不同光照强度对三种藤本植物光合作用的影响

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb2021-0742

中国农学通报 ›› 2022, Vol. 38 ›› Issue (26): 27-31.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2021-0742

所属专题：生物技术；园艺

不同光照强度对三种藤本植物光合作用的影响

朱文杰(), 郑鸣洁(), 康瑜国

上海市政养护管理有限公司,上海 201100

收稿日期:2020-08-03 修回日期:2021-10-14 出版日期:2022-09-15 发布日期:2022-09-09
通讯作者: 郑鸣洁
作者简介:朱文杰,男,1977年出生,江苏扬州人,工程师,本科,研究方向：市政园林工程养护管理。通信地址：201100 上海市崇明区长兴镇潘圆公路1502号长江隧桥管控中心,E-mail： zhuwj2021@yeah.net。
基金资助:
上海市政养护管理有限公司技术公关项目“高速公路配套绿化建养关键技术研究”(SHSZ2020017)

Effects of Different Light Radiation Intensities on Photosynthesis of Three Vine Plants

ZHU Wenjie(), ZHENG Mingjie(), KANG Yuguo

Shanghai Municipal Maintenance Management Company, Shanghai 201100

Received:2020-08-03 Revised:2021-10-14 Online:2022-09-15 Published:2022-09-09
Contact: ZHENG Mingjie

摘要/Abstract

摘要：

研究植物光合作用、气孔导度和蒸腾作用对光照强度的响应对于评价植物的光能和水分利用效率以及植物在不同光照条件下的生长具有重要意义。以3种藤本植物蔓长春花、西番莲和凌霄为实验对象,研究其在不同光强下的气体交换和叶绿素含量,并根据非直角双曲线模型估算其光合参数。结果显示,西番莲的光饱和点和最大净光合速率分别为1850 μmol CO₂/(m²·s)和10.9 μmolCO₂/( m²·s),明显高于其他2种植物。蔓长春花有较强的耐阴性,其光饱和点为580 μmol/( m²·s),明显低于其他2种植物,3种植物的表观量子效率并无明显差异,因此对弱光的利用能力相似。蔓长春花的叶绿素含量明显高于西番莲,但西番莲有相对较高的叶绿素a/b。西番莲有较宽的光适应范围,对弱光和强光的利用能力均较强,比蔓长春花和凌霄具有更强的光合能力。

关键词: 最大净光合速率, 光补偿点, 光饱和点, 表观量子效率, 水分利用效率

Abstract:

It is of great significance to study the responses of photosynthesis, stomatal conductance and transpiration of plants to photosynthetic active radiation, to evaluate the utilization efficiency of light energy and water and the plant growth under different light conditions. In the present study, three vine plants (Vinca major, Passiflora caerulea and Campsis grandiflora) were used to measure their gas exchange and chlorophyll content under different light levels. The photosynthetic parameters were estimated according to non-rectangular hyperbola model. The results showed that: the light saturated point and the maximum net photosynthetic rate of P. caerulea were 1850 μmol CO₂/( m²·s) and 10.9 μmol CO₂/(m²·s), respectively, significantly higher than those of V. major and C. grandiflora. V. major was strongly resistant to weak light with a lower light saturation point of 580 μmol CO₂/( m²·s), significantly lower than that of the other two plants. There was no significant difference in apparent quantum yield among the three plants, indicating they had similar ability to use weak light. The chlorophyll content of V. major was significantly higher than that of P. caerulea, but P. caerulea had a higher ratio of chlorophyll a/b than V. major. P. caerulea had a wide range of light adaptation and stronger utilization of low and high light. Therefore, the photosynthetic capacity of P. caerulea is higher than that of V. major and C. grandiflora.

Key words: maximum light net photosynthetic rate, light compensation point, light saturated point, apparent quantum yield, water use efficiency

中图分类号:

685.99

朱文杰, 郑鸣洁, 康瑜国. 不同光照强度对三种藤本植物光合作用的影响[J]. 中国农学通报, 2022, 38(26): 27-31.

ZHU Wenjie, ZHENG Mingjie, KANG Yuguo. Effects of Different Light Radiation Intensities on Photosynthesis of Three Vine Plants[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2022, 38(26): 27-31.

