多云天气下束花石斛与铁皮石斛的光合日变化

杨平飞，曾庆鸿，韩 雪，吴明开*

(1.贵州省农业科学院 现代中药材研究所，贵州 贵阳 550006；2.贵州省农业生物技术重点实验室，贵州 贵阳 550006；3.贵州省农业科技发展中心，贵州 贵阳 550001)

束花石斛(Dendrobiumchrysanthum)和铁皮石斛(Dendrobiumofficinale)均为兰科石斛属多年生药用植物，具有滋阴清热的功效，用于阴伤津亏，口干烦渴，食少干呕，目暗不明，提高人体免疫功能、防治肿瘤和延年益寿等功效[1-2]。石斛野生资源被采挖殆尽，被国家列为重点保护药用植物，野生种变栽培种是比有效的保护濒危资源手段，人工栽培设施栽培、附树栽培技术比较成熟，附石栽培尤其喀斯特原生境石灰岩岩面栽培发展尚不成熟[3-4]。贵州省黔西南典型石漠化山地已栽种近10年的附石栽培石斛基地，开展束花石斛和铁皮石斛光合特性比较研究，以期阐明2种石斛在喀斯特逆境下生长发育对环境的依存性。

1 材料与方法

1.1 材料

试验所用材料束花石斛(sh)和铁皮石斛(tp)均为人工附石栽培3年，以“苔藓-石斛-桑”模式种植，搭遮阴网为60%。

1.2 试验设计

2020年5月29日，试验于安龙县德卧镇仙草谷开展，试验随机选择6株生长状况良好的束花石斛和铁皮石斛，每株3个叶片，叶面朝向较为一致的叶片进行观测，每个叶片重复观测5次。观测时间为全天，每2 h观测1次。观测时段大部分时间为多云阴天天气。

1.3 测定指标

光合指标采用Li-6400光合仪测定净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)和胞间CO2浓度(Ci)4个光合指标。

2 结果与分析

2.1 净光合速率

由图1可见，在观测当天，束花石斛的净光合速率呈双峰的日变化特征，铁皮石斛的净光合速率呈单峰的日变化特征。束花石斛的峰值出现在12:00和14:00，分别为0.569 4 μmol/(m2·s)和0.487 9 μmol/(m2·s)；最低值出现在凌晨2:00，为-1.934 3 μmol/(m2·s)；从4:00—12:00净光合速率呈上升趋势，在14:00出现午休现象，16:00之后净光合速率呈下降趋势至0:00，此时的净光合速率为-1.782 3 μmol/(m2·s)。铁皮石斛的峰值出现在10:00，为0.318 1 μmol/(m2·s)，净光合速率此时段较为强烈，原因是该时段光强骤然增强，光合作用也随之增强；最低值出现在凌晨0:00，为-2.408 6 μmol/(m2·s)；6:00—10:00净光合速率呈上升趋势，之后不断下降至0:00。

图1 束花石斛与铁皮石斛净光合速率日变化

2.2 气孔导度

气孔是叶片-大气间CO2和水汽交换的通道，是调控光合和蒸腾的重要生物学因子，反映水分蒸发的速度，在外界高温条件下，气孔自动关闭，减小水分蒸发，保持体内水分环境的平衡。由图2可见，束花石斛和铁皮石斛的气孔导度峰值均出现在8:00，分别为0.120 8 mmol/(m2·s)和0.127 0 mmol/(m2·s)。束花石斛和铁皮石斛的气孔导度最小值均出现在14:00，分别为0.002 4 mmol/(m2·s)和0.000 6 mmol/(m2·s)。此时外界温度较高，气孔受高温刺激，通过调节自动关闭，减少水分散失。

图2 束花石斛与铁皮石斛气孔导度日变化

2.3 胞间CO2浓度

由图3可见，束花石斛和铁皮石斛的胞间CO2浓度峰值分别出现在22:00和12:00，分别为499.107 9 μmol/mol和1 020.370 1 μmol/mol；最小值分别出现在20:00和16:00，分别为237.998 1 μmol/mol和288.708 6 μmol/mol。束花石斛2:00—14:00缓慢上升，在14:00达到高峰后下降幅度略大，16:00—0:00间浮动较大。铁皮石斛2:00—10:00变化较小，在12:00达到高峰后又急剧下降，16:00后开始缓慢上升。

图3 束花石斛与铁皮石斛胞间CO2浓度日变化

2.4 蒸腾速率

由图4可见，束花石斛和铁皮石斛的蒸腾速率峰值均出现在12:00，分别为0.354 3 mmol/(m2·s)和0.509 3 mmol/(m2·s)，说明8:00—12:00光强增加幅度大，光合速率增加，蒸腾速率也增加；随着外界温度的不断升高，束花石斛和铁皮石斛的蒸腾速率最小值均出现在14:00，分别为0.023 2 mmol/(m2·s)和0.006 7 mmol/(m2·s)，此时气孔受到高温刺激，自动关闭，蒸腾作用减弱，从而降低蒸腾速率。

图4 束花石斛与铁皮石斛蒸腾速率日变化

3 结论

光合作用特点及其变化规律是制定高产栽培技术措施的基础[5]。束花石斛和铁皮石斛光合参数Pn、Tr、Ci、Gs日变化变化趋势大致相似。多云阴天气候下，束花石斛和铁皮石斛在10:00—16:00净光合速率为正值，其他时间段均为负值，进行人工栽培石斛应考虑遮阴适度，过度阴蔽石斛不能正常进行光合作用。