水分脅迫對彩葉草苗期植株葉片光合特性的影響

鄂曉丹

（黑龍江林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，黑龍江牡丹江 157011）

水分脅迫對彩葉草苗期植株葉片光合特性的影響

鄂曉丹

（黑龍江林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，黑龍江牡丹江 157011）

以彩葉草緋紅品種為試驗(yàn)材料，在東北地區(qū)對其在不同水分脅迫下的光合特性進(jìn)行了研究。結(jié)果顯示，隨著水分脅迫的加劇，凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、胞間CO2濃度、蒸騰速率4項(xiàng)光合指標(biāo)均顯著下降，通過各曲線變化方向可以判斷出，彩葉草凈光和速率受到氣孔和非氣孔兩種因素限制。因此，在東北地區(qū)環(huán)境相對貧瘠的市政園林綠地中種植時，應(yīng)采取合理的灌溉技術(shù)來保證彩葉草在生長過程中得到充足的水分，保證其美化環(huán)境的觀賞特性。

彩葉草；園林綠化；光合特性

彩葉草為唇形科鞘蕊花屬多年生草本觀葉植物。株高30～60 cm，因葉色多樣，觀賞性強(qiáng)，在東北地區(qū)常作一、二年生栽培，廣泛應(yīng)用于花壇、花鏡、分車帶綠化。東北地區(qū)夏季高溫、少雨，很多市政綠地不能得到及時灌溉，造成干旱，嚴(yán)重阻礙彩葉草生長發(fā)育。植物主要依賴光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物及能量進(jìn)行生長及代謝［1］，同時光合作用可消耗空氣中的CO2，放出O2，提高空氣質(zhì)量。因此，光合作用無論是對植物還是對人類都是一個重要的過程。水分脅迫是影響光合作用的重要因子［2］。受氣孔因素和非氣孔因素共同作用的限制，水分脅迫會導(dǎo)致植物光合作用降低。植物為降低體內(nèi)水分散失，會關(guān)閉氣孔，同時也限制了對CO2的吸入，導(dǎo)致光合碳同化速率下降，電子傳遞量與卡爾需求間失衡，隨著脅迫時間的延長，多余的電子就有可能與O2結(jié)合產(chǎn)生大量活性氧，導(dǎo)致膜脂過氧化［3］，對植物造成不可逆?zhèn)ΑＤ壳埃瑢λ置{迫下彩葉草光合生理相關(guān)研究未見報道，僅見彩葉草光合特性比較方面研究。本文研究不同程度水分脅迫對彩葉草葉片凈光合速率（Pn）、氣孔導(dǎo)度（gs）、胞間CO2濃度（Ci）、蒸騰速率（Tr）的影響，對彩葉草市政綠化具有實(shí)際應(yīng)用意義，旨在為彩葉草抗旱性鑒定提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)于2013年4-6月在黑龍江林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院青梅花藝溫室進(jìn)行。供試彩葉草品種為緋紅，種子購于遼寧五色花園藝公司。

1.2 處理設(shè)計(jì)

選取大小均勻無病蟲害的種子，常規(guī)消毒后播種于苗盤中，肥水正常管理，2片真葉時定植于直徑16 cm，高14 cm的花缽中，土壤為腐殖土：草炭土2∶1，每缽1株，培養(yǎng)30 d后，選取生長勢旺盛、高矮一致的彩葉草進(jìn)行試驗(yàn)。共設(shè)5個處理，CK充分供水（含水量達(dá)體積30%左右），其余處理分別間隔5，10，15和20 d供水1次（每盆每次澆水1 L，以保證處理一致），每處理10株，重復(fù)3次，20 d選取頂部健康功能葉進(jìn)行相關(guān)指標(biāo)測定。

1.3 光合生理指標(biāo)

選用Li-6400便攜式光合儀測定各處理葉片相關(guān)光合指標(biāo)。每片葉記錄5個值，從6：00-18：00，每隔2 h測1次Pn，gs，Ci和Tr值。

2 結(jié)果與分析

2.1 對Pn的影響

圖1顯示，彩葉草不同處理葉片的Pn日變化曲線呈雙峰型，對照峰值出現(xiàn)在10：00和14：00，其他水分處理峰值出現(xiàn)在8：00和14：00。對照雙峰值均顯著高于其他處理，所有處理的雙峰分界點(diǎn)都是12：00。說明彩葉草有明顯的“光合午休”現(xiàn)象，隨著水分脅迫的加劇，Pn值降低，以脅迫20 d為最低。

