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紫茎泽兰光合特性研究

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《现代农业科技》2009年第22期时间净光合作用速率μmol/m 2·s气孔导度mol/m 2·s胞间CO 2浓度μmol/mol 蒸腾速率mmol/m 2·s大气CO 2浓度μmol/mol 光合有效辐射μmol/m 2·s10∶0014.70.316260 5.9353.3140112∶0014.00.36126210.6346.7204914∶0011.50.2472489.5352.6200616∶0010.70.188239 6.0351.1143618∶00 6.70.175278 3.7354.562418∶30 4.10.160303 3.2357.2247表1紫茎泽兰光合特性指标日变化紫茎泽兰（Eupatorium adenophorum Spreng ），俗称解放草、破坏草等[1]，属菊科泽兰属，系多年生丛生草本植物。

原产中美洲，在世界热带地区广泛分布。

我国于1935年在云南南部发现后，现已广泛分布于云南、贵州、四川、广西、重庆、湖北以及台湾7省（区、市）[1-3]。

紫茎泽兰繁殖力和竞争性强、传播速度快（扩散速度20~60km/年）[4-5]，加之本身具毒[6]，所到之处，迅速排挤本地植物，形成单优群落，严重影响农、林、牧业生产，导致生态系统、物种和遗传多样性的破坏甚至丧失，引发人畜中毒致病，严重影响人类生产、生活和健康[7]。

研究紫茎泽兰光合特性，了解紫茎泽兰与环境因子之间的关系，可以为除治紫茎泽兰提供基础理论依据，从而寻找到除治紫茎泽兰的突破口。

1材料与方法试验于2008年9月26日在贵州大学苗圃测定，选用紫茎泽兰为罗甸县提供盆栽四至五年生植株。

测定设备为美国Li-COR 公司生产的第3代气体交换测量系统Li-6400系列光合仪，开放式气路。

从早上10时开始，每隔2h 测1次，测定时选择同株树上的上、中、下3个部位的3个叶样，每个叶样重复3次，结果取平均值。

测定净光合速率（Pn ）、气孔导度（Gs ）、胞间CO 2浓度、蒸腾速率（Tr ）、光合有效辐射（PAR ）、大气CO 2浓度等指标。

通过光响应曲线测量紫茎泽兰光饱和点和光补偿点。

2结果与分析2.1紫茎泽兰光日变化刘伦辉等[8]对紫茎泽兰个体生物及生态学特性研究结果表明，紫茎泽兰每月净光合速率日变化均呈双峰曲线，具有阳性偏阴的生态习性。

2008年9月对紫茎泽兰光合特性日变化进一步进行测定，从10∶00开始，到18∶30，测定结果如表1所示。

可以看出，紫茎泽兰净光合速率在10∶00达到14.7μmol/m 2·s ，然后逐渐降低，到18∶30为4.1μmol/m 2·s ；气孔导度、蒸腾速率、光合有效辐射到12∶00达到最高，分别为0.361mol/m 2·s 、10.6mmol/m 2·s 、2049μmol/m 2·s ，然后逐紫茎泽兰光合特性研究周世敏1孙运刚2欧国腾1赵宇翔3刘济明2（1贵州省罗甸县林业局，贵州罗甸550100；2贵州大学林学院；3国家林业局森林病虫害防治总站）摘要为了解紫茎泽兰与环境因子的关系，寻找防治紫茎泽兰的突破口，通过Li-6400系列光合仪测定紫茎泽兰光合特性。

结果表明：紫茎泽兰日净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、光合有效辐射呈单峰曲线，到12∶00达到峰值；紫茎泽兰光合特性的日变化为净光合速率4.1~14.7μmol/m 2·s 、气孔导度0.160~0.361mol/m 2·s 、蒸腾速率3.2~10.6mmol/m 2·s 、光合有效辐射247~2049μmol/m 2·s ；紫茎泽兰光饱和点为1500μmol/m 2·s ，光补偿点为13.7μmol/m 2·s ，具有阳性偏阴的生态习性。

