外界含水量對植物細(xì)胞中光合色素含量的影響

廖昱智

【摘要】：本文以幼苗為研究對象，采用不同的土壤覆蓋方式對幼苗進(jìn)行處理，得出了不同處理方式對應(yīng)的葉片相對含水量，并以此定義外界土壤含水量的多少，之后對不同外界土壤含水量條件下的葉片細(xì)胞光合色素含量進(jìn)行了研究，結(jié)果表明當(dāng)外界土壤嚴(yán)重缺水時，葉片中的光合色素，尤其是葉綠素b的含量減少幅度明顯，隨著外界缺水程度的加劇，葉片光合速率下降，光合作用受到了顯著的抑制。

【關(guān)鍵詞】：土壤含水量；光合色素；光合速率

【引言】：植物所處土壤性質(zhì)對植物的代謝和生長存在多方面的影響，其中外界土壤的含水量對植物葉片的光合作用影響最為顯著和突出[1]。外界水含量對植物光合作用的影響可以分為氣孔因素和非氣孔因素，其中后者是指水含量直接影響葉片的光合色素含量，進(jìn)而影響其光合作用，同時當(dāng)植物處于缺水狀態(tài)時，會對其葉綠體的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響[2，3]。研究外界水含量對植物細(xì)胞光合色素含量的影響有利于明了植物的抗旱機理[4]。本文對不同外界水含量條件下葉片中光合色素含量的變化進(jìn)行了研究，為進(jìn)一步研究植物抗旱機理提供了一定的參考。

1、實驗方法

本實驗，將幼苗移栽于直徑50cm的瓷盆中，培育所需的肥料由家禽糞便、果園土壤和沙粒組成，三者的質(zhì)量比為0.3：1：0.7。培育一段時間后去生長狀況相似的植株進(jìn)行不同土壤含水量的處理，處理方式分為以下3種：（1）不澆水的情況下以薄膜進(jìn)行土壤覆蓋；（2）不澆水的情況下以雜草進(jìn)行土壤覆蓋；（3）不澆水的情況下土壤不進(jìn)行覆蓋。空白對照組為澆水，不覆蓋土壤。

取幼苗中心處葉片進(jìn)行相對含水量的測定，測試方法為烘干法，依據(jù)葉片的相對含水量定義上述3種處理的外界土壤的含水量，當(dāng)葉片的相對含水量比空白組下降小于10%時為輕度缺水，當(dāng)相對含水量下降在10%到20%之間時為中度缺水，當(dāng)相對含水量下降大于20%時為重度缺水。3種處理條件下葉片對應(yīng)的葉綠素a，葉綠素b以及類胡蘿卜素的含量采用紫外可見分光光度計進(jìn)行測試。光合速率由便攜式光合測定儀進(jìn)行測定。

2、實驗結(jié)果

2.1 不同處理方式對葉片相對含水量影響

圖1所示為不同處理條件下幼苗樣品葉片的相對含水量。空白對照組的葉片相對含水量為90.2%，處理方式1對應(yīng)的葉片相對含水量為81.7%，處理方式2對應(yīng)的葉片相對含水量為74.5%，處理方式3對應(yīng)的葉片相對含水量為69.0%，與空白組對比，相對含水量分別下降8.5%，15.7%和21.2%，根據(jù)相對含水量減小量定義外界水含量，三種處理方式1，2，3對應(yīng)的缺水程度分別為輕度，中度和重度。可以看出采用薄膜和雜草對土壤進(jìn)行覆蓋可以明顯減輕土壤水分的散失。

2.2 外界含水量對光合色素的影響

表1為外界缺水程度不同時葉片中葉綠素a，葉綠素b和類胡蘿卜素的含量變化。從表1中可以看出，對于葉綠素a來說，輕度缺水和重度缺水條件下含量下降程度相差不大，只有在重度缺水的條件下，含量的減小幅度達(dá)到了49.16%；對于葉綠素b來說，其含量隨缺水程度的變化趨勢與葉綠素a相似，在重度缺水時，葉綠素b含量的減小幅度為54.17%；對于類胡蘿卜素，缺水程度對其含量的影響較為顯著，重度缺水狀態(tài)下，類胡蘿卜素下降幅度為43.60%。綜合重度缺水條件下光合色素含量的減小幅度，葉綠素b的變化較大，說明外界水含量較少時，葉綠素b受到的影響較大。

圖2為光合速率隨葉片含水量的變化，可以看出隨著外界含水量減少時，葉片含水量減少，同時光合速率也隨之降低。結(jié)合外界含水量對光合色素含量影響的分析，當(dāng)外界缺水程度嚴(yán)重時，光合色素含量減少，因此使得光合速率受到了限制。

結(jié)束語

綜上所述，外界含水量對植物葉片細(xì)胞的相對含水量存在影響，當(dāng)外界含水量較少時，葉片相對含水量也隨之減小，當(dāng)外界嚴(yán)重缺水時，光合色素的含量，尤其是葉綠素b的含量出現(xiàn)顯著的降低，同時光合速率變小，光合作用受到了限制。

【參考文獻(xiàn)】：

[1] 盧從明， 張其德， 匡延云. 水分脅迫對光合作用影響的研究進(jìn)展[J]. 植物學(xué)通報， 1994，11（增刊）： 9-11.

[2] 盧從明， 高煜珠， 張其德. 水分脅迫對葉綠體能量轉(zhuǎn)換的影響[J]. 植物學(xué)報， 1993， 35： 639-697.

[3] 魏美麗，張元明. 脫水對生物結(jié)皮中齒助赤蘚光合色素含量和葉綠體結(jié)構(gòu)的影響[J]. 中國沙漠， 2010， 30（6）： 1311-1318.

[4] 井春喜，張懷剛，師生波，張梅妞，李毅. 土壤水分脅迫對不同耐旱性春小麥品種葉片色素含量的影響[J]. 西北植物學(xué)報， 2003， 23（5）： 811-814.