3种生态型红叶石楠冬季光合特性研究

沈玉英，俞傲博，杨莉莉，楼高健，夏颂禹

（浙江建设职业技术学院 建筑与艺术系，浙江 杭州 311231）

3种生态型红叶石楠冬季光合特性研究

沈玉英，俞傲博*，杨莉莉，楼高健，夏颂禹

（浙江建设职业技术学院 建筑与艺术系，浙江 杭州 311231）

测定了全光照球形、柱形、遮荫球形三种生态型红叶石楠的冬季光合特性，结果表明：红叶石楠的气孔导度、蒸腾速率及蒸腾总量的日变化曲线相似，三种生态型都呈现出12∶00-22∶00时变化平稳，22∶00后逐渐增高，4∶00左右回落，6∶00开始逐渐上升，8∶00-12∶00蒸腾活跃；全光照球形光合效率高、释放氧大于柱形，遮荫球形不能释放氧；红叶石楠适宜种植在没有任何遮荫的全日照条件。

不同生态型；红叶石楠；光合特性

红叶石楠（Photinia×fraseri），蔷薇科石楠属杂交种，常绿灌木或小乔木。因其新梢和新叶在冬春秋三季鲜红色而倍受人们喜爱，目前在园林中广泛应用。不同高矮的绿篱、球形等生态型的应用较为常见，柱型近几年在行道树的应用中有少量推出。对红叶石楠在生物学特性及栽培技术[1]、组织培养[2～3]等方面的研究已经有相关报道。关于红叶石楠的光合特性，樊惠敏等[4]研究了石楠与红叶石楠的光合特性，郭丽等[5]研究了三个红叶石楠品种的光合特性，化香平等[6]研究了春末红花檵木与红叶石楠光合特性差异，结果表明，红叶石楠的净光合速率日变化呈双峰曲线，蒸腾速率日变化呈单峰曲线，出现光合午休现象，并认为红叶石楠在光照强的情况下叶色表现红而亮。但不同生态型红叶石楠在冬季的光合特性的研究尚未见报道。本文就柱型、圆球形不同生态型红叶石楠在冬季的光合特性日变化开展研究，探讨红叶石楠在冬季生长的表现，以指导红叶石楠的栽培管理及不同生态型红叶石楠的生态应用。

1 材料与方法

1.1 材料

试验地点设在浙江建设职业技术学院校园，土壤为围垦沙质土，pH7.5。选择生长正常的全光照柱形、全光照球形和遮荫球形三种生态型的8年生红叶石楠树，品种为“红罗宾”。晚上路灯开启。测定时间为2013年1 月13日，雪后晴天。

1.2 方法

每种生态型选择生长基本一致的3株树，在每株树冠四周外围的东南西北方向及顶部中央各取2张成熟功能叶片，共30张叶片。采用上海生产的S-110光合测定仪，24 h内从8∶00开始，每隔2 h测定叶片的净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、胞间CO2浓度（Ci）、气孔导度（Gs）。根据净光合速率和蒸腾速率计算红叶石楠的水分利用率（WUE = 净光合速率/蒸腾速率）。植物固碳量的计算[7]，单位面积叶片日固定CO2质量，即：单位为g·m-2·d-1，其中P为植物测定日的净同化量。植物蒸腾总量E：

单位为 mol·m-2·s-1，ei为初测点的瞬时蒸腾作用速率，ei+1为下一测点的瞬时蒸腾作用速率，单位为mmol·m-2·s-1，ti为初测点的测试时间，ti+1为下一测点的测试时间，单位为h[7]。

2 结果与分析

2.1 净光合速率日变化

由图1可见，全光照球形、遮荫球形和柱形三种不同生态型的红叶石楠的净光合速率24 h日变化曲线都呈双峰曲线，但高峰值和低峰值出现的时间有错落。高峰值出现的时间，第一高峰三种生态型都出现在12∶00，次高峰全光照球形在24∶00，遮荫球形在2∶00，柱形在6∶00。低峰值出现的时间，第一低峰全光照球形在22∶00，遮荫球形在20∶00，柱形在18∶00；第二低峰三种生态型都出现在4∶00。

高峰值与低峰值的差值高低反映出净光合速率日变化的幅度大小。第一高峰与第一低峰的差值大小为全光照球形最大，其次为柱形，遮荫球形最低，全光照球形极显著高于柱形和遮荫球形，柱形和遮荫球形差异不明显。第二高峰与第二低峰的差值，三种生态型间差异不显著（表 1）。说明全光照球形的净光合速率日变化的幅度大于其他两种生态型，且主要在于第一高峰和第一低峰间的变化。

2.2 胞间二氧化碳浓度日变化

由图2显示，全光照球形在6∶00胞间二氧化碳浓度最高，20∶00遮荫球形和柱形红叶石楠的胞间二氧化碳浓度最高，而此时的净光合速率相对较低。2.3 气孔导度日变化

图1 红叶石楠净光合速率日变化Figure 1 Diurnal variation of net photosynthetic rate of tested trees

由图3显示，三种生态型的气孔导度在10∶00都最高；次高峰全光照球形和遮荫球形在2∶00，柱形在4∶00；12∶00 -22∶00较弱。气孔导度是指示植物气孔传导二氧化碳和水汽的能力，说明红叶石楠气孔传导二氧化碳和水汽的能力在12∶00-22∶00较弱，2∶00-4∶00开始加强，10∶00最强，为促进红叶石楠进行良好光合作用作好准备。

