光照强度对3种大型卷瓣凤梨叶片解剖结构及光合色素含量的影响

为了明确卷瓣凤梨属植物不同种类对环境光强的适应性差异,该研究以3种大型卷瓣凤梨属植物的成熟植株为研究对象,在全光照(CK)、40%光照(S_(40))、10%光照(S_(10))3种环境下生长近4个月后进行叶解剖结构特征的观测以及光合色素含量的测定。结果表明:(1)3种卷瓣凤梨的叶解剖结构大致相似,叶的上下表皮均由单层细胞组成,且细胞内壁加厚;表皮层发达;表皮细胞下为多层的含水组织;叶肉组织中分化出明显的栅栏组织和海绵组织,栅栏组织呈独特的拱状排列,下面形成椭圆形至长圆形的气腔,内含丰富的海绵组织,气腔与叶下表面的气孔下室连接,从而有利于叶片内部的气体交换,保证在叶基部常年处于积水的环境下叶内部仍有充足的气体用于光合作用。(2)环境光强对卷瓣凤梨属植物叶解剖结构特征的影响因种而异,其中‘格拉齐’对环境光强的变化较为敏感,其叶片厚度、角质层厚度、海绵组织占比以及栅海比在不同光强下产生了显著变化,而‘红帝’和‘优雅’除角质层厚度发生显著变化外其余指标均未发生显著变化;3种卷瓣凤梨叶气孔密度在不同光照处理下均几乎没有发生变化,且‘红帝’和‘优雅’的叶气孔密度较为接近并均显著高于‘格拉齐’,表明不同种类的卷瓣凤梨在叶解剖结构上存在遗传上的差异,且性状较为稳定。(3)环境光强对3种卷瓣凤梨叶片光合色素含量的影响显著,且不同种类卷瓣凤梨对光强变化的响应存在差异,在全光照(CK)和40%光照(S_(40))处理下3种卷瓣凤梨的Chl_(a)/Chl_(b)在2.73~3.03之间,接近阳生叶的特征,而在10%光照(S_(10))处理下Chl_(a)/Chl_(b)均下降,其中‘格拉齐’最低为2.53,接近阴生叶的比值。研究发现,3种卷瓣凤梨对于强光的耐受性表现为帝王卷瓣凤梨(红叶型)>‘优雅’卷瓣凤梨>卷瓣凤梨格拉齐,对于弱光环境的表现则相反;帝王卷瓣凤梨(红叶型)和‘优雅’卷瓣凤梨适合室外光线较好处或半阴环境;格拉齐卷瓣凤梨则适合于室外林荫处,夏季应尽量避免强光直射,且该种较适应展览温室的弱光环境。

夏季全光照下3种大型卷瓣凤梨属植物光合日变化特征及与环境因子的关系

卷瓣凤梨属(Alcantarea)植物是凤梨科植物中较晚被引入中国的观赏凤梨之一,与目前国内常见的观赏凤梨商业品种不耐强光不同,卷瓣凤梨属植物较喜光,加上其体型硕大,既可观叶也可赏花,较适合应用于室外园林中。但是不同种和品种对光照的需求各有差异,特别是对于夏季室外全光照环境的耐受性尚未明确。为了研究不同卷瓣凤梨属植物对夏季强光和高温环境的适应性,以3种大型卷瓣凤梨的成熟植株为研究对象,运用Li-6400光合测定仪进行夏季全光照环境下光合特性日变化的测定,并进行光合生理指标与环境因子的相关性分析。3种卷瓣凤梨属植物在夏季高温季的日变化曲线都为双峰型,且都在8:00达到最高点,中午11:00出现谷底,其中帝王卷瓣凤梨(红叶型)的净光合速率(Pn)日变化曲线较为平缓,谷底高而浅,中午Pn显著高于其他2个种,表现出对夏季强光及伴随着的高温环境具有较强的耐受性,且9:00—13:00的Pn下降是由气孔限制引起的;‘优雅’和格拉齐卷瓣凤梨的Pn双峰曲线谷底较深,其中‘格拉齐’的Pn变化最为剧烈,在早晚光线和气温不太高的环境下具有较高的Pn,强光下光合作用下降明显,中午11:00到达谷底,次峰较高,出现在15:00;‘优雅’和‘格拉齐’在上午9:00—13:00的Pn下降是由非气孔限制引起的。气孔导度(Gs)是影响3种凤梨夏季全光照环境下Pn的主要光合生理指标,具有极显著或显著正相关性,但与其他光合生理指标及环境因子间相关系数较低,可能是各因素间存在交互影响所致。3种卷瓣凤梨中,帝王卷瓣凤梨(红叶型)对室外全光照环境的适应较强,植株生长正常,格拉齐卷瓣凤梨和‘优雅’卷瓣凤梨对强光比较敏感,其中‘格拉齐’叶色变黄,‘优雅’则发生叶丛中央的新叶不正常密集生长的现象,因此后2种更适合中午有一定荫蔽的环境,本研究为卷瓣凤梨属植物在室外园林中露地应用提供理论依据。