率值大于夏天,表現(xiàn)為冬春季生長旺盛,與引種野生地被植物生長物候觀測一致。其中長萼堇菜的盛花期在1-2月,是良好的冬季觀花植物。鏈莢豆、崩大碗和牛軛草的日平均凈光合速率則是夏季高于冬季,其生長表現(xiàn)則是夏季繁花點點,冬季部分落葉休眠(表2)。

        2.28種野生地被植物蒸騰特性分析

        從圖2可看出,8種野生地被植物蒸騰速率日變化在冬季和夏季同樣呈現(xiàn)出顯著不同的變化趨勢。冬季除馬蹄金外的7種植物,蒸騰速率日變化均呈雙峰型曲線變化,峰值點出現(xiàn)在10:00和14:00,且均在16:00有小幅回升。而夏季8種植物則都呈單峰型曲線變化,其中鏈莢豆、三點金、崩大碗和牛軛草的蒸騰速率峰值點出現(xiàn)在10:00;馬蹄金、天胡荽和長萼堇菜則出現(xiàn)在12:00;地稔的蒸騰速率峰值點則出現(xiàn)在8:00,之后呈降低趨勢,到14:00有小幅回升。8種植物夏季日平均蒸騰速率顯著高于冬季水平。

        2.38種野生地被植物蒸騰耗水特性分析

        由表3可知,8種野生地被植物在夏季的蒸騰耗水量遠遠大于冬季。其中地稔在冬季和夏季單位葉面積日蒸騰的總量均較小,說明其葉片的保水能力較強。牛軛草、長萼堇菜、馬蹄金、天胡荽和三點金在夏季的葉片日蒸騰總量較小。在夏季單位時間單位綠化面積內(nèi),地稔、三點金、馬蹄金、天胡荽和牛軛草的蒸騰量較少,故從此項指標上來看,這5種植物較為抗旱節(jié)水。但是植物對水分脅迫的適應能力多種多樣,還應當結(jié)合根系對土壤水分的耐受能力以及大田試驗觀測來確定植物耗水量。

        3.結(jié)論與討論

        鏈莢豆為多年生草本,喜熱帶潮濕干旱氣候,夏季生長旺盛,覆蓋度好,本研究中鏈莢豆夏季的日平均凈光合顯著高于冬季,是優(yōu)良的夏季綴花草坪植物。天胡荽、地稔、長萼堇菜在冬季的日平均凈光合速率要高于夏季,屬于冬季生長優(yōu)良的地被植物。其中地稔終年開花不斷,與枝、葉、果呈現(xiàn)出斑斕的色彩;長萼堇菜在冬末春初盛開紫色小花,是優(yōu)良的早春觀花地被。

        不同季節(jié)光合特性的變化及其差異,與不同季節(jié)環(huán)境氣候的差異及測定時的環(huán)境條件有密切關(guān)系。本文測定的8種野生地被植物在冬季的光合日變化曲線呈雙峰型,而夏季則呈單峰型,該結(jié)果與黃娟等對華南地區(qū)12種木本植物光合作用季節(jié)變化的部分研究相同,而與邵璽文對黃芩的光合日變化研究結(jié)果不同。說明環(huán)境因子對光合特征的影響非常復雜,生態(tài)因子之間不是孤立的,而是彼此密切相關(guān)的,這有待于進一步研究。

        研究表明植物水分利用效率越高,抗旱節(jié)水性能越好,植物的蒸騰耗水越低,水分利用率相對越高。本試驗對8種地被植物在冬季和夏季單位時間單位綠化面積內(nèi)的蒸騰量進行了對比研究,表明地稔、三點金、馬蹄金、天胡荽和牛軛草在單位時間單位綠化面積內(nèi)的蒸騰量較少,故從此項指標來看,這5種植物較為節(jié)水。單位時間單位綠化面積內(nèi)的蒸騰量在一定程度上反映了植株的抗旱性,但是植物對水分脅迫的適應能力多種多樣,應當結(jié)合根系對土壤水分的耐受能力進行綜合判斷。在園林實際灌溉中,還應結(jié)合土壤狀況、天氣情況等外界因素來綜合確定合理澆灌量,才能達到既滿足園林觀賞效果又節(jié)約綠地用水的目的。endprint

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