关键词紫茎泽兰；光合特性；净光合速率；气孔导度；蒸腾速率；光合有效辐射中图分类号S451；Q945.79文献标识码A 文章编号1007-5739（2009）22-0189-02Study on Leaf Photosynthetic Characteristics of Eupatorium adenophorum SprengZHOU Shi-min 1SUN Yun-gang 2OU Guo-teng 1ZHAO Yu-xiang 3LIU Ji-ming 2（1Forestry Bureau of Luodian County in Guizhou Province ，Luodian Guizhou 550100；2Forestry College of Guizhou University ；3Forest Diseases andInspect Pests Prevention and Care General Station ）Abstract To find out the relationship between Eupatorium adenophorum Spreng and environment ，and the breakthrough of its defence ，the leafphotosynthetic parameters of the plant were measured using Li -6400portable photosynthesis system.The reswlts were showed that the diurnal variation of net photosynthetic rate （Pn ），stomatal conductance （Gs ），transpiration rate （Tr ），photosynthetic active radiation （PAR ）were all single-peak curves ，reaching their highest points at 12∶00.The diurnal variation of Pn ，Gs ，Tr ，PAR were 4.1~14.7μmol/m 2·s ，0.160~0.361mol/m 2·s ，3.2~10.6mmol/m 2·s and 247~2049μmol/m 2·s ，respectively.The light saturation point and light compensation point of Eupatorium adenophorum Sprengwere 1500μmol/m 2·s and 13.7μmol/m 2·s ，respectively.It was indicated that the plant was light-demanding and slightly shade-tolerant.Key words Eupatorium adenophorum Spreng ；photosynthetic characteristics ；net photosynthetic rate （Pn ）；stomatal conductance （Gs ）；transpiration rate （Tr ）；photosynthetic active radiation （PAR ）收稿日期2009-10-08渐降低，到18∶30分别为0.16mol/m 2·s 、3.2mmol/m 2·s 、247μmol/m 2·s 。

变化曲线见图1。

2.2紫茎泽兰光响应光响应曲线是研究植物叶片在其他环境条件保持不变的情况下，净光合速率随光合有效辐射强度的改变而发生的变化。

通过分析紫茎泽兰光响应曲线，计算出紫茎泽兰的光补偿点、光饱和点、最大净光合速率、表观量子效率，判定紫茎泽兰的耐阴性，为植物替代防治、入侵机理提供理论基础。

测定时叶片温度28.06~30.5℃，叶室中相对湿度林业科学199914.0000.180224 3.74150014.2000.181217 3.52100113.9000.181221 3.2780113.6000.180227 3.1750112.5000.190240 3.0230010.4000.180264 2.892008.1000.180287 2.85100 4.7000.200321 2.8051 2.1600.170347 2.70200.4060.170364 2.611-0.9720.158378 2.53光合有效辐射μmol/m 2·s 净光合作用速率μmol/m 2·s 气孔导度mol/m 2·s 胞间CO 2浓度μmol/mol 蒸腾速率mmol/m 2·s注：测定时间为11∶21。

表2紫茎泽兰光响应（下转第194页）56.12%~61.61%，CO 2浓度359.7~378.4μmol/mol ，设置光合有效辐射为1999μmol/m 2·s 、1500μmol/m 2·s 、1001μmol/m 2·s 、801μmol/m 2·s 、501μmol/m 2·s 、300μmol/m 2·s 、200μmol/m 2·s 、100μmol/m 2·s 、51μmol/m 2·s 、20μmol/m 2·s 、1μmol/m 2·s ，测定结果见表2。

根据测定结果，绘制光合速率、气孔导度、胞间CO 2的浓度、蒸腾速率的响应曲线见图2。

由表2和图2可以看出，紫茎泽兰光饱和点为1500μmol/m 2·s ，光补偿点为13.7μmol/m 2·s ，说明紫茎泽兰既喜光又耐阴，具有阳性偏阴的生态习性。

