觀賞藥用植物香花崖豆藤光合特性研究

黃艷寧，曾維愛(ài)，彭盡暉，彭福元，朱校奇

（1.湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)生物資源研究所，湖南長(zhǎng)沙410125；2.湖南省煙草公司郴州市公司，湖南郴州423000；3.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝園林學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙410128）

植物的光合特性不僅已成為當(dāng)今生理生態(tài)研究的重點(diǎn)，而且也是藥用植物、園林綠化植物配置研究的熱點(diǎn)[1]。香花崖豆藤（Millettia dielsiana Harms）又名山雞血藤、大巴豆、山胡豆，為蝶形花科崖豆藤屬多年生半常綠木質(zhì)藤本植物，大多數(shù)都還處于野生狀態(tài)[2]。香花崖豆藤在藥理、臨床方面的研究報(bào)道比較多，其藤莖、根均可藥用，能行氣、解熱、止血、驅(qū)風(fēng)除濕、通經(jīng)活絡(luò)，種子還可做為油料材料[3]。且其花序大，花色鮮艷，花期長(zhǎng)，適應(yīng)性比較強(qiáng)，也是一種優(yōu)良園林綠化材料。本文從光合生理生態(tài)研究入手，對(duì)香花崖豆藤的光響應(yīng)曲線和凈光合速率與其他生理因子等方面進(jìn)行測(cè)定，試圖為香花崖豆藤的栽培保護(hù)和園林綠化配置提供依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 材料

試驗(yàn)于2007年11月在湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)觀賞園藝試驗(yàn)場(chǎng)內(nèi)進(jìn)行，試驗(yàn)所用樹種選取3年生的香花崖豆藤樹苗。

1.2 方法

1.2.1 測(cè)定指標(biāo) 測(cè)定凈光合速率（Pn）、氣孔導(dǎo)度（Cond）、蒸騰速率（Trmmol）、胞間 CO2濃度（Ci）、蒸汽壓差（Vpdl）、葉室氣溫（Tair）、葉片溫度（Tlear）、葉面相對(duì)濕度（Rhs）及光照強(qiáng)度（Par）等指標(biāo)。

1.2.2 測(cè)定方法 采用美國(guó)公司生產(chǎn)的LI-6400便攜式光合作用測(cè)定系統(tǒng)，用6400-2B紅藍(lán)光光源提供不同的光合有效輻射強(qiáng)度，于2007年11月3日11：30～16：30之間對(duì)香花崖豆藤如上述所確定的各指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定，待測(cè)植株選取生長(zhǎng)健壯樹外圍中、上部向陽(yáng)的功能葉進(jìn)行測(cè)定，重復(fù)3次。數(shù)據(jù)通過(guò)Microsoft Excel和DPS3.01統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分析。

測(cè)定光合響應(yīng)曲線時(shí)的光子量照度為：2 200，2 000，1 800，1 500，1 200，1 000，800，600，400，300，200，100，50，0μmol/（m2·s）。CO2濃度采用環(huán)境 CO2濃度，溫度為（25±3）℃，濕度為（30±5）℃。

2 結(jié)果與分析

2.1 香花崖豆藤的光合響應(yīng)曲線

從圖1中可看出，香花崖豆藤的凈光合速率與光子量照度幾乎成線性正比關(guān)系，其光補(bǔ)償點(diǎn)為25 μmol/m2·s。當(dāng)光子量照度為 2 000 μmol/m2·s時(shí)，其凈光合速率達(dá)到最大值為6.19μmol/m2·s，即香花崖豆藤的光飽和點(diǎn)為2 000μmol/m2·s。這說(shuō)明香花崖豆藤是一種喜光植物，且其光照利用范圍寬（25～2 000 μmol/m2·s），對(duì)強(qiáng)、弱光的適應(yīng)能力均較強(qiáng)。

圖1 香花崖豆藤的光響應(yīng)曲線

2.2 香花崖豆藤的凈光合速率與其他生理因子的關(guān)系分析

2.2.1 香花崖豆藤的凈光合速率與其他生理因子的相關(guān)分析 由表1可知，香花崖豆藤的凈光合速率與氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率、飽和蒸汽壓差、葉室氣溫、葉片溫度、葉面相對(duì)濕度和光照強(qiáng)度都成正相關(guān)，具有顯著正相關(guān)的生理因子主要是飽和蒸汽壓差、葉室氣溫、葉片溫度和光照強(qiáng)度；而與凈光合速率呈負(fù)相關(guān)的只有胞間CO2濃度，但不顯著。氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率均反映了氣孔的開閉情況，它們的值越大，說(shuō)明氣孔限制越小，凈光合速率越高；胞間CO2濃度和葉室CO2濃度越高，凈光合速率越低，二者與凈光合速率成負(fù)相關(guān)。

