6种观赏竹光合特性和叶绿素荧光特性研究.pdf

山 东 农 业 科 学():./.收稿日期:基金项目:国家自然科学基金项目()聊城大学博士科研启动基金项目()聊城大学风景园林学科建设基金项目()作者简介:李丹()女河南信阳人硕士研究生主要从事竹林生态方面研究:.通信作者:赵红霞()女山东威海人讲师主要从事城市生态方面研究:.种观赏竹光合特性和叶绿素荧光特性研究李丹胡德越赵红霞路兴慧王杰慧(聊城大学农学与农业工程学院山东 聊城)摘要:为给南竹北移高光竹种的栽培和推广提供理论依据本试验用 便携式光合仪测定自然光照下聊城市夏季 种观赏竹(斑竹、淡竹、金镶玉竹、黄槽竹、黄竿乌哺鸡竹和蓉城竹)的光响应曲线和光合日变化用便携式多功能植物效率分析仪()测定不同竹种的叶绿素荧光分析光合荧光参数的相关性并用隶属函数法综合评价其光合能力 结果表明淡竹的最大净光合速率()最高为./()黄竿乌哺鸡竹的 最低只有./()淡竹和斑竹的光饱和点()较高光补偿点()和暗呼吸速率()较低有机物积累较多 斑竹、淡竹、黄槽竹、黄竿乌哺鸡竹、蓉城竹净光合速率()、气孔导度()、蒸腾速率()的日变化曲线为单峰型金镶玉竹为双峰型 斑竹、淡竹的叶绿素 值、最大光化学效率(/)、潜在光化学活性(/)、受光面积综合性能指数()均高于其它竹种其整体综合性能指数()也较高 与、极显著正相关与 显著正相关与、极显著负相关 采用隶属函数法对 种观赏竹进行综合评价其光合能力大小依次为淡竹斑竹蓉城竹金镶玉竹黄竿乌哺鸡竹黄槽竹 淡竹和斑竹光合能力较强具有较好的环境适应性可以作为南竹北移的优良高光绿化竹种关键词:观赏竹光响应曲线光合日变化叶绿素荧光中图分类号:文献标识号:文章编号:()()(.).()./()./().()()().()()().(/)(/)().().(.)(.)(.竹子为禾本科常绿植物具有经济、生态、社会等多重价值在抵制环境胁迫、应对气候变化、提高城市绿化方面效益显著 目前北方竹类植物达到 属 余种主要应用于造林和公园绿化 孙化雨等发现北京地区 种观赏竹叶绿素荧光参数/的值均是夏季大于冬季金镶玉竹受环境胁迫的影响更大 欧阳乐祺研究表明光合有效辐射、气温、气孔导度和蒸腾速率是影响大节竹属 种竹子净光合速率的主要因素 乔一娜等评价了福建 种观赏竹的光合利用能力和光合效率得出花巨竹()、金丝慈竹()、佛肚竹()更适应城市绿化种植 目前对于观赏竹引种驯化、栽培技术、景观应用的研究较多而对不同竹种光合能力综合评价的研究尚不足对南方毛竹()的研究较多少见关于北方引进竹种的研究山东省聊城市为我国“南竹北移”永久会址成功引进 多个竹种其中斑竹(.)、淡竹(.)、金镶玉竹(.)、黄槽竹(.)、黄竿乌哺鸡竹(.)、蓉城竹(.)的观赏价值较高 为此本研究选取聊城市百竹园中引种驯化的这 种观赏竹为研究对象深入了解其对夏季强光的适应性分析竹类植物的光合特性、叶绿素荧光特性和光合荧光参数的相关性并用隶属函数法对竹种的光合能力进行综合评价以期筛选出适宜北方城市绿化的高光竹种为竹林的保护和生态发展以及“南竹北移”的引种推广提供科学依据 材料与方法.试验地概况与材料研究区位于山东省聊城市百竹园(北纬 东经)内占地 属典型的温带季风气候四季分明 降水多集中在夏季占全年降水量的 以 月份最多 年聊城市 月份降水量为 平均气温为.平均相对大气湿度为 依据百竹园不同竹种群落分布情况选择 种(金镶玉竹、斑竹、黄槽竹、黄竿乌哺鸡竹、淡竹和蓉城竹)边缘明确、长势良好、竹种纯正、特征明显、观赏价值高的竹群从中再选取竹龄 年且株高一致、数量较多的散生竹为研究对象样地内竹子的选择同时满足分枝点低、粗细均匀、生长良好、上午时间能够充分接收阳光照射等条件.