幾種花卉植物光合色素和根系活力日變化及相關性分析

康潔

摘要：探討幾種花卉植物光合色素及根系活力的晝夜變化規律及其之間的關系，對3種常見花卉植物綠蘿、金盞菊、碰碰香的光合色素含量（葉綠素a、葉綠素b、類胡蘿卜素、總葉綠素含量）、葉綠素a/葉綠素b值及根系活力晝夜變化進行了24 h連續測定，分析變化規律及其之間的相關性。結果表明：綠蘿、金盞菊、碰碰香這3種花卉植物光合色素含量晝夜波動不大，但不同植物光合色素含量差別較大，日均光合色素含量均表現為綠蘿>金盞菊>碰碰香；葉綠素a/葉綠素b日均值表現為金盞菊>碰碰香>綠蘿，表明金盞菊比較喜光照，綠蘿較耐陰；根系活力結果與葉綠素a/葉綠素b值表現一致，也表現為金盞菊>碰碰香>綠蘿。相關性分析表明：綠蘿、金盞菊、碰碰香這3種植物根系活力與光合色素指標相關性較弱。

關鍵詞：花卉植物；光合色素；根系活力；日變化；相關性分析

中圖分類號：S681.01文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2016）05-0287-03

隨著經濟的發展、人們生活水平的提高，現代人對生活的質量要求也越來越高，花卉植物在人們生活中的作用日趨重要?；ɑ苤参锞哂幸欢ǖ挠^賞價值，不僅可以凈化空氣、美化環境，有些還可以散發特殊氣味讓人感覺神清氣爽，精神愉悅，成為人類生活環境的重要組成部分和精神必需品。金盞菊（Calendula officinalis）、綠蘿（Scindapsus aureus）和碰碰香（Plectranthus amboinicus）是園林綠化中常見的3種花卉植物，金盞菊是早春良好的花鏡、花壇、中心廣場盆栽植物；綠蘿葉片色澤亮綠，是觀賞價值極高的室內觀葉花卉；碰碰香可以散發香味，令人神清氣爽，極其適合擺放在室內。但是這些植物只有在生長健康的情況下才能充分發揮其作用。葉綠素含量和根系活力是判斷植株生長發育特性的重要生理指標。植物光合作用主要在葉片中進行，葉綠素含量的高低直接影響植物的光能利用效率，在光合作用過程中起至關重要的作用，同時也可以揭示植物的適應性、生物合成能力以及健康狀況等，是鑒定其生長勢的重要指標[1-3]。根系是植物生長發育的中心器官，它通過吸收水分、礦質營養和合成內源激素等方式對地上部分的葉片生長、碳素同化、花芽分化等許多過程產生著深刻影響[4-7]，其數量的多少和活性的高低直接影響地上部的生長發育及形態建成[8-10]。研究花卉植物生理特性日變化可以揭示其生長發育變化規律，進而為花卉植物栽培生理研究奠定理論基礎，使花卉植物能更好地改善人類生存環境[11]。目前對金盞菊、綠蘿、碰碰香這3種植物的生活特性、栽培技術、脅迫反應、繁殖技術及園林應用等已有一些研究，但是對其晝夜生理變化的研究仍不多見[12-14]。本研究通過對這3種花卉植物葉片葉綠素含量和根系活力晝夜變化進行研究，了解其變化規律，從而為調控花卉植物的生長及栽培管理提供參考依據，為花卉植物的開發利用奠定理論基礎。

1材料與方法

1.1試驗材料

2014年3月，以市場上常見的金盞菊、綠蘿、碰碰香3種花卉植物為試驗材料，選擇生長良好、無病蟲害的1年生植株，同種植物的植株大小和株型基本一致，盆栽土為混合土（壤土 ∶草碳 ∶蛭石按3 ∶1 ∶1混合）。

1.2試驗方法

1.2.1葉綠素含量測定對3種植物進行葉綠素含量測定，從00：00—22：00，每隔2 h測定1次。每次測定各選擇3株，剪取最新完全展開葉，將選好的葉片洗凈擦干，去除葉脈，將葉片剪碎后放入提取液（丙酮 ∶無水乙醇=1 ∶1）中，在 50 mL 容量瓶中定容，于室溫下黑暗靜置24 h，用紫外分光光度計在波長663、645、470 nm處測定提取液的吸光度，然后根據Lichtenthaler法計算葉綠素a含量、葉綠素b含量、總葉綠素含量、類胡蘿卜素含量及葉綠素a/葉綠素b值[15-16]。

