BULL ETIN OF BO TAN ICAL RESEARCH
第16卷 第2期1996年 4月Vol.16 No.2Apr., 1996根系温度对番茄的影响(Ⅱ)———根系温度
对蕃茄光合作用和水分代谢的影响Ξ
outstrip冯玉龙 刘恩举 崔臻祥
INFL UENCE OF TEMPERATURE OF ROOT SYSTEM ON
TOMATO(Ⅱ)———INFL UENCE OF ROOT TEMPERATURE
ON PH OTOSY NTHESIS AN D WATER
METABOL ISM OF TOMATO
Feng Yu2long Liu En2ju Cui Zhen2xiang
思念〔摘 要〕 30℃根温时蕃茄光合速率最大，根温降低或升高时，光合速率均降低。不同根温影响光合作用的机制不同,15℃根温影响了叶绿素含量及a/b比;
40℃根温影响叶片水导、叶内CO2分压并引起光合产物在叶片中的积累;20-
30℃根温时叶肉阻力等因素可能是光合作用的限制因子。30℃根温时蕃茄蒸腾速
率最大，水分利用率最小，根温降低或升高，蒸腾速率均下降，水分利用率升高。低巴尔沃亚
根温时，气孔部分关闭；高根温时，气孔关闭的同时根部阻力增大。
关键词 蕃茄；根系温度；光合作用；水分代谢
根系温度是一重要的生态因子，它对植物的生长发育有重要的影响，然而，对其研究较少[1]。根温对蕃茄生长有显著的影响[2]。光合作用积累的有机物、固定的太阳能是植物生长的基础，植物生长速率与光合产物的供应有关。光合作用强弱是生态因子综合作用于植物的结果，它本身则是生态因子的综合体现。水分关系是影响植物生长及光合作用的重要因素之一。为此，我们在人工控制条件下研究了不同根温对蕃茄叶光片光合作用、水分关系的影响，探讨了其生理机制。
1、材料与方法
111 植物材料及其培养，见前文[2]。
112 根温处理，见前文[2]。
113 实验方法，用Arnon法测叶绿素含量及a/b比。用L I—3000型叶面积仪测定叶面积。用植物水势测定仪(3005型压力室,USA)测定叶片水势。用Binos-Porometer(德
Ξ本文作者单位：哈尔滨，东北林业大学(Northeast Forestry University,Harbin150040)。
1995年4月收到本文。
国)测定叶片光合速率、蒸腾速率、水导、水分利率、叶内CO 2分压和水蒸气压亏缺。以上测定均重复5—10次，取其平均值。
2、实验结果
211 根温对蕃茄净光合速率的影响
30℃根温时，蕃茄幼苗叶片净光合速率最高，为41055
μmol CO 2m -2s -1，根温降低，光合速率随之下降。根温为30—20℃时，光合速率下降缓慢，只减小4%，根温为20—15℃时，光合速率迅速下降，减小了1912%。根温大于30℃时，光合速率急剧下降,40℃根温时仅为30℃根温时的6219%(图1)
。
图1 根温对光合、蒸腾和水分利用率的影响
Fig.1Influence of root temperature on photosynthesis transpiration and water utilization ratio
212 根温对蕃茄蒸腾速率的影响
30℃根温时，蒸腾速率最大，为137218m molH 2Om -2s -1，根温降低或升高，蒸腾速度均急剧下降,40℃根温时最低，为30℃根温时的3917%。从图1可以看出，与光合作用相比，蒸腾作用受根温的影响更大。
213 根温对蕃茄水分利用率的影响
灵芝粉功效根温为30℃时，水分利用率最低，为2195×10-3
μmolCO 2mmol -1H 2O 。根温升高，水分利用率亦升高,40℃根温时为4167×10-3(图1)。根温降低，水分利用率升高,20℃根温时最高。
214 根温对蕃茄叶片水导的影响
30℃根温时，叶片的水导最高，为12914m molH 2Om -2s -1。根温升高，叶片水导下降,
5
122期 冯玉龙等：根系温度对番茄的影响(Ⅱ)———根系温度对蕃茄光合作用和水分代谢的影响
40℃根温时，叶片水导最低，根温降低时，叶片水导也下降,15℃根温时为5316m molH 2Om -2s -1。
215 根温对蕃茄叶内CO 2分压的影响
叶内CO 2分压随根温变化不大。根温为25℃时，叶片内CO 2分压最高，为251311Pa ，根温降低或升高，叶内CO 2分压均降低,40℃根温时最低，为201167Pa
。
图2 根温对叶片水导和叶内CO 2分压的影响
Fig.2.Influence of root temperature on leaf conduction and internal CO 2concentration of leaf
216 根温对蕃茄叶片水势的影响
根温为30℃时，叶片水势最低，为-0.74MPa ,40℃根温时为-0.68MPa ,15,20,25℃根温时，叶片水势不变，均为-0.54MPa 。
217 根温对蕃茄叶绿素含量及a/b 比的影响