刘伦辉等[8]对紫茎泽兰个体生物及生态学特性研究的结果同样表明，紫茎泽兰CO 2补偿点高达80mg/kg ，为C 3植物，具有耐阴的习性。

气孔导度（G s ）∥m o l /m 2·s00.050.100.150.200.250.300.350.40净光合作用速率（P n ）∥μm o l /m 2·s204681012141610∶0012∶0014∶0018∶3018∶0016∶00光合有效辐射（P A R ）∥μm o l /m 2·s时间50001000150020002500204681012蒸腾速率（T r ）∥m m o l /m 2·s时间图1紫茎泽兰净光合速率、气孔导度、光合有效辐射、蒸腾速率日变化曲线10∶0012∶0014∶0018∶3018∶0016∶0010∶0012∶0014∶0018∶3018∶0016∶00图2紫茎泽兰的光合速率、气孔导度、胞间CO 2的浓度、蒸腾速率响应曲线2046810121416净光合作用速率（P n ）∥μm o l /m 2·s光合有效辐射（PAR ）∥μmol/m 2·s19991500100110050180130020051211光合有效辐射（PAR ）∥μmol/m 2·s胞间C O 2浓度∥μm o l /m o l0.1450.1400.1500.1550.1600.1650.1700.1750.1800.1850.19019991500100110050180130020051211气孔导度（G s ）∥m o l /m 2·s50100150200250300350400光合有效辐射（PAR ）∥μmol/m 2·s 199915001001100501801300200512110.51.01.52.02.53.03.54.0蒸腾速率（T r ）∥m m o l /m 2·s光合有效辐射（PAR ）∥μmol/m 2·s19991500100110050180130020051211-2（上接第190页）测定结果还表明，随着光照强度减弱，紫茎泽兰的光合速率、气孔导度、蒸腾速率等随之降低，但胞间CO2的浓度有所增加。

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紫茎泽兰光合特性研究

紫茎泽兰光合特性研究

紫茎泽兰光合特性研究
泽兰科植物是一种经常被人们忽略的植物，但却含有丰富的科学价值，紫茎泽兰（Zelanthus armatus）就是其中之一。

紫茎泽兰具有强烈的耐旱性、耐热性和耐寒性，这让它能够适应许多不同的环境，也受到很多植物学家的关注。

因此，本文将讨论紫茎泽兰的光合特性，详细介绍它的单位面积日净光合作用量和光合效率及其对气候因子
的响应特性。

首先，本研究采用光量计测量台，对紫茎泽兰进行光合特性测量，结果表明，单位面积日净光合作用量为3.3μmol/m2/s。

而光合效率由吸光指数（A/Ci）表示，在完全开放的紫茎泽兰叶片上，其光合效率为0.44umol/m2/s，表明其光合效率偏低。

此外，为了更好地了解紫茎泽兰对气候因子的响应特性，本研究还对它的环境参数进行了测量。

结果显示，当降雨量、温度和湿度变化时，紫茎泽兰的光合特性也会发生相应的变化。

例如，当温度升高时，紫茎泽兰的光合速率也会随之增加。

而当湿度减少时，它的光合速率则会随之降低。

综上所述，本研究证明了紫茎泽兰具有良好的光合性能，单位面积日净光合作用量高达3.3μmol/m2/s，并且其光合效率也较低，但其对气候因子变化响应性也较强，可以更好地适应复杂的环境。

