多花黄精的光合特性日变化规律探析

袁名安，蒙世岛，吴梅，祝泽刚

（浙江省金华市农业科学研究院，浙江金华 321017）

多花黄精的光合特性日变化规律探析

袁名安，蒙世岛，吴梅，祝泽刚

（浙江省金华市农业科学研究院，浙江金华 321017）

[目的]为进一步提升多花黄精优质高产栽培技术提供理论依据。[方法]采用LI-6400型便携式光合仪，对2层遮阴网环境下的多花黄精光合特性日变化进行研究。[结果]多花黄精的净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）日变化曲线为“双峰”型，存在午休现象，峰值分别出现在11：00和16： 00；多花黄精净光合速率与气孔导度呈极显著正相关，与蒸腾速率呈显著正相关。[结论]大气光量子密度是影响多花黄精净光合速率的主要环境因子。

黄精；光合特性；日变化

多花黄精（Polygonatum cyrtonemaHua.）为多年生草本阴性植物，系百合科黄精属药用植物，以其根茎入药，具有补气润肺、养阴生津、益肾补脾、延缓衰老及降血压、血糖、血脂等滋补保健作用。近年来，随着黄精在药用、食用、观赏等方面的应用范围逐步拓展，市场对黄精的需求量不断增大，导致野生黄精资源日益匮乏，迫切需要大规模开展人工栽培。

多花黄精喜温暖湿润环境，目前对黄精的研究主要集中在药理、有效成分和组织培养技术等方面，对其育种、栽培方面的研究非常薄弱，现有粗放的林下种植模式已不适应黄精的人工栽培发展。为探索多花黄精在遮阴环境下的光合特性日变化规律，笔者通过人工遮阴进行多花黄精光合特性的初步研究，旨在为进一步提升多花黄精优质高产栽培技术提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 供试黄精苗。2012年4月30日取多花黄精根茎4～8 cm（3个节）于试验小区育苗，模拟自然生长条件对试验区域上方约150 cm处架设2层遮阴网（遮阳率约50%）进行遮阴。苗期施复合肥，生长期间按需灌水并及时除草，控制病虫害。

1.1.2 仪器。LI-6400便携式光合作用测定系统（美国LI-COR公司）。

1.2 方法

2013年4月11日至5月11日，选择晴朗少云的天气测定光合作用日变化指标值。每个处理选取生长一致、节位相同（倒三叶）的3片功能叶进行测定。7：00—18：00每隔1 h测定1次，记录黄精的净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、胞间CO2浓度（Ci）和气孔导度（Gs）等参数，所得数据贮存在光合测定系统。

2 结果与分析

2.1 环境生态因子的日变化

2.1.1 光量子密度（PFD）。由图1可知，7：00-18：00，PFD的2个峰出现在11：00和15：00前后，在13：00出现了低谷，是因为当时云层的影响；在PFD的2个峰出现的时间段内PFD的差异也最大。

图1 光量子密度的日变化

2.1.2 相对湿度（RH）。由图2可知，RH日变化在7：00和18：00相差不多。空气中相对湿度从7：00到11：00一直有下降的趋势，而在12：00突然上升形成一个高峰；之后14：00—18：00形成一个上升的趋势。

图2 相对湿度的日变化

2.1.3 气温（Tem）。由图3可知，Tem日变化基本一致，表现为缓慢上升后下降的趋势，差别不是很明显。Tem在12：00呈现出一个低谷的状态。

图3 气温的日变化

2.1.4 CO2浓度。由图4可知，空气中CO2浓度没有明显区别，9：00—13：00迅速下降，13：00降至最低水平，13：00—15：00略有上升，15：00之后开始迅速上升，到18：00基本与8：00时的CO2水平持平。

图4 空气中CO2浓度的日变化

2.2 多花黄精生理因子的日变化分析

2.2.1 Pn。由图5可知，黄精的Pn随着时间的进程表现为“双峰型”的变化趋势，存在午休现象。其Pn平均值为3.06 μmol/（m2·s），Pn值从日出开始上升，至11：00达到最大值，之后出现午休现象，于14：00大幅度下降，16：00 Pn出现小峰。

