不同栽培基质对碧玉林光合日变化的影响

不同栽培基质对碧玉林光合日变化的影响

兰花是兰花科兰科植物。花浅绿色，大而美丽，嘴唇上的颜色明亮而明亮，叶子宽而长，姿态优雅。这是花和盆景中最好的材料。花期很长，适合做新鲜的花。属于大众消费的中低档兰花，具有很高的消费群体和广阔的发展前景。兰花在人工栽培生产中,其生长介质(栽培基质)与其它植物有较大的差异,除了要满足兰花植物生长的营养物质外,还对通气透水方面有很高的要求;由于碧玉兰生长于林中树上或溪边岩石上,品种多为野生驯化,有关其栽培基质方面的报道较少。因此,研究碧玉兰栽培基质对其产业化生产具有重要意义。本实验通过研究不同栽培基质对碧玉兰光合性能的影响,探索碧玉兰最适宜的栽培基质,为其产业化开发提供技术支持。1材料和方法1.1试验地点试验地点设于云南农业大学温室大棚内,碧玉兰栽培时间为2009年9~12月。1.2栽培基质的筛选本实验采用兰科兰属的碧玉兰植株为实验材料。栽培基质是将树皮、泥炭、水苔和陶粒按照一定比例配成(表1)。通过对碧玉兰的栽培试验,筛选出最适宜的栽培基质。将不同栽培基质按试验设计要求配制,然后选取健壮的碧玉兰组培小苗上盆定植(2009年9月),花盆采用黑色塑料花盆(φ上15cm×φ下10cm×h20cm);定植后在温室大棚中进行常规养护管理。1.3光合速率、气孔导度、蒸腾速率测定待植株生长正常后,采用LI-6400光合性能指标测定仪测定光合速率日变化(包括净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率),测定时间从2009年11月25日10:00am至第二天10:00am结束,每2h测定一次,6次重复;采用SPAD-502叶绿素仪测定叶绿素含量(2009年11月25日测定一次,6次重复)。1.4数据处理和分析采用Excel2003进行数据据处理,DPS3.0进行方差分析(显著水平p=0.05)。2结果与分析2.1不同栽培基质下绿色木兰的光合指数有所增加2.1.1净光合速率的降水过程由以最大降至下降光合作用是植物最基本的代谢过程,它直接反映作物的生长状况。从图1看出,生长在5种栽培基质中的碧玉兰净光合速率有所不同,在基质Ⅲ、基质Ⅳ表现出“单峰”变化趋势,即在上午09:21~12:53期间净光合速率值达到最大,然后逐渐减小,至00:48~02:48降至最小,此后又逐渐增大;基质Ⅰ、基质Ⅱ除了最大值出现时间(13:21~15:35)不同外,其变化趋势与基质Ⅲ、基质Ⅳ基本一致,也是在00:48~02:48期间降至最小值。基质Ⅴ(CK)则表现出“双峰”变化趋势,即净光合速率在上午09:21~12:53和13:21~15:35分别出现一次高峰,然后逐渐减小,至02:51~04:54期间降至最小,而后又逐渐增大。在各测点(测定时的具体时间)其值的变化有所不同,基质Ⅳ全天净光合速率总量达14.1898μmol/(m2·s);其次是基质Ⅲ,净光合速率日变化总量为13.4839μmol/(m2·s);基质Ⅴ的净光合速率日变化总量为11.2903μmol/(m2·s)。经方差分析,5种栽培基质中,基质Ⅲ、基质Ⅳ之间差异不显著,但两者与基质Ⅴ(CK)之间差异显著(p<0.05)。2.1.2基质和基质的变化从图2看出,生长在5种栽培基质中的碧玉兰蒸腾速率有所不同,基质Ⅲ、基质Ⅳ蒸腾速率相对较大,且最大值出现较“滞后”,在15:36~17:31期间达到最大,然后逐渐减小,分别在00:48~02:48、19:39~22:06期间降至最小值,而后又逐渐增大;基质Ⅰ、基质Ⅱ的最大值出现在07:46~09:42期间,其变化趋势与基质Ⅲ、基质Ⅳ基本一致,分别在19:39~22:06、17:33~19:39期间降至最小值;基质Ⅴ(CK)的变化趋势相对较缓和,蒸腾速率在上午09:21~12:53出现最大值,然后逐渐减小,至19:39~22:06降至最小,而后又逐渐增大。经方差分析,5种栽培基质中,基质Ⅲ、基质Ⅳ之间差异不显著,但与基质Ⅴ(CK)之间差异显著(p<0.05)。2.1.3质和基质的变化从图3看出,碧玉兰的胞间CO2浓度与净光合速率、蒸腾速率的变化趋势相反,都呈不同程度的“双峰”。