此外，本研究还为紫茎泽兰的定植和种植提供了重要的科学依据。

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氮肥对不同种群紫茎泽兰光合色素含量的影响

氮肥对不同种群紫茎泽兰光合色素含量的影响

氮肥对不同种群紫茎泽兰光合色素含量的影响摘要:探讨了加氮处理对7个不同种群的紫茎泽兰(Eupatorium adenophorum)(3个入侵地中国种群,3个原产地墨西哥种群和1个印度种群)叶片叶绿素含量的影响｡结果表明,加氮显著提高了所有种群紫茎泽兰光合色素含量水平｡种群M3光合色素含量对氮响应最大,说明该种群可能对高氮生境有更强的适应能力;种群C3､M1､M2､C1和I对氮响应适中;种群C2光合色素含量对氮处理的响应最小,这可能与该种群来源于较低海拔生境有关｡关键词:氮;紫茎泽兰(Eupatorium adenophorum);叶绿素含量;种群Effect of Nitrogen Treatment on Chlorophyll Content of Different Eupatorium adenophorum PopulationsAbstract: The response of chlorophyll content of 7 different Eupatorium adenophorum populations (3 from Mexico, 3 from China and 1 from India) to nitrogen treatment was studied. The results showed that photosynthetic pigments content in all E. adenophorum populations with nitrogen treatment was significantly higher than that without, indicating that all 7 populations were responsive to nitrogen while the response degrees were different. Population M3 showed the strongest response to nitrogen treatment as the photosynthetic pigment content increased most significantly. Population C3, M1, M2, C1, and I responded moderately to nitrogen treatment. Population C2 had the least response to nitrogen, probably because it was collected from relatively lower altitude.Key words: nitrogen; Eupatorium adenophorum; chlorophyll content; population植物的生长不仅受到自身遗传物质的控制,还受到众多环境因子,如光､温度､水和土壤营养物质等的影响,资源利用效率对植物的生存､生长和繁殖能力有重要的影响[1,2]｡外来入侵生物目前已经遍及全球几乎所有的农业和自然生态系统,并对生态系统的生物多样性和生产力造成了严重的威胁｡与本地种相比,外来入侵种一般表现出较高的相对生长速率(RGR)､比叶面积(SLA)､叶面积比(LAR)和可塑性,对环境因子如营养供给､水分､温度和光照等反应的可塑性更高[3-7]｡提高资源捕获速率和降低资源捕获成本可能是入侵种获得成功的策略之一｡紫茎泽兰(Eupatorium adenophorum Sprengel)是一种具有极强入侵性的杂草,目前的研究多数倾向于探讨其入侵的现状､危害､防治措施以及进化方面的特征[8-11],而不同来源种群对不同营养资源水平如氮的响应尚未见报道｡王满莲等[12]报道紫茎泽兰对氮､磷营养的适应范围很广,低氮时,其增加吸收器官的生物量分配,有利于养分吸收;高氮时,更多的生物量被投入同化器官,有利于碳积累｡本试验对不同来源紫茎泽兰种群光合色素含量对不同氮肥处理的响应进行比较,以探讨其资源捕获能力的差异｡1 材料和方法1.1 试验地点试验在曲靖市西北郊的曲靖师范学院进行｡曲靖市位于北纬25°07′-26°06′,东经103°29′-104°14′｡海拔1 850 m｡属北亚热带至中亚热带半湿润山地季风气候,冬无严寒,夏无酷暑,冬季干旱,夏季多雨,干湿季分明｡年均温14.5 ℃,年降雨量1 008.9 mm,年均日照时间2 096 h｡1.2 试验材料及处理选择7个不同的紫茎泽兰种群,于2008年3月左右采集种子｡原产地(墨西哥)种群3个,中国种群3个,印度种群1个(表1)｡2008年7月1日沙床育苗,10月7~11日进行移栽,选取高10 cm左右植株移栽于花盆(土沙体积比为2∶1)中,每盆1株｡设2个处理组,A组不施肥,B组于2009年5月19日第一次施肥,施肥标准为每千克土壤0.3 g尿素,水溶液浇施,每10 d施1次,共施3次,每个种群每处理20株｡于2009年9月19日采集各处理的健康成熟叶片,按章家恩[13]的方法测定叶片光合色素含量｡1.3 数据处理用统计软件SPSS 13.0进行数据分析及不同处理间的单因素方差分析(One-Way ANOV A)､SNK多重比较｡2 结果和分析7个种群紫茎泽兰加氮处理后各种光合色素的含量均显著高于未加氮处理(表2)｡从叶绿素a含量来看,未加氮处理中种群C2和I显著高于其他种群;加氮处理中种群M3最高,M1最低｡从叶绿素b含量来看,未加氮处理中种群C3最高,M3最低;加氮处理中种群C3含量最高,C1最低｡