根温对叶绿素含量及叶绿素a/b 比的影响较大，结果见表1。25℃根温时叶绿素含量最高，为114797mg g -1FW ，根温降低或升高时，叶绿素含量均减少,40℃根温时为110173mg g -1FW ,15℃根温时最低，为018858mg g -1FW 。15℃根温时，叶绿素a/b 比最大，为118047,40℃根温时,a/b 比最低，为113004。
表1 根温对蕃茄叶绿素含量及a/b 比的影响T able 1E ffect of root temperature on chlorophyll content and a/b ratio of tomato Leaf
根温(℃)叶绿素含量(mg g -1FW )叶绿素a/b 比
15
018858
1180472011107211512925114797116501301127971154914011293511300431结果分析
311 根温影响蕃茄蒸腾作用的生理机制
612植 物 研 究 16卷
根温为30℃时，叶片水势最低，蒸腾最强，低水势可能是高蒸腾速率的结果。根温为15—25℃时，叶片水势最高，说明此时植物水分状态良好。低根温时，根系吸水减少[3]，植物通过气孔调节，减少蒸腾失水，使吸水与失水相等，保持水分平衡。低根温时叶片水导降低，说明气孔已部分关闭。低根温时气孔的关闭可能是由于细胞分裂素不足或K +亏缺直接引起的。低根温时气孔的关闭相当于Ludlow 提出的气孔前反馈式反应[7]。
根温为40℃时，蒸腾速率最低。气孔部分关闭(水导最低)，叶片水分丢失减少，但水势并没有增大很多，为-0.68MPa ，只稍高于30℃根温时的-0.74MPa 。这说明40℃根温时，根部阻力增加，吸水减少，
因此，叶片水势并不很高。根温为40℃时，根系生长几乎停止，地上部受影响较小，根/冠比降低，根部代谢受到抑制，活力降低，木栓化等使根系整体阻力增加[2]。40℃根温时，蕃茄根系干物质含量最高，水分含量最低，根对水的透性减小，即原生质阻力增大。高根温时的气孔关闭，可能是由于根系阻力的增加，吸水减小，导致水分供应不良，叶片水分亏缺，水势下降，从而引起了气孔的反馈式关闭反应[6]。
312 根温影响蕃茄光合作用的生理机制
根温由20℃降为15℃时，光合速率降低1912%(30℃根温时为100%)，水导下降713%,CO 2分压并没有减低,20℃根温时为22153Pa ,15℃根温时为231394Pa ，说明此时气孔阻力的增加并不是光合减弱的原因。根温由20℃降为15℃时，叶绿素含量减少1711%(30℃根温时为100%)，这可能是光合减弱的原因，叶绿素a/b 比在15℃根温时最高，这也可是此时光合减弱的原因。Brown 证明叶绿素a/b 比与叶绿素a 的状态有关，不同状态下的叶绿素a 具有不同的光化学活性,a 的状态与电子传递系统密切相关[5]。
根温由20℃升为25℃时，叶片水导增加3416%，内部CO 2分压增加417%(30℃根温时为100%)，但光全并没有变化。根温继续升高到30℃时，叶片水导又升高了1616%，叶片内部CO 2分压升高了7%，但光合速率只提高4%。可见，此时气孔仍不是光合的限制因子，从表1可以看出，根温为20—3
0℃时叶绿素含量及a/b 比变化不大，也不是影响光合作用的因子。叶片内部CO 2分压升高，而无光合的加强，说明在此根温时，叶肉阻力大，可能是物理阻力，也可能是羧化阻力变大，也可能是与光合有关酶活性降低[1]。因此，叶片固定同化CO 2的能力低于CO 2从大气向叶肉细胞间隙扩散的能力，使CO 2在细胞间隙积累。
根温由30℃升到40℃时，光合速率下降了3711%，水导下降了3019%，内部CO 2分压减少了2014%，显然,40℃根温时，气孔在控制光合作用上起了重要作用。Gur 等也发现高根温时叶片水导降低，光合减弱[6]。我们在苋菜、甜椒上也得到了同样的结果。
与30℃根温时相比,40℃根温时叶面积增长速率减小了56%，根系生长几乎停止[2]。此时净光合速率只降低3711%，这必然导致光合产物在叶片中积累，从而反馈抑制进一步光合作用[1]。Guinn 和Mauney (1980)发现，下午蕃茄叶片中淀粉积累到一个高水平后，淀粉含量与光合速率之间呈高度负相关[5]。蕃茄去掉果实后，叶片中蔗糖含量增加，光合作用严重受抑制。但人们还不清楚光合产物的积累影响进一步光合作用的确切机制。
41小 结
411 根温对蕃茄光合作用的影响很大,30℃根温时蕃茄光合速率最大，为41055
μmol CO 2m -2s -1,40℃根温时最低，为30℃根温时的6218%。
412 不同根温影响光合作用的生理机制不同:15℃根温通过减少叶绿素含量及提高上海春季高考
和狗狗做7
122期 冯玉龙等：根系温度对番茄的影响(Ⅱ)———根系温度对蕃茄光合作用和水分代谢的影响
812植 物 研 究 16卷
a/b比;40℃根温通过降低叶片水导和叶内CO2分压及引起光合产物在叶片中的积累;20—30℃根温通过高叶肉阻力等因素影响光合作用。