1.2.2根系活力測定對3種植物進行根系活力測定，從00：00—22：00，每隔2 h測定1次。挖取植株根系，沖洗干凈，采用2，3，5-氯化三苯基四氮唑（TTC）法[17]測定。具體方法：取 0.5 g 白色根，依次加人5 mL 0.4%TTC溶液和5 mL 0.07 mol/L磷酸緩沖液，充分混勻，并使根切段完全浸入上述混合液，置于37 ℃恒溫箱中，黑暗培養2 h，使根尖切段顯色（紅色），到提取保溫顯色時間后，立即向小燒杯內加入2 mL 1 mol/L H2SO4溶液，取出根系，用濾紙將表面吸干；將已顯色的根尖切段裝入具塞刻度試管中，加入10 mL甲醇，使根尖切段完全浸入甲醇中，然后將試管置于30～40 ℃保溫箱中，至根尖切段完全變白為止；以甲醇為對照，在波長485 nm處用分光光度計比色，測定吸光度。繪制標準曲線：取0.2 mL 04% TTC溶液，加入9.8 mL甲醇和少量保險粉，充分搖動，所生成的紅色三苯甲腙（TTF）溶液作為已知母液，配制系列濃度溶液。以甲醇為對照，在485 nm下用分光光度計比色，記錄吸光度。相關公式為：

根系活力[μg TTF/（g·h）]=氯化三苯基四氮唑還原量（μg）×提取液稀釋倍數/[根質量（g）×培養時間（h）]。

1.3數據處理

使用Excel 2003 和SPSS 16.0對數據進行繪圖和統計分析。

2結果與分析

2.1不同花卉植物葉綠素a含量的比較

從圖1中可以看出，3種植物葉綠素a含量差別較大，其中作為常綠植物的綠蘿葉綠素a含量最高，日平均葉綠素a含量為0.98 mg/g，日變化呈現2個主要峰值，分別出現在 04：00、14：00，最低值出現在0：00、12：00左右，日變化中最大值、最低值相差0.17 mg/g；金盞菊葉綠素a含量除12：00時高于綠蘿外，其他時間均低于綠蘿，且12：00金盞菊葉綠素a含量達到最大值，為1.04 mg/g，而其日平均葉綠素a含量為 0.89 mg/g；碰碰香植物葉綠素a含量明顯較低，其日均含量為0.21 mg/g，僅為綠蘿的21.4%、金盞菊的23.6%，且其日變化波動不大，但06：00—08：00有增加的趨勢，有2個高峰，分別出現在08：00、20：00。

2.2不同花卉植物葉綠素b含量的比較

從圖2可以看出，3種花卉植物葉綠素b含量也表現為綠蘿>金盞菊>碰碰香，這與葉綠素a含量表現一致，綠蘿、金盞菊、碰碰香葉綠素b日平均含量分別為0.35、0.27、0.07 mg/g。綠蘿葉綠素b含量日動態變化中在12：00出現最低值，而最大值出現在04：00、18：00；金盞菊在12：00出現最大值，而 00：00 時含量最低；碰碰香葉綠素b含量較低，其日變化波動也不大，與綠蘿類似，最低值出現在12：00，但最大值出現在06：00、20：00左右。

2.3不同花卉植物總葉綠素含量的比較

葉綠素直接參與光合作用的吸收、傳遞及其轉化，總葉綠素含量的高低直接影響植物光合作用能力的強弱[18-19]。從圖3可以看出，3種植物葉綠素總含量變化趨勢和葉綠素a含量變化趨勢基本一致，綠蘿的總葉綠素含量僅在12：00略低于金盞菊，其他時間均高于金盞菊、碰碰香，而此時綠蘿植物總葉綠素含量處于一天中最低值，金盞菊則出現峰值。綠蘿總葉綠素日平均含量為1.32 mg/g，比金盞菊高18.4%，為碰碰香的4.70倍。這說明綠蘿光能轉化能力高于金盞菊、綠蘿，而碰碰香光合能力明顯較低。

