不同光照強度下不同月份辣木光合作用及其相關指標的變化

任安祥，呂曉靜，王羽梅*

（1.韶關學院 英東農業科學與工程學院，廣東 韶關512005；2.武警安徽省總隊合肥市支隊，安徽合肥230000）

不同光照強度下不同月份辣木光合作用及其相關指標的變化

任安祥1，呂曉靜2，王羽梅1*

（1.韶關學院 英東農業科學與工程學院，廣東 韶關512005；2.武警安徽省總隊合肥市支隊，安徽合肥230000）

摘要：測定了廣東韶關5-12月生長的辣木在不同葉室光照強度下的凈光合速率、氣孔導度、胞間CO2濃度和蒸騰速率的變化.當葉室光照強度在1 000～1 500μmol·m-2·s-1之間時，各月份的凈光合速率都達到最高，光照強度過強或過弱，凈光合速率均呈下降趨勢.7-9月份的最大凈光合速率高于其他月份.光照強度在700～2 000μmol·m-2·s-1范圍時，7、8月份的胞間CO2濃度處于較高水平，氣孔導度和蒸騰速率不同月份間的差異均大于不同光照強度下的差異.

關鍵詞：辣木；光照強度；凈光合速率

辣木（Moringa oleifera Lam.）為原產于印度北部亞喜馬拉雅山地帶的辣木科辣木屬多年生小喬木.辣木生長迅速，營養豐富，是一種具較高經濟價值的熱帶植物.近年來，我國南方各地紛紛引種辣木，已在廣東、海南、云南等地引種成功［1］.辣木對土壤條件的適應性強，生長速度快，在廣東生長良好.光是光合作用的能量來源，是葉綠素合成的必要條件，光照強度是影響光合速率及氣孔導度的重要因素之一.每一種植物都有其光飽和點和補償點，在一定范圍內，增加光照強度會使凈光合速率提高，當光照達到一定強度之后，凈光合速率就不再隨著光照強度的增加而增加了，達到了光飽和點.光飽和點、光補償點隨植物種、品種、葉齡、溫度等的不同而變化［2-7］.辣木是一種喜陽樹種，本課題組就不同遮光處理后辣木葉的光合性能的日變化有過報道［8］.關于不同葉室光照強度下的辣木葉片的光合性能未見報道.

1　材料與方法

試驗在廣東韶關學院英東農業科學與工程學院進行.試驗地位于北緯23°5~25°31，東經112°50~ 114°45，年平均氣溫18~21℃，最冷的1月份平均氣溫8~11℃，最熱的7月份平均氣溫28~33℃，年均降雨1 400~1 900 mm，全年無霜期310 d左右.

葉室光照強度的設定：以生長一致的三年生辣木樹為材料，從5月中旬開始，每個月中旬測定1次（具體測定時間視天氣情況略有調整）.試驗采用美國LI-COR公司生產的LI-6400型便攜式光合作用測定儀.測定時選擇晴朗少云的天氣在自然條件下進行.每次選取生長盡可能一致的辣木3株，每株選節位、朝向相同的3片功能葉進行測定，每葉重復測定3次.測定時的葉室溫度設定為25℃，利用光合作用測定儀的人工光源將葉室光照強度分別設定為 0、50、100、200、300、500、800、1 000、1 200、1 500、1 800、2 000、2 200 μmol·m-2·s-1等13個梯度.光合作用測定儀其他條件均相同，CO2流量為500 mol/s.試驗重復三次，分別求得凈光合速率（Pn）、蒸騰速率（Tr）、氣孔導度（Gs）、葉室相對濕度（RHs%）的平均值.測定結果用SPSS l0.0軟件進行統計分析.

2　結果與分析

2.1不同光照強度下不同月份辣木葉片的凈光合速率

葉室光照強度從0~2 200 μmol·m-2·s-1設定13個梯度，對在自然光照強度下生長的露地栽培3年生辣木葉片光合速率進行測定.從5-12月份，每月中旬測定1次.比較了不同月份、不同葉室光照強度下辣木葉片的凈光合速率的變化.結果如圖1所示，當光照強度較弱時，辣木葉片的凈光合速率（Pn）隨著光照強度的增加而增加；當光照強度達到1 200 μmol·m-2·s-1左右時，凈光合速率達到最高；繼續增加光照強度，凈光合速率呈現出下降趨勢.各月份凈光合速率高峰值對應的光照強度略有不同，6月、7月份光照強度在1 000 μmol·m-2·s-1時，5月、8月、9月份在1 200 μmol·m-2·s-1時，10月、11月、12月份在1 800 μmol·m-2·s-1時，凈光合速率達到最大值.不同月份凈光合速率的最大值也不同，8月份最高，7月和9月次之，11和12月最低.結果表明，辣木光合產物積累的最佳光照強度在1 000~1 500 μmol·m-2·s-1之間，光照強度過弱或過強都會降低辣木的凈光合速率，減少光合產物的積累.

圖1　不同光照強度下不同月份的辣木凈光合速率的變化

2.2 不同光照強度下辣木葉片的氣孔導度

從圖2中不同月份、不同葉室光照強度下的辣木氣孔導度的變化可以看出，辣木氣孔導度（Gs）隨葉室光照強度的變化并不大，但不同月份測定的辣木氣孔導度的差異較大.在氣溫較高的6月、7月、8月測定的辣木氣孔導度較低，而在氣溫較低的11月、12月測定的氣孔導度較高.表明瞬間光照強度的變化對辣木氣孔導度的影響不大，而生長環境的氣溫對氣孔導度影響較大，辣木的氣孔導度隨著氣溫的增高而降低.