在5种栽培基质中,基质Ⅳ胞间CO2浓度变化幅度明显高于其它4种基质;其次是基质Ⅴ>基质Ⅱ>基质Ⅲ>基质Ⅰ。基质Ⅳ分别在00:48~02:48、07:46~09:42期间出现峰值,在13:21~15:35期间降至最小值;基质Ⅲ的变化趋势较缓和,即在02:51~04:54、15:36~17:31期间分别达最大值,在09:21~12:53、17:33~19:39期间分别降至最小值;基质Ⅱ在22:07~00:30、02:51~04:54期间分别达到最大值,在13:21~15:35期间降至最小值;基质Ⅰ在13:21~15:35、22:07~00:30期间分别达到最大值,在17:33~19:39期间降至最小值。经方差分析,5种栽培基质中,基质Ⅴ与其余4种基质所栽培的碧玉兰叶片胞间CO2浓度的变化存在显著差异(p<0.05)。2.1.4种栽培基质的变化研究表明,植物光合作用是通过叶面的气孔从大气中捕获CO2进行的,气孔的开闭程度直接影响到CO2的通过量和蒸腾量,进而影响到作物的光合速率、水分吸收与传导、叶面温度及植物体内水分运输。从图4看出,碧玉兰的气孔导度在5种栽培基质中都呈“双峰”趋势变化。基质Ⅲ分别在07:46~09:42、15:36~17:31期间达到最大值;19:39~22:06期间降至最小值。基质Ⅳ分别在09:21~12:53、15:36~17:31期间达到最大值;00:48~02:48期间降至最小值。基质Ⅰ、基质Ⅱ最大值分别出现在07:46~09:42、13:21~15:35,其变化趋势也与基质Ⅲ、基质Ⅳ基本一致,22:07~00:30期间降至最小值。基质Ⅴ(CK)的变化趋势相对较缓和,即上午07:46~09:42、09:21~12:53期间分别出现最大值,然后逐渐减小,至19:39~22:06期间降至最小值。经方差分析,5种栽培基质中,气孔导度的变化存在显著差异(p<0.05)。2.2基质和基质对叶片总叶绿素含量的影响叶绿素含量是衡量植物利用光能能力的重要指标。从表2看出,碧玉兰在基质Ⅲ、基质Ⅳ中生长的叶片总叶绿素含量较高。基质Ⅲ的碧玉兰叶片总叶绿素含量比基质Ⅴ(CK)增大6.57%;其次是基质Ⅳ,增大5.68%;而基质Ⅱ的叶绿素含量低于对照,比对照减小6.22%。3基质对植物光合效率的提高是其最主要的影响因素之一,其主要表现为光合作用是物质代谢和能量转化的最初源泉,光环境对植物的直接作用就是光合作用。光合作用决定植物固定光能的多少和有机物积累的数量,是其它生理过程和生命活动的基础。研究表明,植物的光合作用是通过叶面的气孔从大气中捕获CO2进行的,气孔的开闭程度直接影响到CO2的通过量和蒸腾量,进而影响到作物的光合速率、水分吸收与传导、叶面温度及植物体内木质液的运输。而植株体内水分的多少直接关系到叶片气孔的开关状态,总的趋势是随着水分胁迫的增强植株叶片的气孔阻力增加,蒸腾减少,植物的光合作用也随之降低。碧玉兰栽培基质的保水、持水性能好坏,直接影响其生长发育与光合效率;不良的栽培基质易造成水分、营养、通气性能等因素对植株生长的限制,包括导致水分胁迫。水分胁迫不仅会降低碧玉兰的光合速率,还会抑制光反应中的原初光能转换、电子传递、光合磷酸化和光合作用暗反应的过程。在供试的5种栽培基质中,基质Ⅲ、基质Ⅳ栽培的碧玉兰净光合速率较高,气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率等相对较大,与其生长发育状况相对应,都表现出较强的生长势;而其它3种基质栽培的碧玉兰生长较差,光合效率较低,其主要原因与基质的保水性有关,当基质保水性差时,碧玉兰会受到水分胁迫,在持续水分胁迫严重时,除气孔因素外,非气孔因素对植物光合作用的影响增加,长期严重水分胁迫下,水分胁迫对光合作用的影响主要来自于负氧离子对叶绿体超微结构的伤害,这一变化直接导致叶片叶绿素含量降低,进而引起植物功能叶面积下降,这些非气孔因素联合气孔因素作用于光合作用,最终导致光合速率下降以及植物生长受抑制。从叶绿素含量的检测可得到证实。本试验结果表明,基质Ⅳ(1/4树皮+1/4泥炭+1/4水苔+1/4陶粒)最适合碧玉兰生长。作为复合基质,在树皮、泥炭和水苔(陶粒)