图5 黄精净光合速率的日变化

2.2.2 Gs日变化。由图6可知，多花黄精Gs日变化总趋势均为日出后升高，10：00过后逐渐下降。Gs日变化呈双峰型，峰值分别出现在10：00、16：00。比较Pn日变化曲线发现，Gs与Pn日变化总的趋势一致，但Gs出现峰值的时间早于Pn。

图6 气孔导度的日变化

2.2.3 Ci。由图7可知，多花黄精叶片的Ci从早晨到中午呈逐渐下降趋势，从中午到傍晚逐渐上升，但幅度均很小。而且Ci在14：00呈现出一个高峰的状态。

图7 胞间CO2浓度的日变化

2.2.4 Tr。由图8可知，多花黄精的Tr呈现“三峰”型，在11：00出现最高峰，之后在12：00左右因为云层影响达到一个低谷，随着云层消散在14：00达到第2峰，之后下降，然后在16：00上升至第3峰。

图8 蒸腾速率的日变化

2.2.5 叶面温度。由图9可知，遮阴、光照处理的黄精叶面温度均呈“双峰”型，叶温2个峰点均出现在11：00及15：00，但点与点之间上升或下降幅度都不是很大。将叶温与气温日变化曲线图比较，发现叶温与气温的变化较一致。

图9 叶温的日变化

2.3 Pn及影响因素的分析

由表1可知，多花黄精各生理生态因子中，Pn与Tr、Gs、PFD和Tem都呈显著正相关，而且Pn值与Gs达到极显著正相关，说明此时Pn值受气孔导度的影响最大；其次是PFD对Pn的影响力，Tem、RH、Ci与Pn没有显著相关性。Tr与Gs、PFD、Tem、RH呈显著正相关，而且Tr的值与PFD和Gs达到极显著正相关。Ci、PFD、Tem、RH与Gs未呈显著相关，Tem、PFD与Ci呈显著负相关，而且Ci值与Tem达到极显著负相关，Ci与RH未呈显著相关。PFD与Tem呈显著正相关，与RH呈显著负相关。RH和Tem都呈显著负相关，而且RH值与Tem达到极显著负相关。综上可知，Gs对Pn的影响最大，Tem、RH和Ci对净光合速率影响不是很大。

表1 Pn、Tr及其内外影响因子的相关性分析

3 结论与讨论

（1）午休现象是指夏季晴天，许多植物的光合速率在中午降低的现象，其原因主要是强光、高温、低湿和土壤干旱等环境条件引起的气孔部分关闭和光暗呼吸加强或（和）光合作用光抑制的发生“午睡”现象的发生。欧亚丽等对黄精光合特性日变化进行研究后发现，在5月份黄精Pn日变化曲线呈双峰型，有午休现象。该研究结果也表明，多花黄精Pn随着时间的进程表现为“双峰型”的变化趋势。相关性分析结果表明，Pn与PFD显著正相关，说明中午多花黄精Pn的下降是由于PFD降低引起的；同时Pn与气孔导度呈极显著正相关，说明气孔因子是多花黄精Pn的主要限制因子。

（2）植物通过蒸腾作用运输矿物质、调节叶面温度、供应光合作用所需要的水分等，与植物Pn关系密切。Tr在11：00出现最高峰，之后在12：00左右因为云层影响达到一个低谷，随着云层消散在14：00达到第2峰；Pn与Tr呈显著正相关。比较发现，Tr、Gs、Tem及PFD的变化较一致，与空气RH显著负相关。综上可知，当生态因子中RH下降时，对应着空气的Tem升高和PFD增大，从而影响到生理因子中的Gs增大，同时也提高了蒸腾速率，最终使得Pn增加。

[1]国家药典委员会.中华人民共和国药典：一部[M].北京：化学工业出版社，2005：232.