413 30℃根温时蕃茄蒸腾速率最高，为137218m molH2Om-2s-1，水分利用率最低，为2195μmol CO2m mol-1H2O。根温降低或升高，蒸腾速率降低，水分利用率升高。
414 气孔对不同根温的反应方式不同：低根温时，蕃茄气孔做出前反馈式反应，部分关闭，水分丢失减少，保持水分平衡；高根温时，蕃茄气孔做出反馈式气孔关闭反应，根系阻力增加，吸水减少，叶片水分亏缺，气孔关闭。
415 30℃根温对蕃茄幼苗生长最为有利，此时叶面积最大，每株每小时增加0170cm2 (见文献2)，光合作用最强，为41055μmol CO2m-2s-1。
ABSTRACT
Photosynthetic rate at30℃root temperature was the biggest.Photosynthetic rate de2 cread at lower or higher root temperature,and reached its lowest value at40℃root tempera2 ture.The mechanism of the influence of root temperature on photosynthesis was different at different root temperature.15℃root temperature affected photosynthesis through reduction of chlorophyll content and increment of its a/b ratio;40℃root temperature affected photosynthe2 sis through decrea of leaf conductance or internal CO2concentration of leaf,and the accumu2 lation of photosynthate in leaf;at20-30℃root temperature,mesophyll resistance or other factor maybe was dominant factor of lomiting photosynthesis.Transpiration rate was the high2 est at30℃root temperature,but the water utilization ratio is the lowest.Transpiration rate decread when root temperature incread or decread,but water utilization ratio incread. Stomata clod partially at lower root temperature;at higer root temperature,stomata clod and resistance of root incread.
K ey w ords Tomato;Root temperature;Photosynthesis;Water metabolsim
参 考 文 献
[1] 冯玉龙等,1995：根系温度对植物的影响(Ⅰ)———根温对植物生长及光合作用的影响，东北林业
大学学报,23(3),
63—69。
[2] 冯玉龙等,1996：根系温度对蕃茄的影响(Ⅰ)———根温对蕃茄生长的影响，植物研究,16(1):133—139
[3] 冯玉龙等,1995：根系温度对植物的影响(Ⅱ)———根温对植物代谢的影响，东北林业大学学报,23(4):94—99。
[4] Brown J.S,et al.1964:Partial peration of the form of chloropphyll a by sodium dodecyl sulfate,Biochem Biophys,79
(2).209-211.
[5] Guinn G and Mauey J R,1980:In Predicting Photosynthesis for Ecosystem Models,Vol,Ⅱ,eds,J D Hesketh and J W
Jones,pp1-16,Boca Raton,CRC Press.
[6] Gur A,et al.,1972:Physiological respons of apple trees to superoptimal root temperature,Physiologia Plantarum,27.
130-138.
[7] Ludlow M,1980:In adaptation of Plants Water and High Temperature Stress,eds.N C Turner and P J Kramer,John南瓜粥怎么做
月饼作文Willey and Sons,New Y ork,Chichester Brisbane Toronto,P123.