表1 红叶石楠净光合速率高峰与低峰差值Table 1 Difference of net photosynthetic rate of tested trees

2.4 蒸腾速率日变化

由图 4可见，红叶石楠的蒸腾速率日变化曲线呈现双峰曲线，双峰值出现时间三种生态型都分别为 10∶00 和2∶00，10∶00的峰值最高。

图4 红叶石楠蒸腾速率日变化Figure 4 Diurnal variation of transpiration rate of tested trees

2.5 水分利用率

由图5显示，红叶石楠水分利用率最高为12∶00，最低为全光照球形和柱形出现在22∶00，而遮荫球形稍早于全光照球形和柱形出现在20∶00。这与光合速率变化相吻合。

2.6 植物固碳量

由表2显示，红叶石楠固碳量的日变化，全光照球形和柱形在12∶00最高，遮荫球形在14∶00最高。全光照球形在12∶00 -18∶00、柱形在10∶00-16∶00固碳量为正值，其余为负值，遮荫球形固碳量全天均为负值。这一结果显示红叶石楠固碳量与光照相关。

表2 红叶石楠固碳量日变化Table 2 Diurnal variation of fixed carbon content of tested trees

图6 红叶石楠蒸腾总量日变化Figure 6 Diurnal variation of transpiration of tested trees

2.7 植物蒸腾总量

由图6显示，植物蒸腾总量，遮荫球形和柱形在8∶00最高，而全光照球形10∶00最高。

3 结论

（1）红叶石楠的气孔导度、蒸腾速率及蒸腾总量的日变化曲线相似，三种生态型都呈现出12∶00至22∶00变化平稳，22∶00后逐渐增高，4∶00左右回落，6∶00开始逐渐上升，8∶00-12∶00蒸腾活跃。

（2）就光合速率而言，全光照球形主高峰与低峰差值为正值，其余为负值，说明全光照球形光合效率高。

（3）据植物固碳量，全光照球形固碳时间最长，其次为柱形，而遮荫球形固碳量为负值，可见全光照球形的释放氧大于柱形，遮荫球形不能释放氧。

（4）测量的全光照球形没有任何遮荫，全方位接受光照，柱形红叶石楠栽植间距为3 m，遮荫球形生长在乔木的严重遮荫下，由此可以推断，红叶石楠适宜种植在没有任何遮荫的全日照条件，才能充分表现出其生长及对环境的功能，柱形红叶石楠宜适当加大株距以获取充分光照，建议保持株距为4 ～ 5 m，红叶石楠不能种在遮荫条件下。

[1] 唐梅. 红叶石楠生物学特性及栽培技术[J]. 现代农业科技，2011（18）：236, 238.

[2] 黄美娟，黄海泉，连芳清，等. E物质对红叶石楠“红罗宾”组培苗生根及相关苗活性的影响[J]. 云南农业大学学报，2006，21（3）：297-302.

[3] 吉训英. 红叶石楠的组培扩繁及驯化移栽技术[J]. 上海农业科技，2006（1）：26-28.

[4] 樊慧敏，赵志军，贾春波，等. 石楠与红叶石楠光合特性的比较[J]. 浙江农业学报，2009，21（5）：468-471.

[5] 郭丽，刘坤，张栋，等. 三个红叶石楠品种光合特性的比较研究[J]. 安徽师范大学学报（自然科学版），2010，33（4）：371-374.

[6] 化香平，姜卫兵，韩键，等. 南京地区春末红花继木和红叶石楠光合特性差异[J]. 江苏农业科学，2011，39（5）：219-221.

[7] 岳莉然，岳桦. 2种多肉植物在室内环境中的光合和蒸腾特性研究[J]. 安徽农业科学，2012，40（21）：10 778-10 780, 10 949.

Experiment on Photosynthetic Characteristics of Photinia × fraseri ‘Red Robin’ with Different Shapes in Winter

SHEN Yu-ying，YU Ao-bo*，YANG Li-li，LOU Gao-jian，XIA Song-yu
（Department of architecture and art, Zhejiang College of Construction, Hangzhou 311231, China）

∶Determination was made on photosynthetic characteristics of 8-year Photinia×fraseri ‘Red Robin’ with full exposure spherical and cylindrical shape, shading spherical in 2013. The result showed that diurnal variation of stomatal conductance had same curve of that of transpiration rate and transpiration of tested trees. Full exposure spherical tree had the highest photosynthetic efficiency and oxygen release. The result also demonstrated that shading spherical tree could not release oxygen. It concluded that P.×fraseri ‘Red Robin’ grows well under full exposure.

∶shape; Photinia×fraseri ‘Red Robin’; photosynthetic characteristics

S718.45

B

1001-3776（2015）01-0076-04

2014-10-14；

2014-12-21

浙江省建设厅项目（09Z10）；2013院级项目“不同生态型红叶石楠光合特性与应用研究”（30201A4）

沈玉英（1964-），女，浙江嘉兴人，教授，博士，从事植物生理生化、分子生物学、植物应用研究；*通讯作者。