光照对大叶铁线莲等3种植物生理变化的影响

潘杰,赵丽,李滨胜

(黑龙江省森林植物园,黑龙江 哈尔滨150040)

目前,地被植物在园林绿化中的应用已越来越广泛,取代了种草单一绿化模式。不同的绿地环境,光照条件也不同,在绿化选择材料配置时,就要掌握植物的耐阴、阳性。因此,植物耐阴性的研究在园林建设中具有十分重要的意义。本试验旨在通过对园林绿化常用的大叶铁线莲等3种地被植物在不同遮阴条件下叶绿素含量、a/b值光补偿点、光饱和点等生理指标变化情况的研究,分析大叶铁线莲等三种植物对不同光照的生理生态反应,以期为地被植物的合理应用提供一定的理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

试验材料为黑龙江省森林植物园引种栽培的大叶铁线莲、细叶景天和堪察加景天。

1.2 方法

1.2.1 实验设计 试验地设在黑龙江省森林植物园引种驯化圃,每块样地为宽1.2 m、长3 m。试验采用人工遮阴的方法分别设置透光率100% 、50% 和25% 三个处理,每个处理3次重复,共计27块样地。

1.2.2 叶绿素a、叶绿素b含量测定 采用丙酮-乙醇浸提分光光度法,根据以下公式计算其含量。

叶绿素a=13.954 A665nm-6.884 A649nm

叶绿素b=25.964 A649nm-7.32 A665nm

叶绿素总含量=叶绿素a+叶绿素b

1.2.3 光补偿点、光饱和点、净光合速率测定 用美国Li-COR公司的Li-6400便携式光合作用分析系统,在人工光强分别是1 500、1 000、500、100(μmol m-2s-1),测定叶片各气体交换系数,测定在8:00—11:00完成。

2 结果与分析

2.1 不同光照条件对地被植物叶绿素含量的影响

植物叶绿素最重要的性质是能选择地吸收光,叶绿素中的两个主要成分叶绿素a、叶绿素b有不同的吸收光谱,叶绿素a在红光部分的吸收带偏向长波方向,而叶绿素b在蓝紫光部分吸收带较宽。一般来说阳性植物的a/b值是3,但也有人认为在2.3左右;阴性植物的叶绿素b含量较阳性植物高,叶绿素b的含量相对提高使阴生植物能强烈地利用蓝紫光,适应于遮阴处生长,这是植物界适应生态环境的完善形式。不同植物在低光强下的生长调节能力不同,叶绿素适应范围也不同。

随着光照强度的递减,大叶铁线莲、细叶景天叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量呈先增加而后降低的变化,而堪察加景天各项指标呈逐步下降变化,在透光率50% 时,大叶铁线莲、细叶景天各项指标最高,表明适度遮阴处理后,叶绿素含量增加,有利于2种地被植物在弱光下提高捕光能力,更有效吸收光能,从而提高光合作用效率。

随着光照强度的递减,大叶铁线莲的a/b值先上升而后降低,细叶景天的叶绿素a/b值逐渐增加,堪察加景天的叶绿素a/b值在较小范围内波动,但3种地被植物经不同光照处理其a/b值都较小,且均小于3。

2.2 不同光照条件地被植物光补偿点、光饱和点、净光合速率的变化

植物光补偿点与光饱和点的高低直接反映了植物对弱光的利用能力强弱,是植物耐阴性的主要指标。通常人们认为,植物的光补偿点越低对弱光的利用能力越强,有利于其同化物的积累;光补偿点高则表明其不适于阴处生长;而最大净光合速率是指植物在饱和光强下叶片的净光合速率,体现了植物对有机物质积累的最大能力。3种地被植物光补偿点、最大净光合速率均随透光率的降低而降低。

3 讨论与结论

植物耐阴性机理是指在遮阴条件下植物一方面通过增强吸收低光量子密度的能量,提高光能利用效率,使之高效地转化为化学能;另一方面通过降低用于呼吸及维持其生长的能量消耗,使光合作用同化的能量以最大的比例贮存于光合作用组织中,来适应低光量子密度环境,维持其正常的生存生长[3]。

叶绿素是捕获光能的物质基础,遮阴条件下其含量增加和a/b下降不仅有利于光能的捕获和吸收,而且有利于对弱光的利用,是耐阴植物的典型特征[4]。有研究表明,一些植物遮阴后在短期内叶绿素含量会增加,认为是光照减弱后对叶绿素合成有促进作用,避免了强光对叶绿素的破坏。本研究适度遮阴处理显著提高了大叶铁线莲、细叶景天的叶绿素含量,特别是叶绿素b的含量。而叶绿素a/b的值小于3,说明遮阴可提高这两种地被植物对光能的捕获和吸收能力,这与刘卫琴、李长缨[7.8]的研究结果相一致。而堪察加景天在全光下生长最好。

由于遮阴,3种地被植物的光补偿点下降,光饱和点上升,这是植物对弱光的一种适应性变化。表明3种地被植物可以忍耐适当的遮阴环境。而净光合速率的下降,可能是由于遮阴使光合作用的能量来源减少,光合有效辐射减少造成的。

通过对3种地被植物遮阴后的生理指标研究,结合性状观测,发现3种地被植物均可以适应一定的弱光环境,并在弱光下进行正常的光合作用。其中对大叶铁线莲、细叶景天的适度遮阴有利于生长,而堪察加景天全光生长最好。

参考文献:

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[3]王凯,朱教军,于立忠,等.遮阴对黄波罗幼苗的光合特性及光能利用效率的影响[J].植物生态学报,2009,33(5):1003-1012

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[6]李长缨,朱其杰.光强对黄瓜光合特性及亚适温下生长的影响[J].园艺学报,1997,24(1):97-102