光照對大葉鐵線蓮等3種植物生理變化的影響

潘杰,趙麗,李濱勝

(黑龍江省森林植物園,黑龍江 哈爾濱150040)

目前,地被植物在園林綠化中的應用已越來越廣泛,取代了種草單一綠化模式。不同的綠地環境,光照條件也不同,在綠化選擇材料配置時,就要掌握植物的耐陰、陽性。因此,植物耐陰性的研究在園林建設中具有十分重要的意義。本試驗旨在通過對園林綠化常用的大葉鐵線蓮等3種地被植物在不同遮陰條件下葉綠素含量、a/b值光補償點、光飽和點等生理指標變化情況的研究,分析大葉鐵線蓮等三種植物對不同光照的生理生態反應,以期為地被植物的合理應用提供一定的理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗材料為黑龍江省森林植物園引種栽培的大葉鐵線蓮、細葉景天和堪察加景天。

1.2 方法

1.2.1 實驗設計 試驗地設在黑龍江省森林植物園引種馴化圃,每塊樣地為寬1.2 m、長3 m。試驗采用人工遮陰的方法分別設置透光率100% 、50% 和25% 三個處理,每個處理3次重復,共計27塊樣地。

1.2.2 葉綠素a、葉綠素b含量測定 采用丙酮-乙醇浸提分光光度法,根據以下公式計算其含量。

葉綠素a=13.954 A665nm-6.884 A649nm

葉綠素b=25.964 A649nm-7.32 A665nm

葉綠素總含量=葉綠素a+葉綠素b

1.2.3 光補償點、光飽和點、凈光合速率測定 用美國Li-COR公司的Li-6400便攜式光合作用分析系統,在人工光強分別是1 500、1 000、500、100(μmol m-2s-1),測定葉片各氣體交換系數,測定在8:00—11:00完成。

2 結果與分析

2.1 不同光照條件對地被植物葉綠素含量的影響

植物葉綠素最重要的性質是能選擇地吸收光,葉綠素中的兩個主要成分葉綠素a、葉綠素b有不同的吸收光譜,葉綠素a在紅光部分的吸收帶偏向長波方向,而葉綠素b在藍紫光部分吸收帶較寬。一般來說陽性植物的a/b值是3,但也有人認為在2.3左右;陰性植物的葉綠素b含量較陽性植物高,葉綠素b的含量相對提高使陰生植物能強烈地利用藍紫光,適應于遮陰處生長,這是植物界適應生態環境的完善形式。不同植物在低光強下的生長調節能力不同,葉綠素適應范圍也不同。

隨著光照強度的遞減,大葉鐵線蓮、細葉景天葉綠素a、葉綠素b、葉綠素總量呈先增加而后降低的變化,而堪察加景天各項指標呈逐步下降變化,在透光率50% 時,大葉鐵線蓮、細葉景天各項指標最高,表明適度遮陰處理后,葉綠素含量增加,有利于2種地被植物在弱光下提高捕光能力,更有效吸收光能,從而提高光合作用效率。

隨著光照強度的遞減,大葉鐵線蓮的a/b值先上升而后降低,細葉景天的葉綠素a/b值逐漸增加,堪察加景天的葉綠素a/b值在較小范圍內波動,但3種地被植物經不同光照處理其a/b值都較小,且均小于3。

2.2 不同光照條件地被植物光補償點、光飽和點、凈光合速率的變化

植物光補償點與光飽和點的高低直接反映了植物對弱光的利用能力強弱,是植物耐陰性的主要指標。通常人們認為,植物的光補償點越低對弱光的利用能力越強,有利于其同化物的積累;光補償點高則表明其不適于陰處生長;而最大凈光合速率是指植物在飽和光強下葉片的凈光合速率,體現了植物對有機物質積累的最大能力。3種地被植物光補償點、最大凈光合速率均隨透光率的降低而降低。

3 討論與結論

植物耐陰性機理是指在遮陰條件下植物一方面通過增強吸收低光量子密度的能量,提高光能利用效率,使之高效地轉化為化學能;另一方面通過降低用于呼吸及維持其生長的能量消耗,使光合作用同化的能量以最大的比例貯存于光合作用組織中,來適應低光量子密度環境,維持其正常的生存生長[3]。

葉綠素是捕獲光能的物質基礎,遮陰條件下其含量增加和a/b下降不僅有利于光能的捕獲和吸收,而且有利于對弱光的利用,是耐陰植物的典型特征[4]。有研究表明,一些植物遮陰后在短期內葉綠素含量會增加,認為是光照減弱后對葉綠素合成有促進作用,避免了強光對葉綠素的破壞。本研究適度遮陰處理顯著提高了大葉鐵線蓮、細葉景天的葉綠素含量,特別是葉綠素b的含量。而葉綠素a/b的值小于3,說明遮陰可提高這兩種地被植物對光能的捕獲和吸收能力,這與劉衛琴、李長纓[7.8]的研究結果相一致。而堪察加景天在全光下生長最好。

由于遮陰,3種地被植物的光補償點下降,光飽和點上升,這是植物對弱光的一種適應性變化。表明3種地被植物可以忍耐適當的遮陰環境。而凈光合速率的下降,可能是由于遮陰使光合作用的能量來源減少,光合有效輻射減少造成的。

通過對3種地被植物遮陰后的生理指標研究,結合性狀觀測,發現3種地被植物均可以適應一定的弱光環境,并在弱光下進行正常的光合作用。其中對大葉鐵線蓮、細葉景天的適度遮陰有利于生長,而堪察加景天全光生長最好。

參考文獻:

[1]王雁.14種地被植物光能利用特性及耐陰性比較[J].浙江林學院學報,2005,22(1):6-11

[2]安鋒,林位夫.植物耐陰性研究的意義與現狀[J].熱帶農業科學,2005,25(2):68-72

[3]王凱,朱教軍,于立忠,等.遮陰對黃波羅幼苗的光合特性及光能利用效率的影響[J].植物生態學報,2009,33(5):1003-1012

[4]繳麗莉,路丙社,周如久,等.遮光對青榨槭光合速率及葉綠素熒光參數的影響[J].園藝學報,2007,34(1):173-177

[5]劉衛琴,汪良駒,劉輝,等.遮陰對豐香草莓光合作用及葉綠素熒光特性的影響[J].果樹學報,2006,23(2):209-214

[6]李長纓,朱其杰.光強對黃瓜光合特性及亞適溫下生長的影響[J].園藝學報,1997,24(1):97-102