圖2　不同光照強度下不同月份辣木氣孔導度的變化

2.3不同光照強度下辣木葉片的胞間CO2濃度

從圖3中不同月份測定的不同葉室光照強度下的辣木葉片胞間CO2濃度的變化可以看出，辣木葉片胞間CO2濃度隨著葉室光照強度的不同在不同月份測定變化趨勢不同.在氣溫較高的6月、7月、8月，辣木生長旺盛，葉片胞間CO2濃度在低光照強度下較低.在7、8月份，當光照強度達到700~2 000 μmol·m-2·s-1范圍時，辣木葉片的胞間CO2濃度一直處于較高水平，當光照強度達2 000 μmol·m-2·s-1時，胞間CO2濃度開始下降.其他月份測定的辣木葉片胞間CO2濃度在不同光照強度下的變化幅度不大.

圖3　不同光照強度下不同月份辣木胞間CO2濃度的變化

2.4 不同光照強度下辣木葉片的蒸騰速率

從圖4中不同月份測定的辣木葉片在不同光照強度下的蒸騰速率可以看出，辣木葉片的蒸騰速率在各月份均隨著葉室光照強度的增加呈平緩上升趨勢.不同月份測定的辣木葉片的蒸騰速率差異較大，其中，在氣溫較高的7月、8月份測定的蒸騰速率最高，在氣溫較低的5月、6月份測定的蒸騰速率較低.結果表明，外界氣溫對蒸騰速率的影響比測定時的光照強度更大，在較高溫度下，辣木葉片的蒸騰速率也較高.

圖4　不同光照強度下不同月份辣木蒸騰速率的變化

3　討論

辣木葉片在在不同葉室光照強度（0~2 200 μmol·m-2·s-1）下的凈光合速率不同，當葉室光照強度在1 000~1 500 μmol·m-2·s-1之間時，各月份的光合速率都達到最強，光照強度過強或過弱，凈光合速率均呈下降趨勢.過強的光照強度下光合速率的降低可能和光呼吸的增加有關［9-12］.其中，7-9月份的凈光合速率最高.這些結果表明，辣木葉片的光飽和點隨著氣溫的變化而略有不同，在1 000~1 500 μmol·m-2·s-1之間，達到光飽和點時的最大凈光合速率以氣溫較高時較大.

本實驗是在自然光照下調節光合作用儀的葉室光照強度測定的凈光合速率，所以，外界的自然光也會對測定結果有所影響.特別是設定的葉室光照強度很低時，自然光的影響可能會比較大，不能準確測出辣木光合速率的補償點.今后，有必要在完全黑暗的條件下研究短時間光照強度對辣木葉片光合速率的影響.

本實驗的結果還表明，葉室光照強度對辣木葉片的胞間CO2濃度的影響較明顯，而對氣孔導度和蒸騰速率的影響較小.不同月份間的氣孔導度、胞間CO2濃度和蒸騰速率的差異均大于不同光照強度的差異.這些指標均和氣孔的開度有密切的關系，氣孔開度和氣溫、光照強度都有密切的關系.可以認為，不同月份間的差異主要是因為氣溫的不同造成的，而同一月份的差異主要是由于光照強度的差異造成的.

參考文獻：

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［12］Pastenes C，Horton P.Effect of high temperature on photosynthesis in beans(II.CO2assimilation and metabolite contents)［J］．Plant Physiology,1996,112(3):1253-1260.

（責任編輯：邵曉軍）

中圖分類號：S718.155

文獻標識碼：A

文章編號：1007-5348（2015）06-0044-04

［收稿日期］2015-03-19

［作者簡介］任安祥（1960-），男，內蒙古托克托人，韶關學院英東農業科學與工程學院教授；研究方向：蔬菜栽培及生理.*通訊作者.

Variation of Photosynthesis and Related Indexes in Moringa oleifera Lam. under Different Intensities of Illumination from May to December

REN An-xiang1，LV Xiao-jing2,WANG Yu-mei1*
（1.College of the Yingdong Agricultural Science and Engineering,Shaoguan University,Shaoguan 512005, Guangdong,China;2.Hefei Detachments,Anhui Armed Police Contingent,Hefei 230000,Anhui,China;）

Abstract:The paper studied net photosynthesis rate,stomatal conductance,intercellular CO2concentration and transpiration rate of Moringa oleifera Lam from May to December under different leaf chamber illumination intensities in Shaoguan,Guangdong.The highest net photosynthetic rate obtained under the leaf chamber illumination intensity was from 1 000 to 1 500 μmol·m-2·s-1in every month.And the net photo synthetic rate would show a downward trend when the intensity was either too strong,or too weak.The net photosynthetic rate in July to September was higher than in any other months.The inthercellular CO2concentration arrived a high level when the illumination intensity was at the range of 700~2 000 μmol·m-2·s-1.The variation of stomatal conductance and transpiration rate under different months was higher than the variation under different illumination intensities.

Key words:Moringa oleifera Lam.;illumination intensity;net photosynthetic rate