指标测定及方法.光响应曲线与光合日变化测定每种竹子选取 株生长状况相近的健株作为观测对象每株选择中上部侧枝方位一致、朝向相同、大小形态相近的健康成熟叶 片于 年 月选择晴朗无云无风天气在上午 利用英国汉莎 便携式光合仪测定光响应曲线条件为:进气口 浓度为 /设定叶室中光合有效辐射()强度为、/()共 个梯度每个光强梯度设置时间为 读出净光合速率()、蒸 第 期 李丹等:种观赏竹光合特性和叶绿素荧光特性研究腾速率()、气孔导度()和胞间 浓度()等指标值 光响应曲线测定完成后将叶片做好标记 利用饱和光强测定不同竹种的光合日变化测定时间为每隔 测定 次共计 个时段.叶绿素含量和叶绿素荧光测定每种竹子选取中上部无病虫害且受光均匀的完全展开叶 片 片为一组用便携式叶绿素仪()测定叶绿素含量 上午 将叶片避光暗处理 用便携式多功能植物效率分析仪()测定 种观赏竹的叶绿素荧光测量时保证叶面干净无灰尘避开叶脉.数据处理与分析用 和 .软件计算光合荧光指标平均值、标准偏差使用单因素方差分析法分析不同竹种光合生理参数和叶绿素荧光参数的差异(.)采用 相关分析法分析各竹种光合荧光参数的相关性(蓉城竹斑竹黄槽竹金镶玉竹黄竿乌哺鸡竹说明淡竹、蓉城竹、斑竹叶片在单位面积内同化量多光合能力较强 蓉城竹的 最高为 山 东 农 业 科 学 第 卷./()说明其在强光下具有较强的适应能力淡竹的 居第二为 ./()但其 相较于其它竹种偏低为./()因而淡竹捕获光能的范围较广斑竹的 最低为./()能够充分利用弱光金镶玉竹和黄竿乌哺鸡竹的 低于其它竹种但 较高说明它们更适合在遮荫环境下生长 黄竿乌哺鸡竹的 和 值均最大分别为./()、./说明该竹种对于光合产物的消耗量最大不利于有机物的累积斑竹、蓉城竹的 较低能够获取大量有机物且消耗量少 表 种观赏竹光响应曲线特征参数竹种/()/()/()/()(/)斑竹.淡竹.金镶玉竹.黄槽竹.黄竿乌哺鸡竹.蓉城竹.注:同列数据后不同小写字母表示竹种间差异显著(斑竹蓉城竹黄槽竹金镶玉竹黄竿乌哺鸡竹(表).气孔导度日变化气孔根据环境条件的变化调节其开口大小的程度称为气孔导度()气孔导度对植物的光合作用有直接影响 由图()可知 种观赏竹气孔导度日变化的规律与净光合速率大致相同斑竹、淡竹、金镶玉竹、黄槽竹、黄竿乌哺鸡竹在 气孔张开程度最大峰值分别为.、.、.、.、./()蓉城竹在 时 最大为./()由表 可知 种观赏竹气孔导度日均值依次为斑竹蓉城竹淡竹黄槽竹黄竿乌哺鸡竹金镶玉竹说明斑竹、蓉城竹、淡竹对 的吸收量大于黄槽竹、黄竿乌哺鸡竹和金镶玉竹.胞间 浓度日变化 是植物进行光合作用和制造有机物的原料胞间 浓度()的高低直接影响着植物光合速率的大小 由图()可见 种观赏竹 日变化曲线与、相反不同竹种的 到达低谷的时间有所不同其中黄竿乌哺鸡竹在 出现一次低值斑竹在 出现一次低值蓉城竹在 出现一次低值淡竹、金镶玉竹、黄槽竹均出现两次低值分别在 和 种观赏竹 日均值依次为淡竹斑竹黄槽竹蓉城竹金镶玉竹黄竿乌哺鸡竹(表).蒸腾速率日变化植物通常会通过调节自身的蒸腾作用来降低组织的温度蒸腾速率()反映了植物体内水分向体外散失的情况由图()可知除金镶玉竹蒸腾速率日变化为双峰曲线外其余竹种蒸腾速率日变化均为单峰曲线峰值出现的时间与 和 吻合早上和中午的蒸腾速率大于傍晚 由表 可以看出蓉城竹 日均值最高黄槽竹最低分别为.