表1 香花崖豆藤凈光合速率與生理生態(tài)因子之間的相關(guān)矩陣

表2 相關(guān)生理因子入選的特征值和特征向量

2.2.2 香花崖豆藤凈光合速率與其他生理因子的主成分分析 從表2可以看出，香花崖豆藤生態(tài)系統(tǒng)中，光照、葉片溫度、蒸騰是第1主成分，飽和蒸汽壓差、氣孔導(dǎo)度、葉室氣溫、葉面相對(duì)濕度為第2主成分，胞間CO2濃度為第3主成分。這說(shuō)明，在香花崖豆藤的凈光合作用過(guò)程中，光照和溫度是主要影響因子，而飽和蒸汽壓差、氣孔導(dǎo)度、葉面相對(duì)濕度以及胞間CO2濃度對(duì)凈光合速率的影響也很大。2.2.3 香花崖豆藤凈光合速率與其他生理因子的逐步回歸分析 以香花崖豆藤的凈光合速率為因變量，以顯著相關(guān)的生理因子為自變量，即飽和蒸汽壓差、葉室氣溫、葉片溫度和光照強(qiáng)度為自變量，進(jìn)行逐步回歸分析，得到回歸方程為：

Y= －408.55－12.60 Vpdl+17.32 Tair+0.34 Tlear

該方程經(jīng)檢驗(yàn)，0.01水平上的顯著度F值=193.604 2，相關(guān)系數(shù)R=0.993 60，剩余標(biāo)準(zhǔn)差S=0.325 00，調(diào)整后的相關(guān)系數(shù)Ra=0.991 04。

該方程表明凈光合速率與葉室氣溫和葉面溫度成正相關(guān)，與飽和蒸汽壓差成負(fù)相關(guān)。

根據(jù)通徑分析，當(dāng)Durbin-Watson統(tǒng)計(jì)量d=1.142 286 55時(shí)，各自變量因子的直接通徑系數(shù)如下：

P X1→ y= －0.493 09

P X2→y=1.171 31

P X3→y=0.098 64

P X4→y=0.227 89

從以上系數(shù)可知葉室氣溫對(duì)凈光合速率影響最大。

3 討論

喜光植物葉片的光飽和強(qiáng)度為360～450μmol/m2·s或更高，光補(bǔ)償點(diǎn)為 9～18 μmol/m2·s。經(jīng)測(cè)定，香花崖豆藤葉片的光飽和點(diǎn)為2 000μmol/m2·s，光補(bǔ)償點(diǎn)為 25 μmol/m2·s，同鵝掌揪[4]的光飽和點(diǎn)1 200 μmol/m2·s，光補(bǔ)償點(diǎn) 24 μmol/m2·s相比，光補(bǔ)償點(diǎn)相近而光飽和點(diǎn)高，說(shuō)明香花崖豆藤是一種喜光植物，對(duì)光適應(yīng)的生態(tài)幅度寬。

經(jīng)相關(guān)分析表明，香花崖豆藤的凈光合速率與氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率、飽和蒸汽壓差、葉室氣溫、葉片溫度、葉面相對(duì)濕度和光照強(qiáng)度都成正相關(guān)，與胞間CO2濃度成負(fù)相關(guān)；經(jīng)主成分分析表明，光照、葉片溫度、蒸騰是光合作用的主要因子，飽和蒸汽壓差、氣孔導(dǎo)度、葉室氣溫、葉面相對(duì)濕度對(duì)凈光合速率影響也較大；逐步線形回歸表明，凈光合速率主要受到葉室氣溫的影響。而蔣文偉研究桂花的凈光合速率與其他生理因子的關(guān)系分析有所不同，這說(shuō)明了生理因子之間的作用因植物種類而有所不同。所以，為了便于植物的栽培和科學(xué)合理地配置，有必要對(duì)藥用、園林植物的光合特性進(jìn)行研究[5]。

[1] 蔣文偉，劉 彤，溫國(guó)勝.城市觀賞樹種桂花的光合特性初步研究[J].浙江林業(yè)科技，2003.9，23（5）：18-21.

[2] 林 镕，俞德浚，吳征鎰，等.中國(guó)植物志 [M].科學(xué)出版社，2004，42（2）：135-182.

[3] 宋建興，胡旺云.香花崖豆藤化學(xué)成分的研究[J].西南林學(xué)院學(xué)報(bào)，1992，12（1）：40-43.

[4] 郭志華，張宏達(dá)，李志安.鵝掌楸光合作用特性研究[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，1999（2）：164-169.

[5] 甘德欣，譚 勇，龍?jiān)懒?紫薇和紫荊及櫻花的光合特性研究[J].湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2006.10，32（5）：505-507.