何仲堅 熊詠梅
摘要:應用L1-6400光合作用測定系統(tǒng),研究了廣州市四種園林常用藤本植物光合作用及影響因子分析。結果表明,龍吐珠Clerodendrum thomsoniae和金杯藤Solandra maxima的最大凈光合速率較大,使君子Quisqualis indiea的最小。龍吐珠的光補償點和光飽和點都較高,使君子的光補償點和光飽和點都較低。植物含水率越高,其最大凈光合速率和光補償點就越高,相對葉綠素值與光飽和點之間亦存在此規(guī)律。
關鍵詞:藤本值物;光合作用;最大凈光合速率;光飽和點;光補償點
光合作用是植物生長發(fā)育的基礎,與植物生長關系十分密切,是估測植株光合生產(chǎn)能力的主要依據(jù)。同時光合作用又是一個復雜的生物物理化學過程,受到諸多因素的影響,包括葉綠素含量、葉片成熟程度、光強等因子。其中,光強對植物的影響一直是植物生理生態(tài)學家的研究熱點,不同的光強條件可以引起植物的可塑性反應,從而引起植物的環(huán)境飾變。因此,光照環(huán)境會影響園林植物的觀賞性或生長狀態(tài)。
藤本植物的功能具有多樣性,有的具有經(jīng)濟價值,有的是垂直綠化的重要材料,在拓展城市綠化空間、增加城市綠化面積和美化環(huán)境等方面,具有其他植物不可替代的作用。近年來,廣州市大力推廣立體綠化,綠化形式及綠化植物種類都呈現(xiàn)多樣化趨勢,且須具備觀賞性。因此,觀花的藤本植物成為立體綠化的主力軍。目前,對園林喬灌木的生理生態(tài)學特性研究較多,對藤本植物生理生態(tài)學特性認識不足,特別是對園林常用藤本植物的光能利用特性的研究,大多僅停留在定性的描述上,這對其科學應用具有限制性。本文通過研究四種園林常用藤本植物的光合作用及影響因子,為藤本植物在園林綠化工程中的合理配置、栽培管理和開發(fā)利用提供科學的參考依據(jù)。
1.研究地區(qū)與研究方法
1.1自然概況
本次試驗在廣州市林業(yè)和園林科學研究院進行,地理位置為北緯23°09′35″,東經(jīng)113°16′37″。該區(qū)屬海洋季風性氣候,年均氣溫21.4℃-21.9℃,最高溫(7月)可達38.7℃,最低溫(1月)曾為-2.6℃(1963年)。年降雨量1612-1909 mm,主要集中在4-9月,占全年降雨量的85%。全年日照百分率43%,平均年日照時數(shù)為1 895.2 h。各月平均以7月份最多,為225.9h;3月份最少,為82.8 h。
1.2試驗材料
結合廣州市園林植物應用現(xiàn)狀,選定應用頻率高的四種觀花藤本植物龍吐珠Clerodendrum thomsoniae、金銀花Lonieera japonica、金杯藤Solandra maxima和使君子Quisqualis indiea,取其老葉、成熟葉和嫩葉作為研究對象。其野外試驗測定樣本選自同時同地種植的植株。
1.3研究方法
1.3.1光合測定方法
選擇晴天上午9:00-11:00,測定儀器為便攜式光合測定儀(Li-6400)和該光合測定儀自帶的紅光廣源。在20-2 000umol·m-2·s-1范圍測定有效光合輻射(Photosynthetically active radiation,PAR),光源梯度設置為20、50、80、100、200、500、800、1000、1200、1500、1800和2000 pmol·m-2·s-1。從20umol·m-2·s。開始測定。測量采用開路模式,CO2濃度、氣溫和空氣濕度均為自然狀態(tài)。每種植物選擇不同成熟的葉片(嫩葉、成熟葉和老葉)進行測試,測試部位為植物葉片中部。
