遮阴对美人蕉光合作用的影响

宿炳林

(山西林业职业技术学院,山西　太原　030009)



遮阴对美人蕉光合作用的影响

宿炳林

(山西林业职业技术学院,山西太原030009)

摘要：笔者以当年生美人蕉为试材，设置了 0%(对照)，35%，55%，75% 4个遮阴处理，进行随机区组试验，3 次重复，研究了不同遮阴条件下美人蕉光合作用的变化规律，以期为园林景观中合理栽培和应用美人蕉提供理论依据。结果表明：对照与 35% 遮阴处理的美人蕉净光合速率表现为双峰曲线变化规律，除12:00 之外，其余时间 35% 遮阴处理与对照之间无显著差异；12:00～16:00 之间的蒸腾速率，35% 遮阴处理高于对照；35%遮阴处理的气孔导度表现出一直降低的变化规律，8:00～16:00 之间均高于对照，其它处理的气孔导度表现为双峰曲线的变化规律；对照胞间 CO2 浓度始终处于最低值，3 个遮阴处理均高于对照。综合分析认为，美人蕉在遮阴35%环境下不会对植株光合作用产生显著影响。关键词： 遮阴； 美人蕉； 净光合速率； 蒸腾速率； 气孔导度； 胞间CO2浓度

美人蕉是重要的城市绿化美化植物，也是夏秋季节重要的观花植物，在城市花坛以及立体景观营造中被广泛应用。在城市园林中，由于建筑物以及高大乔木、立交桥等遮阴物体的存在，使得多数美人蕉并不是在全光照条件下生长。而光合作用是美人蕉合成有机物质、促进植株生长和提高开花数量的前提。所以，明确不同遮阴环境下美人蕉光合作用的变化规律，对于美人蕉在城市绿化中的合理应用具有重要的实践意义。从前人的研究结果来看，美人蕉在不同遮阴环境条件下生长量存在差异，遮阴比例在30%～50%之间时可促进苗高增长，但是植株比较细弱，也有部分植株出现轻微的病害，并未进行深入研究。笔者通过分析遮阴条件下美人蕉光合作用的变化规律，来明确不影响美人蕉光合作用的遮阴比例，为美人蕉在城市园林造景中的合理应用提供理论依据。

1材料与方法

1.1试验材料

试验于2015年7月26日在山西省林木育种研究中心苗圃内进行，试验所选美人蕉为当年栽培植株，定植时间是4月8日，栽培密度为25 cm×30 cm.试验期间保证水分供应，防治病虫害发生。试验地土壤含有有机质9.94 g/kg，碱解氮26.07 mg/kg，速效磷8.76 mg/kg，速效钾50.01 mg/kg，pH值为7.31.

1.2试验设计

于5月25日在苗圃内架设黑色遮阴网，对美人蕉植株进行遮阴处理。共设4个处理：G1全光照处理(对照)，G2遮阴35%，G3遮阴55%，G4遮阴75%.随机区组试验，每组处理90株，3次重复，遮阴时间为2个月。

1.3光合作用的测定

选用CIB-1102便携式光合仪对美人蕉进行光合作用测定，每个重复测定10株，每组处理共计测定30株。随机选择植株，每植株分别选取上、中、下3个部位的3片叶进行测定，取其平均数作为最终试验结果。

1.4数据分析

用Excel 2013制作图表，用DPS软件进行显著性分析。

2结果与分析

2.1遮阴对美人蕉净光合速率的影响

遮阴对美人蕉净光合速率的影响见图1.

图1　遮阴对美人蕉净光合速率的影响

由图1可知，美人蕉在不同遮阴条件下净光合速率的变化规律不同。对照净光合速率呈双峰曲线的变化规律，上午10:00净光合速率最高，其次是下午14:00和16:00；而中午12:00和下午18:00净光合速率较低。G2处理也呈双峰曲线的变化规律，但不明显。G3，G4处理表现出单峰曲线的日变化规律，其中，G3处理净光合速率在12:00时最高，G4处理在上午10:00达到最高值。所有处理净光合速率在18:00时均降到最低值。从不同处理的光合速率上来看，上午8:00～10:00之间，G1，G2处理之间无显著差异，均显著高于G3，G4处理。表明，遮阴35%时并不能显著降低美人蕉上午的净光合速率，当遮阴率达到50%以上时会显著降低美人蕉上午的净光合速率。中午12:00时对照净光合速率最低，G4处理与对照之间无显著差异，均显著低于G2，G3处理，G2与G3处理之间无显著差异。14:00 时G2处理净光合速率最高，较对照高出1.42 μmol/(m2·s)，无显著差异；G3，G4分别比对照低36.43%，46.85%，差异显著。16:00～18:00之间G1处理净光合速率最高，G2处理与对照之间无显著差异。16:00时G3，G4处理均显著低于对照，18:00时仅G4处理显著低于对照。综合分析得出，遮阴35%并不会显著降低美人蕉的净光合速率。

2.2遮阴对美人蕉蒸腾速率的影响

遮阴对美人蕉蒸腾速率的影响见图2.

