多云天氣下束花石斛與鐵皮石斛的光合日變化

楊平飛，曾慶鴻，韓 雪，吳明開*

(1.貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 現(xiàn)代中藥材研究所，貴州 貴陽 550006；2.貴州省農(nóng)業(yè)生物技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，貴州 貴陽 550006；3.貴州省農(nóng)業(yè)科技發(fā)展中心，貴州 貴陽 550001)

束花石斛(Dendrobiumchrysanthum)和鐵皮石斛(Dendrobiumofficinale)均為蘭科石斛屬多年生藥用植物，具有滋陰清熱的功效，用于陰傷津虧，口干煩渴，食少干嘔，目暗不明，提高人體免疫功能、防治腫瘤和延年益壽等功效[1-2]。石斛野生資源被采挖殆盡，被國家列為重點(diǎn)保護(hù)藥用植物，野生種變?cè)耘喾N是比有效的保護(hù)瀕危資源手段，人工栽培設(shè)施栽培、附樹栽培技術(shù)比較成熟，附石栽培尤其喀斯特原生境石灰?guī)r巖面栽培發(fā)展尚不成熟[3-4]。貴州省黔西南典型石漠化山地已栽種近10年的附石栽培石斛基地，開展束花石斛和鐵皮石斛光合特性比較研究，以期闡明2種石斛在喀斯特逆境下生長發(fā)育對(duì)環(huán)境的依存性。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)所用材料束花石斛(sh)和鐵皮石斛(tp)均為人工附石栽培3年，以“苔蘚-石斛-?！蹦Ｊ椒N植，搭遮陰網(wǎng)為60%。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2020年5月29日，試驗(yàn)于安龍縣德臥鎮(zhèn)仙草谷開展，試驗(yàn)隨機(jī)選擇6株生長狀況良好的束花石斛和鐵皮石斛，每株3個(gè)葉片，葉面朝向較為一致的葉片進(jìn)行觀測(cè)，每個(gè)葉片重復(fù)觀測(cè)5次。觀測(cè)時(shí)間為全天，每2 h觀測(cè)1次。觀測(cè)時(shí)段大部分時(shí)間為多云陰天天氣。

1.3 測(cè)定指標(biāo)

光合指標(biāo)采用Li-6400光合儀測(cè)定凈光合速率(Pn)、蒸騰速率(Tr)、氣孔導(dǎo)度(Gs)和胞間CO2濃度(Ci)4個(gè)光合指標(biāo)。

2 結(jié)果與分析

2.1 凈光合速率

由圖1可見，在觀測(cè)當(dāng)天，束花石斛的凈光合速率呈雙峰的日變化特征，鐵皮石斛的凈光合速率呈單峰的日變化特征。束花石斛的峰值出現(xiàn)在12:00和14:00，分別為0.569 4 μmol/(m2·s)和0.487 9 μmol/(m2·s)；最低值出現(xiàn)在凌晨2:00，為-1.934 3 μmol/(m2·s)；從4:00—12:00凈光合速率呈上升趨勢(shì)，在14:00出現(xiàn)午休現(xiàn)象，16:00之后凈光合速率呈下降趨勢(shì)至0:00，此時(shí)的凈光合速率為-1.782 3 μmol/(m2·s)。鐵皮石斛的峰值出現(xiàn)在10:00，為0.318 1 μmol/(m2·s)，凈光合速率此時(shí)段較為強(qiáng)烈，原因是該時(shí)段光強(qiáng)驟然增強(qiáng)，光合作用也隨之增強(qiáng)；最低值出現(xiàn)在凌晨0:00，為-2.408 6 μmol/(m2·s)；6:00—10:00凈光合速率呈上升趨勢(shì)，之后不斷下降至0:00。

圖1 束花石斛與鐵皮石斛凈光合速率日變化

2.2 氣孔導(dǎo)度

氣孔是葉片-大氣間CO2和水汽交換的通道，是調(diào)控光合和蒸騰的重要生物學(xué)因子，反映水分蒸發(fā)的速度，在外界高溫條件下，氣孔自動(dòng)關(guān)閉，減小水分蒸發(fā)，保持體內(nèi)水分環(huán)境的平衡。由圖2可見，束花石斛和鐵皮石斛的氣孔導(dǎo)度峰值均出現(xiàn)在8:00，分別為0.120 8 mmol/(m2·s)和0.127 0 mmol/(m2·s)。束花石斛和鐵皮石斛的氣孔導(dǎo)度最小值均出現(xiàn)在14:00，分別為0.002 4 mmol/(m2·s)和0.000 6 mmol/(m2·s)。此時(shí)外界溫度較高，氣孔受高溫刺激，通過調(diào)節(jié)自動(dòng)關(guān)閉，減少水分散失。

圖2 束花石斛與鐵皮石斛氣孔導(dǎo)度日變化

2.3 胞間CO2濃度

由圖3可見，束花石斛和鐵皮石斛的胞間CO2濃度峰值分別出現(xiàn)在22:00和12:00，分別為499.107 9 μmol/mol和1 020.370 1 μmol/mol；最小值分別出現(xiàn)在20:00和16:00，分別為237.998 1 μmol/mol和288.708 6 μmol/mol。束花石斛2:00—14:00緩慢上升，在14:00達(dá)到高峰后下降幅度略大，16:00—0:00間浮動(dòng)較大。鐵皮石斛2:00—10:00變化較小，在12:00達(dá)到高峰后又急劇下降，16:00后開始緩慢上升。

圖3 束花石斛與鐵皮石斛胞間CO2濃度日變化

2.4 蒸騰速率

由圖4可見，束花石斛和鐵皮石斛的蒸騰速率峰值均出現(xiàn)在12:00，分別為0.354 3 mmol/(m2·s)和0.509 3 mmol/(m2·s)，說明8:00—12:00光強(qiáng)增加幅度大，光合速率增加，蒸騰速率也增加；隨著外界溫度的不斷升高，束花石斛和鐵皮石斛的蒸騰速率最小值均出現(xiàn)在14:00，分別為0.023 2 mmol/(m2·s)和0.006 7 mmol/(m2·s)，此時(shí)氣孔受到高溫刺激，自動(dòng)關(guān)閉，蒸騰作用減弱，從而降低蒸騰速率。

圖4 束花石斛與鐵皮石斛蒸騰速率日變化

3 結(jié)論

光合作用特點(diǎn)及其變化規(guī)律是制定高產(chǎn)栽培技術(shù)措施的基礎(chǔ)[5]。束花石斛和鐵皮石斛光合參數(shù)Pn、Tr、Ci、Gs日變化變化趨勢(shì)大致相似。多云陰天氣候下，束花石斛和鐵皮石斛在10:00—16:00凈光合速率為正值，其他時(shí)間段均為負(fù)值，進(jìn)行人工栽培石斛應(yīng)考慮遮陰適度，過度陰蔽石斛不能正常進(jìn)行光合作用。