从总叶绿素含量来看,未加氮处理中种群C2最高,M3含量最低;加氮处理后种群M3最高,C1和M1显著低于其他种群｡从类胡萝素含量来看,未加氮处理中种群I最高,M1最低;加氮处理中种群M3和I最高,C1最低｡不同种群对氮响应程度不同,种群M3光合色素含量对氮响应最大,其加氮处理后各类光合色素含量相对未加氮处理的增加率最大,远远高于其他种群,说明该种群可能对高氮生境有更强的适应能力｡高氮条件下较高的光合色素含量能显著提高其光合能力,具有更大的资源捕获能力｡种群C3､M1､M2､C1和I对氮响应适中｡不同氮处理间种群C2总叶绿素含量变化最小,这可能与该种群来源于较低海拔生境有关｡已有研究表明,高海拔种源种群在高海拔样地比低海拔种源种群在局域适应性上具有更高的适合度[14,15],与本研究中种群C2对氮的响应较弱的结果一致｡3 讨论与结论研究生态因子对物种入侵的促进和抑制作用,从而采取相应的对策对这些生态因子进行干涉,可以最终达到限制外来物种入侵的目的｡土壤是影响植物生存的重要生态因子之一,而氮是土壤组成的重要物质,也是植物生长的重要限制因子[9],其在决定群落的可入侵性过程中具有重要作用｡土壤中较高的氮素水平可提高植物的光合色素含量､最大净光合速率､相对生长速率和总生物量等生长参数｡相对于本地植物而言,入侵植物偏好肥沃生境,土壤中氮含量的提高进一步提高了群落的可入侵性[11]｡本试验探讨了紫茎泽兰在无氮处理和施氮处理下叶绿素含量的变化｡加氮显著提高了所有种群紫茎泽兰光合色素含量,说明7个种群紫茎泽兰均对氮有响应,土壤中含氮量的提高有可能促进紫茎泽兰的入侵｡参考文献:[1] REJM NEK M, RICHARDSON D M. What attributes make some plant species more invasive?[J]. Ecology,1996,77(6):1655-1661.[2] DAEHLER C C. Variation in self-fertility and the reproductive advantage of self-fertility for an invading plant (Spartina alterniflora)[J]. Evolutionary Ecology, 1998,12(5):553-568.[3] SUTHERLAND S. What makes a weed a weed: Life history traits of native and exotic plants in the USA[J]. Oecologia, 2004,141(1):24-39.[4] 李翀,魏召新. 物种入侵与可持续发展[J]. 南方农业,2011, 5(3):81-83.[5] 崔昌华,李扬,朱朝华. 紫茎泽兰入侵机制及防治方法的研究进展[J]. 安徽农业科学,2009,37(20):9532-9534.[6] 付改兰,冯玉龙. 外来入侵植物和本地植物核DNAC-值的比较及其与入侵性的关系[J]. 生态学杂志,2007,26(10):1590-1594.[7] 潘晓云,耿宇鹏,张文驹,等. 喜旱莲子草沿河岸带不同生境的盖度变化及形态可塑性[J]. 植物生态学报,2006,30(5):835-843.[8] FENG Y L,LEI Y B,WANG R F,et al. Evolutionary tradeoffs for nitrogen allocation to photosynthesis versus cell walls in an invasive plant[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences,2009,106(6):1853-1856.[9] COLAUTTI R I,MARON J L,BARRETT S C H. Common garden comparisons of native and introduced plant populations: Latitudinal clines can obscure evolutionary inferences[J]. Evolutionary Applications,2009,2(2):187-199.[10] 王娟,韩登武,任岗,等. SPAD值与棉花叶绿素和含氮量关系的研究[J]. 新疆农业科学,2006,43(3):167-170.[11] 卯霞,韩利红,刘潮,等. 水分和温度处理对紫茎泽兰幼苗生长的影响[J]. 湖北农业科学,2011,50(6):1162-1164.[12] 王满莲,冯玉龙. 紫茎泽兰和飞机草的形态､生物量分配和光合特性对氮营养的响应[J]. 植物生态学报,2005,29(5):697-705.[13] 章家恩. 生态学常用实验研究方法与技术[M]. 北京:化学化工出版社,2007.68-70.[14] HUFFORD K M, MAZER S J. Plant ecotypes: Genetic differentiation in the age of ecological restoration[J]. Trends in Ecology & Evolution, 2003,18(3):147-155.[15] KALBERER S R,LEYV A-ESTRADA N,KREBS S L,et al. Frost dehardening and rehardening of floral buds of deciduous azaleas are influenced by genotypic biogeography[J]. Environmental and Experimental Botany,2007,59(3):264-275.。