圖1 不同水分脅迫下彩葉草葉片Pn日變化

2.2 對gs的影響

圖2顯示，對照gs值日變化曲線呈雙峰型，其他各處理均呈下降趨勢。對照gs值6：00-12：00呈先升后降的趨勢，與Pn變化一致，隨著gs下降，16：00又出現(xiàn)1個峰值。其他處理gs值顯著低于對照，以6：00氣孔開放程度最大，隨后持續(xù)下降，16：00出現(xiàn)緩慢回升，但仍顯著低于6：00。由此可知，氣孔的開放程度同脅迫程度呈負(fù)相關(guān)，以脅迫20 d為最低。

圖2 不同水分脅迫下彩葉草葉片gs日變化

2.3 對葉片Ci的影響

圖3顯示，對照Ci日變化曲線呈雙峰型，峰值分別出現(xiàn)在10：00和14：00，其他處理呈先降后升的趨勢；5，10，15 d水分脅迫處理的從8：00開始Ci值差異顯著，20 d處理的從16：00開始，水分脅迫愈劇烈，Ci值下降愈顯著。

2.4 對葉片Tr的影響

圖4顯示，彩葉草葉片Tr隨水分脅迫加劇而顯著降低。對照呈單峰曲線型，最高值出現(xiàn)在14：00，5，10，15 d水分脅迫處理的呈雙峰曲線型，峰值出現(xiàn)在10：00和14：00，水分脅迫20 d的呈單峰曲線，峰值出現(xiàn)在8：00，隨后持續(xù)下降，但變化較平緩。

圖3 不同水分脅迫下彩葉草葉片Ci日變化

圖4 不同水分脅迫下彩葉草葉片Tr日變化

3 小結(jié)和討論

研究結(jié)果表明，彩葉草緋紅品種的Pn日變化曲線為雙峰型，說明有明顯的“午休”現(xiàn)象，日變化中溫度逐漸升高，植物處于相對干旱的環(huán)境中，為了適應(yīng)干旱環(huán)境，在生長進(jìn)化過程中形成“午休”現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)自我保護(hù)，通過減少水分散失，降低光破壞程度［4］。許大全［5］認(rèn)為，中午Pn下降可能既有氣孔因素又有非氣孔因素的影響。對照組6：00-12：00的Pn變化曲線同gs一致，6：00-8：00光合作用強(qiáng)烈，導(dǎo)致Ci降低，而10：00-14：00的Pn降低的主要原因是氣孔因素，14：00-16：00的Pn降低的主要原因是非氣孔因素。隨著水分脅迫加劇，gs呈下降趨勢，Ci呈先降后升的趨勢，說明干旱脅迫條件下，彩葉草葉片凈光合速率受氣孔因素和非氣孔因素影響。5 d脅迫（輕度干旱）下，8：00-12：00的Pn降低的主要原因是氣孔因素，14：00-18：00彩葉草葉片Pn降低的主要原因是非氣孔因素。水分脅迫10，15 d（中度干旱）和20 d（重度干旱），其Pn曲線同Tr曲線變化一致；8：00后，Pn值同gs和Ci濃度變化趨勢相似，說明8：00-14：00的Pn值降低的主要原因是氣孔因素，14：00-18：00的Pn值主要受非氣孔因素的制約。

綜上所述，彩葉草受到水分脅迫時，其凈光合速率下降，光合速率會受到氣孔限制和非氣孔限制，且水分脅迫使彩葉草葉片發(fā)生了“光合午休”現(xiàn)象。因此彩葉草在光照較強(qiáng)處種植時要充分澆灌，保證水分供應(yīng)，以增強(qiáng)觀賞性。

［1］ 潘波，王寶玲，于常春，等.春大麥的光合特性與干物質(zhì)生產(chǎn)［J］.萊陽農(nóng)學(xué)院學(xué)報，1995，12（1）：16-20.

［2］ 鄭敏娜，李蔭藩，梁秀芝，等.水分脅迫對豌豆種子萌發(fā)和幼苗生長發(fā)育的影響［J］.山西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，40（3）：212-216.

［3］ Chaves M M，Pereira J S，Maroco J P.Understanding plant response to drought from genes to the whole plan t［J］.Funct Plant Biol，2003，30（3）：239-26.

［4］ Lakso A N，Barnes J E.Apple leaf photosynthesis in alternating light［J］.Hort Science，1978，13：473-474.

［5］ 許大全.光合作用氣孔限制分析中的一些問題［J］.植物生理學(xué)通訊，1997，33（4）：241-244.

（責(zé)任編輯：張瑞麟）

S 682.36

：A

：0528-9017（2014）10-1560-02

文獻(xiàn)著錄格式：鄂曉丹.水分脅迫對彩葉草苗期植株葉片光合特性的影響［J］.浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014（10）：1560-1562.

2014-06-06

鄂曉丹（1982-），女，黑龍江牡丹江人，講師，碩士，從事園林規(guī)劃設(shè)計(jì)及植物景觀設(shè)計(jì)教學(xué)研究工作。E-mail：exiaodantougao@163.com。