2.4不同花卉植物葉綠素a/葉綠素b比較

葉綠素含量及葉綠素a/葉綠素b是衡量植物耐陰性的重要指標[20]，耐陰性植物一般葉綠素含量較高，而葉綠素a/葉綠素b較低，適合在陰暗環境中生長[21]。研究表明，一般陽生植物葉片的葉綠素a/葉綠素b大于3，而陰生植物的葉綠素a/葉綠素b一般較低[22-24]。從圖4可以看出，3種花卉植物的葉綠素a/葉綠素b在2.3～3.8之間，金盞菊的葉綠素a/葉綠素b處于較高水平，其日平均值為3.23，屬于陽性植物，也說明其光能轉化效率較高；綠蘿葉綠素a/葉綠素b低于金盞菊，其日平均值為2.83，表明綠蘿屬于較耐陰性植物；碰碰香日變化波動較大，06：00—14：00處于較高水平，說明06：00之后碰碰香葉綠素a的合成增加速度明顯高于葉綠素b，葉綠素a/葉綠素b日平均值為2.92，介于綠蘿和金盞菊之間，其耐陰性也介于二者之間。

2.5不同花卉植物類胡蘿卜素含量的比較

從圖5可以看出，對于3種植物類胡蘿卜素含量，綠蘿、金盞菊明顯高于碰碰香；在08：00—12：00，綠蘿略低于金盞菊，其他時間均高于金盞菊。綠蘿類胡蘿卜素日平均含量達到0.21 mg/g，金盞菊為0.19 mg/g，碰碰香類胡蘿卜含量較低，日平均值為0.04 mg/g，且變化波動平緩。

2.6不同花卉植物根系活力比較

從圖6可以看出，不同植物種類根系活力差異較大，3種植物根系活力表現為金盞菊>碰碰香>綠蘿，日平均值分別為869.12、443.70、67.14 μg/（g·h），而每種植物的根系活力日變化波動不大，這與葉綠素a/葉綠素b表現一致。

2.7不同花卉植物根系活力與光合色素相關性分析

從表1可以看出，不同植物根系活力與光合色素成分相關性不同，除碰碰香根系活力與葉綠素a/葉綠素b相關性達到顯著水平外，其他均未達到顯著水平。綠蘿根系活力與葉綠素a/葉綠素b呈現不顯著弱負相關，與葉綠素a、葉綠素b、總葉綠素及類胡蘿卜素含量均呈現不顯著弱正相關。金盞菊根系活力與光合色素含量及葉綠素a/葉綠素b均呈現不顯著弱負相關。而碰碰香植物根系活力除與葉綠素b含量呈不顯著弱正相關外，與其他光合色素指標均呈現出負相關性。

3結論與討論

本研究表明，相同植物不同光合色素含量及根系活力日變化波動不大，而不同植物光合色素含量差別較大，就綠蘿、金盞菊和碰碰香這3種花卉植物而言，葉綠素a、葉綠素b、總葉綠素、類胡蘿卜素含量均表現為綠蘿>金盞菊>碰碰香，說明綠蘿具有較高的光合轉化能力，而碰碰香將光能轉化的能力相對較弱。當金盞菊葉綠素含量達到最大值時，綠蘿葉綠素含量出現較低值，可能與金盞菊比較喜光照[25]，綠蘿喜散射光，不耐光直射，且比較耐陰有關[26]。金盞菊葉綠素a/葉綠素b日平均值最高，且大于3，表明金盞菊比較喜光照，屬于陽性植物，耐陰性最弱，適合在光照良好的地方栽植；其次為碰碰香的2.92，耐陰性介于金盞菊和綠蘿之間；綠蘿的葉綠素a/葉綠素b日平均值最低，為2.83，表明綠蘿的耐陰性強，比較適宜在室內栽培，這與前人研究結果[22-24]一致。

根系活力與光合色素相關性分析表明，綠蘿、金盞菊和碰碰香這3種植物根系活力與光合色素指標相關性較弱，這與董守坤等在春大豆上的研究結果[27]一致。葉綠素a/葉綠素b與根系活力呈負相關，其中碰碰香根系活力與葉綠素a/葉綠素b相關性達到顯著水平，其他均不顯著；綠蘿葉綠素a、葉綠素b、總葉綠素、類胡蘿卜素含量與根系活力呈正相關；金盞菊葉綠素a/葉綠素b、葉綠素a含量、葉綠素b含量、總葉綠素含量、類胡蘿卜素含量與根系活力呈負相關；除葉綠素b含量外，碰碰香根系活力與其他指標均呈現負相關。

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doi：10.15889/j.issn.1002-1302.2016.05.083