图/表 3

参考文献 27

[1]	NOBEL P S. Leaf anatomy and water use efficiency. In: TurnerNC, Adaptation of plants to water and high temperature stress. Wiley, New York,Kramer PJ eds.eds. 1980,43-55.
[2]	单凌飞, 丁颖慧, 王双蕾,等. 胡杨不同发育阶段叶片光合作用及其光响应特征[J]. 生态科学, 2019, 38(6):22-29.
[3]	THORNLEY J H M. Mathematical Models in Plant Physiology[M]. Academic press, London.1976.
[4]	叶子飘, 于强. 光合作用光响应模型的比较[J]. 植物生态学报, 2008, 32(6):1356-1361. doi: 10.3773/j.issn.1005-264x.2008.06.016
[5]	OLSSON T, LEVERENZ J W. Non-uniform stomata closure and the apparent convexity of the photosynthetic photon flux density response curve[J]. Plant, cell & environment, 1994, 17(6):701-710.
[6]	曾小美, 袁琳, 沈允钢. 拟南芥连体和离体叶片光合作用的光响应[J]. 植物生理学通讯, 2002, 38(1):25-26.
[7]	韩多红, 周德峰, 孟好军,等. 河西走廊干旱荒漠区9个梨品种光合特性的比较研究[J]. 西部林业科学, 2020, 49(3):36-40.
[8]	姚泽, 姜生秀, 严子柱,等. 干旱区不同品种中华钙果光合特性比较研究[J]. 中国农学通报, 2020, 36(13):53-58.
[9]	何春霞, 李吉跃, 郭明,等. 4种乔木叶片光合特性和水分利用效率随树高的变化[J]. 生态学报, 2008, 28(7):3008-3016.
[10]	叶子飘. 光合作用对光和CO₂响应模型的研究进展[J]. 植物生态学报, 2010, 34(6):727-740. doi: 10.3773/j.issn.1005-264x.2010.06.012
[11]	李力, 张祥星, 郑睿,等. 夏玉米光合特性及光响应曲线拟合[J]. 植物生态学报, 2016, 40(12):1310-1318. doi: 10.17521/cjpe.2016.0082
[12]	郎莹, 张光灿, 张征坤,等. 不同土壤水分下山杏光合作用光响应过程及其模拟[J]. 生态学报, 2011, 31(16):4499-4508.
[13]	ILNITSKY O A, PASHTETSKY A V, PLUGATAR Y V, et al. Dependency of a photosynthesis rate in Nerium oleander L. on environmental factors, leaf temperature, transpiration, and their change during vegetation in subtropics[J]. Russian agricultural sciences, 2018, 44(3):224-228. doi: 10.3103/S1068367418030060 URL
[14]	吴晓龙, 唐正, 吴毅,等. 2个油茶品种及6个近缘种的光合特性日变化规律[J]. 经济林研究, 2019, 37(3):101-109.
[15]	DENG X, LI X M, ZHANG X M, et al. The studies about the photosynthetic response of the four desert plants[J]. Acta ecologica sinica, 2003, 23(3): 598-605.
[16]	覃芳, 史艳财, 秦惠珍,等. 3个‘金槐’品种的生理特性比较[J]. 中国农学通报, 2021, 37(18):38-43.
[17]	郑威, 何琴飞, 彭玉华,等. 石漠化区6种退耕树种光响应曲线研究[J]. 中南林业科技大学学报, 2017, 37(12):85-90.
[18]	HETHERINGTON A M, WOODWARD F I. The role of stomata in sensing and driving environmental change[J]. Nature, 2003, 424(6951):901-908. doi: 10.1038/nature01843 URL
[19]	MCDOWELL N, POCKMAN W T, ALLEN C D, et al. Mechanisms of plant survival and mortality during drought: Why do some plants survive while others succumb to drought[J]. New phytologist, 2008, 178:719-739. doi: 10.1111/j.1469-8137.2008.02436.x URL
[20]	钱龙梁, 薛源, 曹福亮,等. 生物遮阴对银杏幼苗生长的影响[J]. 中南林业科技大学学报, 2018, 38(10):21-26.
[21]	马洋, 王雪芹, 张波,等. 风蚀和沙埋对塔克拉玛干沙漠南缘骆驼刺水分和光合作用的影响[J]. 植物生态学报, 2014, 38(5):491-498. doi: 10.3724/SP.J.1258.2014.00045
[22]	孙小玲, 许岳飞, 马鲁沂,等. 植株叶片的光合色素构成对遮阴的响应[J]. 植物生态学报, 2010, 34(8):989-999. doi: 10.3773/j.issn.1005-264x.2010.08.012
[23]	夏婵, 李何, 王佩兰,等. 不同光照强度对赤皮青冈幼苗光合特性的影响[J]. 中南林业科技大学学报, 2021, 41(7):72-79.
[24]	张建新, 颜赟, 方炎明. 遮光对臭牡丹生长和光合特性的影响[J]. 植物资源与环境学报, 2013, 22(1):88-93.
[25]	LICHTENTHALER H K. Chlorophylls and carotenoids: pigments of photosynthetic biomembranes[J]. Methods in enzymology, 1987, 148:351-383.
[26]	王强, 张其德, 卢从明,等. 超高产杂交稻不同生育期的光合色素含量、净光合速率和水分利用效率[J]. 植物生态学报, 2002, 26(6):647-651.
[27]	王海珍, 韩路, 徐雅丽,等. 干旱胁迫下胡杨光合光响应过程模拟与模型比较[J]. 生态学报, 2017, 37(7):2315-2324.