入侵植物紫茎泽兰种子需光萌发特性研究

入侵植物紫茎泽兰种子需光萌发特性研究

入侵植物紫茎泽兰种子需光萌发特性研究紫茎泽兰(Eupatorium adenophorum Spreng),为菊科泽兰属多年丛生型半灌木草本植物,是一种世界入侵性恶性有毒杂草。

为探明其入侵对我国的生态系统造成的灾难性影响,我们对紫茎泽兰种子需光萌发特性进行如下的研究。

作为入侵的第一步,发芽及其幼苗生长应该与其强入侵能力有关。

基于此,本文通过不同光照强度处理和不同打破休眠方法的双因素方差分析实验,探讨紫茎泽兰种子是否具有需光萌发特性以及低温、水杨酸(SA)、聚乙二醇(PEG),硝酸钾(KN03)等常规打破休眠方法和光照如何共同影响其萌发、幼苗生长等问题；在此,我们又进一步深入系统地研究了光质、光强对紫茎泽兰种子萌发及幼苗状态的影响。

研究发现：不同颜色光对发芽率影响显著,其中黄光、橙光和红光等波长在(591-750nm)之间的光(74.3%～83.3%)更有利于种子的萌发较短波长的光(<570nm,紫光、蓝光和绿光)(62.3%-66.7%)(p<0.05)。

光强对紫茎泽兰种子发芽和幼苗影响较光的颜色更具有规律性：黑暗条件下发芽率22%,随着光照提高,发芽率及根长具有逐渐增加的趋势。

适量红光(630nm)和远红光(730nm)照射能够打破和引起休眠,红光照射量与发芽率提高量成线性正相关(r2=0.98),而远红光照射率与发芽率降低量呈线性正相关(r2=0.92),研究表明入侵种紫茎泽兰需光萌发是一个由光敏色素引起的过程。

本文研究结果可能为其生物治理提供一些思路。

紫茎泽兰作为喜光植物,种子萌发和幼苗生长发育均需要一定的光照条件,因此需要采取相应的措施降低林下的光照度,进而阻滞紫茎泽兰种子的高萌发率；此外,可以通过营造人工林,特别是复层混交人工林,来增强红外线、减少红光的入射,从而达到控制的目的,抑制其种群的进一步蔓延。

紫茎泽兰综合研究

紫茎泽兰综合研究

紫茎泽兰综合研究摘要：本文主要对入侵植物——紫茎泽兰，就其原产地和入侵地及入侵后果，解决办法进行了综合分析。

关键词：紫茎泽兰、原产地、入侵地、危害、防除1、研究方法：文献资料法2、分析紫茎泽兰是双子叶植物纲菊目菊科泽兰属多年生草本或成半灌木状植物。

根茎粗壮，直立，高30 cm～200 cm，分枝对生、斜上，被白色或锈色短柔毛。

叶对生，叶片质薄，卵形、三角形或菱状卵形，腹面绿色，背面色浅，两面被稀疏的短柔毛，在背面及沿叶脉处毛稍密，基部平截或稍心形，顶端急尖，基出三脉，边缘有稀疏粗大而不规则的锯齿，在花序下方则为波状浅锯齿或近全缘。

头状花序小，在枝端排列成伞房或复伞房花序，约含40朵～50朵小花，管状花两性，白色，花药基部钝。

子实瘦果，黑褐色。

花期11月～翌年4月，结果期3月～4月，主要以种子繁殖。

在茎杆下部也能产生气生根，当地上部分被割弃于地面时，气生根伸入土内而形成新植株；地上部分被拔除后，在根上也能产生不定芽，形成新的地上枝。

新枝萌发从5月开始，5月～9月为生长旺期，其中以高温高湿的7、8两月份最快，植株平均月增高量10 cm以上。

从世界范围来看，紫茎泽兰分布在北纬37 °至南纬35°范围内，以亚热带气候区域生长最茂盛。

我国长江流域以南地区都处于这一纬度范围内。

紫茎泽兰茎基部常木质化，茎枝基部甚至整个茎靠近地面生须根，萌发出根芽，入土便能产生新植株，这使之在竞争并拓展生存空间中处于有利地位。

结实力强，每株可结种子3万～4.5万粒，多的可达几十万粒，千粒仅重0.045 g。

种子萌发严格需光，但其幼苗又很耐阴，这有利于它侵入其他植物群落。

3年～5年龄植株繁殖能力最强。

在火烧地，紫茎泽兰种群的数量增加要比非火烧地更多。

幼苗在火烧地的成活率比非火烧地更高。

土壤含氮量高时，紫茎泽兰的种群数量生长量处于较高水平，反之，则低。

原产美洲的墨西哥至哥斯达黎加一带，后作为观赏植物被引种到欧洲，后再引到澳洲和亚洲。