图2　遮阴对美人蕉蒸腾速率的影响

由图2可知，不同遮阴处理的美人蕉蒸腾速率在不同时间内存在较大差异。从蒸腾速率日变化规律来看，对照和G4处理表现出双峰曲线的变化规律，而G2，G3处理表现出单峰曲线的变化规律。上午8:00，G1处理的蒸腾速率最高，分别比其它3个处理高出0.91 μmol/(m2·s)，1.74 μmol/(m2·s)，2.06 μmol/(m2·s)，差异显著；G2，G3之间无显著差异，G2显著高于G4处理。10：00时各处理的蒸腾速率均达到最高值，其中，G2比对照低0.62 μmol/(m2·s)，无显著差异；G2与G3处理之间无显著差异，G3显著低于对照；G4与G3之间无显著差异，G4显著低于对照和G2处理。12:00时3个遮阴处理的蒸腾速率均高于对照。其中，G2处理的蒸腾速率值最高，比对照高2.53 μmol/(m2·s)，差异显著；G3比G2处理低1.39 μmol/(m2·s)，无显著差异；G4显著低于G2处理，G4与对照之间无显著差异。14:00时G2比对照高0.36 μmol/(m2·s)，无显著差异；G3，G4与对照之间无显著差异，显著低于G2处理。16:00时G2处理蒸腾速率仍处于最高值，与对照之间无显著差异，显著高于G3处理；G4，G3与对照之间无显著差异。18:00时各处理的蒸腾速率均降至最低值。其中，3个遮阴处理之间无显著差异，均显著低于对照。综合分析美人蕉蒸腾速率的变化规律可知，遮阴35%对蒸腾速率影响较小，而遮阴75%会显著降低美人蕉的蒸腾速率。

2.3遮阴对美人蕉气孔导度的影响

遮阴对美人蕉气孔导度的影响见图3.

图3　遮阴对美人蕉气孔导度的影响

由图3可知，不同遮阴处理美人蕉气孔导度日变化规律存在差异。G2处理气孔导度在上午8:00时值最高，随后呈现出一直降低的变化趋势；而其它3个处理匀呈现出双峰曲线变化规律，对照的2个峰值在上午10:00和下午14:00，G3，G4处理的2个峰值分别在中午12:00和下午16:00.从不同处理气孔导度的变化上看，上午8:00时G2处理处于最高值，分别比其它3个处理高100.14 μmol/(m2·s)，153.20 μmol/(m2·s)和135.27 μmol/(m2·s).其中，G2显著高于对照，G4与对照之间无显著差异，G3显著低于对照。上午10:00时G2处理气孔导度显著高于其它3个处理，G3，G4与对照之间无显著差异。12:00时对照气孔导度处于最低值，其它3个遮阴处理均显著高于对照，G2处理处于最高值，G3与G2之间无显著差异；G2显著高于G4处理。14：00时G2处于最高值，比对照高出28.33 μmol/(m2·s)，无显著差异；G2显著高于G3，G4处理；G3比对照低41.70 μmol/(m2·s)，无显著差异；G4显著低于对照。16:00时G3，G2处理气孔导度相近，仅差4.66 μmol/(m2·s)，无显著差异；2个处理均显著高于对照，而G4与对照之间无显著差异。18:00时3个遮阴处理的气孔导度无显著差异，均显著低于对照。从气孔导度变化上看，8:00至16:00之间的G2处理气孔导度始终处于最高值，表明遮阴35%有利于美人蕉气孔导度的增加。

2.4遮阴对美人蕉胞间CO2浓度的影响

遮阴对美人蕉胞间CO2浓度的影响见图4.

图4　遮阴对美人蕉胞间CO2浓度的影响

由图4可知，不同遮阴处理对美人蕉胞间CO2浓度的影响不同，但各遮阴处理在试验期间胞间CO2浓度均高于对照。各处理胞间CO2浓度日变化规律相同，均表现出双峰曲线的变化趋势。上午8:00，G4胞间CO2浓度最高，比对照高出67.69 μmol/(m2·s)，差异显著；G2，G3与对照之间无显著差异。上午10:00时G3比G4处理低19.76 μmol/(m2·s)，无显著差异；G4比G2处理高61.95 μmol/(m2·s)，差异显著；G3与G2之间无显著差异，G3显著高于对照，G2与对照之间无显著差异。12:00时各处理的胞间CO2浓度达到第1个高峰值，其中，G4处理最高，比G3处理高26.10 μmol/(m2·s)，无显著差异；G4显著高于对照和G2处理，G2，G3分别比对照高8.11 μmol/(m2·s)和43.97 μmol/(m2·s)，无显著差异。14:00时3个遮阴处理的胞间CO2浓度无显著差异，其中，G4显著高于对照，而G2，G3与对照之间无显著差异。16:00时对照胞间CO2浓度降低幅度较大，G4分别比G2，G3处理高40.04 μmol/(m2·s)和17.98 μmol/(m2·s)，无显著差异；3个遮阴处理均显著高于对照。18:00时各处理胞间CO2浓度达到第2个高峰值，此时3个遮阴处理胞间CO2浓度无显著差异，G4，G3显著高于对照，G2与对照之间无显著差异。从美人蕉胞间CO2浓度变化规律上看，G2处理虽然高于对照，但是除16:00外均与对照无显著差异。表明，遮阴35%对美人蕉胞间CO2浓度影响较小。