、./()种观赏竹蒸腾速率日均值依次为黄槽竹金镶玉竹黄竿乌哺鸡竹淡竹斑竹黄槽竹斑竹蓉城竹金镶玉竹黄竿乌哺鸡竹(表)图 种观赏竹光合参数日变化 表 种观赏竹光合特征参数日均值竹种/()/()/()/()(/)斑竹.淡竹.金镶玉竹.黄槽竹.黄竿乌哺鸡竹.蓉城竹.注:同列数据后不同小写字母表示竹种间差异显著(斑竹淡竹金镶玉竹蓉城竹黄槽竹 由归一化后 曲线(图)可知 种观赏竹在 相和 相的差异较小在 相和 相的差异较大 表示标准化任意时间 的可变荧光强度其表达式为 ()/()通过计算得出 相和 相的可变荧光强度 其中 种观赏竹的 从小到大排序为淡竹斑竹金镶玉竹蓉城竹黄槽竹黄竿乌哺鸡竹 从小到大排序为黄槽竹金镶玉竹蓉城竹淡竹斑竹斑竹蓉城竹金镶玉竹黄竿乌哺鸡竹黄槽竹 表 种观赏竹光合荧光参数相关性指标/././.注:表示相关显著(.)表示相关极显著(斑竹蓉城竹金镶玉竹黄竿乌哺鸡竹黄槽竹 因此淡竹、斑竹属于高光竹种具有较好的环境适应能力可以作为南竹北移的优秀绿化竹种能够对聊城等北方城市的生态环境改善起到重要作用参 考 文 献:章娜.竹类植物在当代城市景观中的设计研究.南京:南京林业大学.张琦.南竹北移适应性评价及对低温的生理响应.泰安:山东农业大学.孙化雨李利超娄永峰等.北京地区 种观赏竹叶绿素荧光参数/年变化规律.世界竹藤通讯():.欧阳乐祺.大节竹属 种竹子光合特性研究.合肥:安徽农业大学.乔一娜李云鸽刘聘等.种观赏竹的光合特性及叶绿素荧光特性研究.热带作物学报():.薛斌.几种观赏竹在太原的引种试验研究.太原学院学报(自然科学版)():.冷寒冰叶康秦俊等.遮阴对 种地被竹光合特性的影响.西北林学院学报():.温星程路芸李丹丹等.毛竹叶片发育过程中光合生理特性的变化特征.浙江农林大学学报():.周哲宇徐超胡策等.毛竹快速生长期的叶绿素荧光参数特征.浙江农林大学学报():.乔一娜刘凯邓智文等.不同水肥耦合处理下毛竹光合特性.热带作物学报():.王晓静王涛池淼等.中国观赏竹研究进展.竹子学报():.张玉录.山东聊城 推进新时代“南竹北移”打造北方最美竹林风景线.世界竹藤通讯():.许建民史和娣史培华等.不同光质条件下马铃薯光响应曲线拟合模型的比较.浙江农业学报():.吴敏邓平赵英等.喀斯特干旱环境对青冈栎叶片生长及叶绿素荧光动力学参数的影响.应用生态学报():.():.纵丹王静敏张垚等.西南地区 种乡土杨树的秋季光合特性比较.西北林学院学报():.蔡艳飞彭绿春宋杰等.不同生长时期马缨杜鹃光合特性的变化及其主要影响因素.广西植物():.():.():.丁志超殷高方赵南京等.荧光动力学曲线、点特征时间确定方法.光学学报():.:.()():.苗婷婷曹志华刘俊龙等.淹水胁迫对 个薄壳山核桃品种苗期生长及叶绿素荧光特性的影响.江苏农业科学():.涂淑萍黄航杜曲等.不同品种茶树叶片光合特性与叶绿素荧光参数的比较.江西农业大学学报():.林荣呈杨文强王柏臣等.光合作用研究若干前沿进展与展望.中国科学:生命科学():.黄华章戴文坛缪绅裕等.夏秋季丹霞梧桐叶片光合特性日变化特征比较.中国野生植物资源():.张洋洋凡莉莉荣俊冬等.沿海沙地淡竹和四季竹光合光响应特性及其最适模型研究.西部林业科学():.逯久幸苗润田王司琦等.低温胁迫下秋菊叶片光系统特性分析.植物生理学报():.王柯杨.毛竹快速生长期茎秆光合特性的研究.杭州:浙江农林大学.蔡粟唯姚耸峰山昌林等.松嫩平原盐碱地 种植物的光合荧光特性.森林工程():.第 期 李丹等:种观赏竹光合特性和叶绿素荧光特性研究