[2]张贵军.现代实用中药鉴别技术[M].北京：人民卫生出版社，2000： 697.

[3]谈恒山，杨毓华.黄精多糖的免疫激发作用[J].中草药，1989，20（11）：36.

[4]李岩，孙文娟.黄精粗多糖对环磷酰胺所致小鼠白细胞减少的对抗作用[J].吉林中医药，1996，16（2）：38.

[5]李莺，赵兵，陈克克，等．黄精的研究进展[J]．中国野生植物资源．2012，31（1）：9～13．

[6]王红玲，张渝候，洪艳，等.黄精多糖对小鼠血糖水平的影响及机理探讨[J].儿科药学杂志，2002，8（1）：14-l5

[7]李友元，吴荣，肖洒.黄精多糖调脂作用的试验研究[J].中国新药杂志，2003，12（2）：108-110

[8]苏伟，赵利，刘建涛，等.黄精多糖抑菌及抗氧化性能研究[J].食品科学，2007，28（8）：55-57

[9]陈晔，孙晓生.黄精的药理研究进展[J].中药新药与临床药理，2010，（3）：120-122

[13]郑虎占，董泽宏，佘靖等.中药现代研究与应用（第5卷）[M].北京：学苑出版社，1998.

[14]赵磊，杨延杰，林多.光照强度对蒲公英光合特性及品质的影响[J].园艺学报，2007，34（6）：1555-1558.

[15]王少敏，王家喜，高辉远.黑暗脱水对金太阳杏离体叶片PSⅠ和PSⅡ功能的影响[J].园艺学报，2008，35（1）：1-6.

[16]SCHREIBERU，BILGERW，NEUBAUERC.Chlorophyll fluorescenceas anon-intrusive indicator for rapid assessment of in vivo photosynthesis[C]//EcophysiologyofPhotosynthesis.Berlin：Spinger Verlag，1994：49-70.

[17]刘振威，孙丽，李新峥.不同南瓜品种苗期净光合速率与其影响因子的相关性[J].贵州农业科学，2011，39（1）：87-89.

[18]张昆，万勇善，刘风珍.苗期弱光对花生光合特性的影响[J].中国农业科学.2010，43（1）：65-71.

[19]钟赞华，谢志南，张雪芹，等.遮光对三角梅插穗生根及光合作用的影响[J].安徽农业科学，2010，30：16748-16750.

[20]欧亚丽，李磊.遮阴对黄精光合特性和蒸腾速率的影响[J].安徽农业科学，2008，36（24）：10326-10327，10331

[21]许大全.光合作用的“午睡”现象[J].植物生理学通讯，1997（6）：466-467.

（责任编辑 张杨林）

Study on Daily Variation of Polygonatum cyrtonema Hua. Photosynthesis Character

YUAN Ming-anet al.(Jinhua Academy of Agricultural Sciences,Jinhua,Zhejiang 321017)

[Objective]The aim was to provide a theoretical basis for further enhancing cultivation techniques ofPolygonatum cyrtonemaHua..[Method]Portable photosynthesis apparatus(LI-6400)was used to measure the daily variation ofPolygonatum cyrtonemaHua.photosynthesis character under the condition of two layers of shade mesh.[Result]The results showed that the daily variation curve ofPolygonatum cyrtonemaHua’s net photosynthetic rate and stomatal conductance had two peaks.There was a obviously positive correlation betweenPolygonatum cyrtonemaHua’s net photosynthetic rate and stomatal conductance and the same as transpiration rate.[Conclusion]The density of air light quantum was a major environmental factor which influenced thePolygonatum cyrtonemaHua’s net photosynthetic rate.

Polygonatum cyrtonemaHua;Photosynthesis character;Daily variation

S567

A

2095-0896（2014）12-005-04

袁名安（1983-），男，湖南新化人，硕士，从事功能性作物资源发掘、遗传改良与高效利用技术研究。

2014-12-06