3结论与讨论

1) 美人蕉在全光照条件下，净光合速率日变化呈双峰曲线的变化规律，这与翅荚木、油松净光合速率的日变化规律相似，而这种变化规律是大多数种子植物光合作用的共同特性。但是当外界环境条件发生变化时，光合作用的变化规律也会发生比较显著的变化。从研究结果来看，遮阴条件下美人蕉净光合速率的日变化曲线由双峰曲线转变为单峰曲线，随着遮阴比例增加，这种变化趋势越明显，这与黄顶菊、树莓在遮阴条件下净光合速率的变化趋势相似，表明不同植物在遮阴条件下净光合速率的变化具有相似的规律。从美人蕉净光合速率的变化上来看，遮阴35%对净光合速率影响较小，并且在12：00～14:00间高于全光照处理，在其它时间段与全光照处理无显著差异，而当遮阴比例超过50%时净光合速率显著降低。表明美人蕉遮阴35%不会对其净光合速率产生显著影响。

2) 蒸腾速率变化趋势与净光合速率相似，对照表现出双峰曲线的变化规律，而G2，G3处理表现出单峰曲线的变化规律。从蒸腾速率的变化上来看，G2处理在12:00～16:00之间高于对照，这可能是由于遮阴降低了阳光直射，从而使更多的气孔处于张开状态，有利于蒸腾作用的进行。而对照在12:00蒸腾速率较低，可能与气孔关闭有关。下午18:00各处理光合作用减弱，蒸腾速率也均显著降低，与是否遮阴无显著相关性。

3) 气孔导度是衡量光合作用强弱的重要指标，一般在气孔导度较高的情况下，光合速率也相对较高。从试验结果来看，遮阴35%处理下美人蕉的气孔导度在8:00～16:00始终处于最高值，并且均高于对照，表明在一定遮阴条件下有利于提高美人蕉的气孔导度，这与荔枝在遮阴条件下气孔导度的变化规律相似。当遮阴比例达到75%时，美人蕉的气孔导度会显著降低，证明较强的庇荫环境下不利于美人蕉气孔导度的增加。

4) 胞间CO2浓度的高低在一定程度上可以反映出植物光合能力的强弱，一般光合能力较强的叶片或者植株胞间CO2浓度相对较低，而光合能力比较差的叶片或者植株胞间CO2浓度相对较高。从试验结果来看，遮阴处理的胞间CO2浓度均高于对照，对照始终处于最低值，表明遮阴在一定程度上会使CO2的代谢变慢。综合分析遮阴对美人蕉光合作用的影响得出，遮阴35%处理下美人蕉光合作用受到的影响较小。

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Effect of Shade on Photosynthesis ofCannaindicaL.

Su Binglin

(ShanxiForestryVocationalTechnicalCollege，Taiyuan030009,China)

Abstract：The test studied changes of Canna indica L. photosynthesis under the condition of different shade to provide the theory basis for Canna indica L. reasonable cultivation and application in landscape. One-years old Canna indica L. as materials, which set 4 treatment, the proportion of shade as 0%(CK),35%,55%,75%, randomized block design of experiment, repeating 3 times. The results showed that the net photosynthetic rate showed the hyperbola change which in control and 35% shade treatment, 35% shade treatment had no significant difference with control except 12:00; 35% shading treatment transpiration rate was higher than control when in 12:00～16:00; 35% shading treatment’s stomatal conductance showed reduced by the change and it was higher than control when in 8:00～16:00; other treatment performance for the Shuangfeng curve; the control intercellular CO2 concentration always at a minimum, 3 shading treatments were higher than the control. Comprehensive analysis showed that would not have a significant impact on plant photosynthesis of 35% shade environment on Canna indica L.Key words： Shading; Canna indica; Net photosynthesis; Transpiration rate; Stomatal conductance; Intercellular CO2 concentration

中图分类号：S682.2+2

文献标识码：A

文章编号：1007-726X(2016)01-0026-04

作者简介：宿炳林(1971—)，男，山西忻州人，2003年毕业于北京林业大学，工程师。

收稿日期：2015-10-11