光合参数	蔓长春花	西番莲	凌霄
表观量子效率	0.048±0.008a	0.040±0.006a	0.047±0.0033a
最大净光合速率/[μmolCO₂/(m²·s)]	4.8±0.3c	10.9±0.9a	8.9±0.7b
光补偿点/[μmol/(m²·s)]	33.8±1.2a	28.5±0.9b	16.0±1.1c
光饱和点/[μmol/(m²·s)]	580±23c	1850±31a	1450±20b
暗呼吸速率/[μmolCO₂/(m²·s)]	-1.8±0.4a	-1.5±0.6a	-1.7±0.3a

光合参数	蔓长春花	西番莲	凌霄
表观量子效率	0.048±0.008a	0.040±0.006a	0.047±0.0033a
最大净光合速率/[μmolCO₂/(m²·s)]	4.8±0.3c	10.9±0.9a	8.9±0.7b
光补偿点/[μmol/(m²·s)]	33.8±1.2a	28.5±0.9b	16.0±1.1c
光饱和点/[μmol/(m²·s)]	580±23c	1850±31a	1450±20b
暗呼吸速率/[μmolCO₂/(m²·s)]	-1.8±0.4a	-1.5±0.6a	-1.7±0.3a

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[1]	武志斌, 黄超, 雷媛, 敬峰, 刘战东. 不同产量水平下冬小麦水肥利用特性研究[J]. 中国农学通报, 2022, 38(8): 64-71.
[2]	史芮林, 张庆芬, 李铭, 李全起, 张明明. 植物碳同位素分馏在水分利用效率研究中的应用[J]. 中国农学通报, 2022, 38(23): 15-20.
[3]	刘斌, 魏慧, 寇燕燕, 陈年来, 颉建明. 灌溉制度对甜瓜/向日葵间作系统叶片水分状况和水分利用效率的影响[J]. 中国农学通报, 2022, 38(2): 19-25.
[4]	李建查, 李坤, 潘志贤, 孙毅, 方海东, 史亮涛, 张雷, 岳学文. 灌水量和种植密度的配置对干热河谷紫甘蓝生物量分配、产量及水分利用效率的影响[J]. 中国农学通报, 2021, 37(26): 50-57.
[5]	王立明, 陈光荣, 杨如萍, 张国宏, 杨封科. 覆膜种植方式对旱作大豆生长发育、产量及水分利用效率的影响[J]. 中国农学通报, 2021, 37(21): 8-14.
[6]	周余桉, 刘玉华, 张立峰. 覆膜方式对雨养饲用玉米生长、产量及水分利用效率的影响[J]. 中国农学通报, 2020, 36(5): 8-13.
[7]	刘化涛, 黄学芳, 黄明镜, 张冬梅, 张伟, 赵聪. 不同基因型玉米品种产量、抗旱性及水分利用效率差异研究[J]. 中国农学通报, 2020, 36(33): 12-18.
[8]	姜寒冰, 张传伟, 张玉翠, 沈彦俊. 作物气孔导度模型研究进展及应用现状[J]. 中国农学通报, 2020, 36(12): 1-9.
[9]	李思嘉, 陈志德, 王晓婧, 杨长琴, 张国伟, 刘瑞显. 花生不同光合-CO₂响应曲线拟合模型的比较[J]. 中国农学通报, 2020, 36(12): 33-38.
[10]	徐同庆,徐宜民,王程栋,刘光亮,董建新,王树声,陶健,陈爱国. 中国农田生态系统水分利用效率的格局与成因[J]. 中国农学通报, 2018, 34(16): 83-91.
[11]	李洁,晋凡生,李晓平,韩彦龙,李海金. 施肥和覆膜垄沟种植对旱地红芸豆耗水特征及产量效应的研究[J]. 中国农学通报, 2018, 34(13): 19-23.
[12]	万修福,徐洪雨,何峰,仝宗勇,毕舒贻,万里强,李向林,郑桂亮. 灌水频率对紫花苜蓿耗水规律及产量的影响[J]. 中国农学通报, 2017, 33(34): 153-158.
[13]	黄桂荣,张欣莹,王雅静,钟秀丽. 冬小麦品种干旱胁迫后的恢复能力与水分利用效率的关系[J]. 中国农学通报, 2017, 33(30): 1-6.
[14]	郝娜,武志海,张立祯,金鸿明,王旗,张悦. 间套作作物的水分利用效率研究综述[J]. 中国农学通报, 2017, 33(20): 23-28.
[15]	路贵和,王小强,张红,路进峰. 玉米杂交种水分利用效率及相关性状分析[J]. 中国农学通报, 2016, 32(9): 58-65.