1.3.2相對葉綠素值
利用SPAD502葉綠素含量測定儀測定葉片的相對葉綠素值。
1.3.3測定數(shù)值的計算
每種藤本植物各選取5株健康、無病蟲害的試驗個體作為光合測定樣株,從樣株樹上分別取能接收到全光照的老葉、成熟葉和嫩葉各5片進行測定,重復3次。每一響應點的光合值均為平均值。試驗在有代表性的夏季生長期進行(8月)。其中,最大凈光合速率、光飽和點和光補償點由光響應曲線根據(jù)Long和Mallgren模型計算得到。主成分運用統(tǒng)計軟件STATISTICA 10.0進行計算。
2.結果與分析
2.1光合速率(Pn)的光響應曲線
龍吐珠、金銀花、金杯藤和使君子的嫩葉、成熟葉和老葉的光響應曲線分別見圖1~4。最大凈光合速率代表了植物最大的實際光合能力。以四種植物嫩葉來看,金杯藤的最大凈光合速率(Pnmzx)最大,金銀花的次之,龍吐珠的較小,使君子的最小,這表明金杯藤和金銀花的實際光合能力大于龍吐珠和使君子。四種植物成熟葉的實際光合能力大小順序為龍吐珠>金杯藤>金銀花>使君子。就老葉而言,龍吐珠的實際光合能力最大,為8.7umol·m-2·s-1;金杯藤次之,為7.2umol·m2·s-1;金銀花較小,為6.0umol·m-2·s-1;使君子最小,為3.9umol·m-2·s-1。綜上所述,龍吐珠和金杯藤的實際光合能力較大,使君子的最小。
2.2光補償點和飽和點特征
光補償點(LCP)和光飽和點(LSP)可說明植物對光能的利用特性,是判斷植物耐蔭性的一個重要指標,對園林植物的配置有重要的參考價值。對于嫩葉而言,龍吐珠、金銀花和使君子的光飽和點高,最大凈光合速率也高,金杯藤的光飽和點低,但最大凈光合速率高,表明金杯藤嫩葉最適宜的光強比其他三種植物的都低;對于成熟葉而言,龍吐珠和金銀花的最大凈光合速率和光飽和點都較高,金杯藤的最大凈光合速率較高,光飽和點較低,使君子的都最低,表明使君子的成熟葉最適宜的光強為最低;對于老葉而言,龍吐珠的最大凈光合速率最高,說明龍吐珠比其他三種植物的光能利用能力強??梢?,這四種常用園林藤本植物對植物光利用的特性存在一定的差異性,在實際園林植物配置中,需要區(qū)別對待(表1)。
2.3影響因子分析
運用主成分分析法分析四種園林常用藤本植物最大凈光合速率、光補償點和光飽和點與其相對葉綠素值、葉比重和含水率的關系。從圖5可以看出,第一軸和第二軸所占比例分別為39.28%和22.77%,表明第一軸和第二軸都表達了一定的信息。由圖5可以看出,最大凈光合速率、光補償點與植物含水率關系密切,即植物含水率越高,植物的最大凈光合速率和光補償點就越高,而光飽和點與相對葉綠素值關系密切,即相對葉綠素值越高,光飽和點就越高。
3.結論與討論
立體綠化的形式并不單調,在布局上具有多維性。利用開花的藤本植物綠化空間,不僅豐富了建構物的立面效果和藝術效果,而且將生硬的景觀轉化為柔和、親切、具有生命力的軟質景觀,使得城市環(huán)境更加宜居。因此,因地制宜地配置藤本植物十分重要。
相對而言,龍吐珠的光能利用率最高,使君子的較低;龍吐珠和金杯藤的光補償點較高,金銀花和使君子的光補償點低,在20.2-26.0 umol·m-2·s-1之間變動;龍吐珠和金銀花的光飽和點都較高,金杯藤的光飽和點較低,使君子的光飽和點最低。
本研究顯示,四種植物的最大凈光合速率和光補償點與植物含水率關系密切。植物含水率越高,植物的最大凈光合速率就越高,表明充分的灌溉可促進植物的生長。endprint