高溫脅迫對(duì)三葉爬山虎光合特性的影響研究

陳福松，郭可歡，劉治法，凌嘉鴻，楊子龍，陳百豪

（華北理工大學(xué)，河北 唐山 063210）

高溫脅迫對(duì)三葉爬山虎光合特性的影響研究

陳福松，郭可歡，劉治法，凌嘉鴻，楊子龍，陳百豪

（華北理工大學(xué)，河北 唐山 063210）

以三葉爬山虎為研究對(duì)象，采用人工氣候室模擬高溫環(huán)境，分析高溫脅迫對(duì)三葉爬山虎的葉片含水率、葉綠素含量以及光合作用參數(shù)等指標(biāo)的影響，針對(duì)高溫天氣在園林綠化過(guò)程中為植物管理提供參考依據(jù)。

高溫脅迫；光合日變化；三葉爬山虎；研究分析

三葉爬山虎是園林綠化中常見(jiàn)的藤本植物，因其具備生物量大、管理粗放、植被覆蓋效果好等優(yōu)點(diǎn)而被選用。三葉爬山虎雖適應(yīng)能力強(qiáng)，但是對(duì)其耐熱性的研究尚少，因此本研究以三葉爬山虎為供試植物，通過(guò)模擬高溫環(huán)境來(lái)研究其耐熱機(jī)制。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)選用肥沃、透氣和保水性能好的園林土，選取生長(zhǎng)狀況相近的1年生三葉爬山虎植株，采用外徑14 cm、內(nèi)徑12 cm、高10 cm的塑料花盆。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

將供試植物置于人工氣候培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，光照強(qiáng)度約為4 938 lx，培養(yǎng)箱內(nèi)的空氣相對(duì)濕度為70%，時(shí)間分別為1：00 PM和11：00 PM。將供試植物分為兩批，一批置于40℃培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng)，晝夜溫度分別為40℃和28℃；另一批置于25℃培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng)，晝夜溫度分別為25℃和20℃，并作對(duì)照。每個(gè)處理設(shè)置5個(gè)重復(fù)，分別在第0 d、1 d、2 d、3 d、4 d、5 d的10∶00 AM取樣分析，測(cè)定相關(guān)的生理指標(biāo)和光合指標(biāo)，每株測(cè)定3個(gè)葉片。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 葉片相對(duì)含水量

取不同植株的葉片，剪成1 cm2的小塊，分別稱取0.3 g，即樣品鮮重（Wf），放入小燒杯中吸水24 h后稱飽和重（Wt），然后將葉片放入80℃烘箱中烘干48 h后稱烘干重（Wd）。計(jì)算樣品相對(duì)含水量公式為：

重復(fù)3次，取平均值。

1.3.2 葉片葉綠素含量

采用CCM-200 PLUS葉綠素測(cè)定儀測(cè)定。

1.3.3 葉片凈光合速率Pn、胞間CO2濃度Gs、氣孔導(dǎo)度Ci和蒸騰速率Tr

采用便攜式光和分析儀測(cè)定，每次測(cè)定同一葉片。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Origin9.0軟件處理和繪圖，利用SPSS19.0軟件進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 高溫脅迫對(duì)葉片含水率的影響

三葉爬山虎葉片的相對(duì)含水量隨著空氣溫度的升高而下降。三葉爬山虎在40℃處理下指標(biāo)下降，顯著低于對(duì)照組，受高溫的影響較為強(qiáng)烈。隨著脅迫時(shí)間的增加，三葉爬山虎的葉片含水量下降顯著，并且到第5 d時(shí)，葉片含水量下降了近20%[1]。

2.2 高溫脅迫對(duì)葉綠素含量的影響

隨著高溫脅迫時(shí)間的增加，三葉爬山虎葉片的葉綠素含量呈下降趨勢(shì)，高溫脅迫初期，葉綠素含量受高溫影響不顯著。隨著脅迫天數(shù)的增加，脅迫前3 d葉綠素含量下降緩慢；至第4 d葉片葉綠素含量顯著下降；當(dāng)脅迫至第5 d時(shí)葉綠素含量已減少初始含量的25%。高溫條件的脅迫致使葉綠素合成機(jī)制受阻[2]。

2.3 高溫脅迫對(duì)光合特性的影響

三葉爬山虎的凈光合速率隨著空氣溫度的升高而下降，溫度脅迫時(shí)間越長(zhǎng)，下降越明顯。當(dāng)高溫脅迫至第5 d時(shí)，40℃處理的凈光合速率值分別為對(duì)照組的57.32%，受空氣高溫影響顯著。就胞間CO2濃度而言，在40℃溫度下處理時(shí)，曲線先上升后下降，說(shuō)明此時(shí)葉片細(xì)胞對(duì)CO2的吸收和利用的影響不顯著，相關(guān)功能受損較輕[3]。常溫條件下三葉爬山虎葉片氣孔導(dǎo)度維持在一定水平，受到高溫脅迫時(shí)，氣孔導(dǎo)度增加，這主要是為了加快水分和氣體交換并降低葉片溫度，以免葉片被灼傷而產(chǎn)生應(yīng)激反應(yīng)。氣孔導(dǎo)度與蒸騰速率呈正相關(guān)，因?yàn)闅饪椎拈_(kāi)合程度直接影響植物的蒸騰效應(yīng)，因此氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率的變化規(guī)律相近，植物自身需要通過(guò)這兩個(gè)指標(biāo)來(lái)降低受到高溫灼燒的傷害[4]。

3 討論

三葉爬山虎作為園林綠化中常用的藤本植物表現(xiàn)出較好的耐熱性，即使暴露在40℃的高溫環(huán)境中，依然表現(xiàn)出相對(duì)較好的狀態(tài)。為了抵御高溫環(huán)境所帶來(lái)的破壞，三葉爬山虎通過(guò)增加葉片的氣孔開(kāi)合程度，以提高蒸騰速率來(lái)降低自身的溫度，即使在40℃高溫環(huán)境下暴露5 d，凈光合速率也能繼續(xù)維持在一定水平，并未阻止植物進(jìn)行有機(jī)物的積累，這說(shuō)明三葉爬山虎對(duì)于40℃高溫天氣具有較好的耐受性。

[1]袁雪濤,夏冬,許永利,等.應(yīng)用Logistic方程測(cè)定四種藤本植物的耐熱性[J].北方園藝,2017(14):99-102.

[2]王佩舒,趙薇,陳景玲,等.高溫脅迫對(duì)冬小麥旗葉傷害的葉綠

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[3]武術(shù)杰,趙珺.適合北方城市垂直綠化的藤本植物品種特性與應(yīng)用[J].東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2007(12): 15-16.

[4]王日明,熊興耀.高溫脅迫對(duì)黑麥草生長(zhǎng)及生理代謝的影響[J].草業(yè)學(xué)報(bào),2016(8): 81-90.

2017-08-18）

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