根際高溫對快白菜根系結構、光合及葉綠素熒光參數的影響

陳連珠 張雪彬 楊小鋒

摘? ? 要： 為研究水培快白菜耐熱性，以耐熱品種‘立豐快菜和不耐熱品種‘新極品快菜為材料，采用營養液栽培法，以27.5 ℃為對照（CK），研究35.8 ℃根際溫度處理7 d后兩種快白菜的生長、根系結構、光合色素含量、葉綠素熒光參數及光合參數的差異。結果表明，高溫處理后‘新極品快菜和‘立豐快菜的地上部鮮質量分別較對照降低41.94%和16.39%;總根長、總表面積、根總體積及根系分叉數分別較對照降低42.3%和24.9%、46.9%和33.2%、54.8%和41.3%、52.0%和38.5%。F0、Fm、ΔF/Fm'、qp分別較對照降低6.3%和11.0%、5.9%和19.0%、16.1%和4.5%、21.3%和7.1%;Pn、Gs、Ci和Tr較對照分別降低58.5%和21.6%、51.6%和29.8%、10.6%和13.1%、56.9%和34.7%。‘新極品快菜葉綠素b、總葉綠素分別較對照降低10.3%和4.1%，而‘立豐快菜葉綠素b、總葉綠素分別較對照增加4.4%和1.0%。高溫對‘新極品快菜各指標的影響大于‘立豐快菜，以地上部鮮質量、總根長、葉綠素b、qp、ΔF/Fm'和Pn表現最為明顯，可優先考慮作為水培快白菜的耐熱性指標。

關鍵詞： 快白菜; 根系結構; 葉綠素熒光; 光合參數

中圖分類號：S634.1? ?文獻標志碼：A? ?文章編號：1673-2871（2020）02-048-05

Effects of rhizosphere high temperature on root， photosynthesis and chlorophyll fluorescence parameters of Chinese cabbages

CHEN Lianzhu， ZHANG Xuebin， YANG Xiaofeng

（Sanya Science and Technology Academy for Crop Winter Multiplication， Sanya 572000， Hainan， China）

Abstract： To study the heat resistance for the hydroponic Chinese cabbage， the ‘Xinjipin which was heat sensitive and the ‘Lifeng which was not heat sensitive were used， we adopted nutrient solution cultivation， with 27.5 ℃ （CK） as control， the effect of 35.8 ℃ heated 7 d in rhizosphere on the growth， root system， photosynthetic pigment content， chlorophyll fluorescence and photosynthetic parameters of the two Chinese cabbages were investigated. The results showed that， compared with the control， the shoot fresh weight of ‘Xinjipin and ‘Lifeng was reduced by 41.94% and 16.39%， respectively. Their total length， total surface area， total root volume and forks of roots decreased by 42.3% and 24.9%， 46.9% and 33.2%， 54.8% and 41.3%， 52.0% and 38.5%， respectively. Their F0， Fm， ΔF/Fm' and qp decreased by 6.3% and 11.0%， 5.9% and 19.0%， 16.1% and 4.5%， 21.3% and 7.1%， respectively. Their Pn， Gs， Ci and Tr decreased by 58.5% and 21.6%， 51.6% and 29.8%， 10.6% and 13.1%， 56.9% and 34.7%， respectively. Chlorophyll b and total chlorophyll of ‘Xinjipin decreased by 10.3% and 4.1%， while ‘Lifeng increased by 4.4% and 1.0%. High temperature made these indicators of ‘Xinjipin changed more than ‘Lifeng， while the shoot fresh weight， root total length， chlorophyll b， qp， ΔF/Fm' and Pn had great difference between this two cabbages， and could be preferentially considered as the heat resistance indicators for Chinese cabbages.

Key words：? Chinese cabbage; Root system; Chlorophyll fluorescence; Photosynthetic parameters

2.5 根際高溫對快菜光合參數的影響

由表4可知，高溫使快白菜的凈光合速率（Pn）、氣孔導度（Gs）及胞間二氧化碳濃度（Ci）及蒸騰速率（Tr）均較對照顯著降低。‘立豐快菜較對照分別降低21.6%、29.8%、13.1%和34.7%;‘新極品快菜較對照分別降低58.5%、51.6%、10.6%和56.9%。高溫使‘立豐快菜水分利用率（WUE）較對照增加2.4%，‘新極品快菜較對照降低5.1%。可見，根際高溫對‘新極品快菜光合參數的影響程度大于‘立豐快菜。

3 討論與結論

不結球白菜在高溫脅迫條件下的單株干質量和鮮質量隨高溫脅迫的加劇和時間的延長而呈現出下降的趨勢[7]。本研究中，根際高溫對不同快白菜品種的地上部生長有不同程度的抑制，‘新極品快菜葉數和地上部鮮質量降低幅度均大于‘立豐快菜，而地上部鮮質量的品種差異性大于葉數，較適合作為快白菜耐熱性指標。

根系是植物吸收和運輸水分及養分的主要器官，根系的生長發育直接影響到植株地上部分的生長和產量[8]。耐熱性弱的不結球白菜品種，其根的干質量、鮮質量明顯低于耐熱性強的品種[9]，筆者發現，根際高溫使2個品種的總根長、總表面積、根總體積及根系分叉數較對照顯著降低，且高溫對‘新極品快菜根系結構參數影響大于‘立豐快菜。

張玉明[10]研究認為，不結球白菜在高溫脅迫下葉綠素a、葉綠素b、總葉綠素含量均較對照明顯降低，且這些指標對不結球白菜的耐熱性具有重要影響，本試驗中，高溫使不耐熱品種‘新極品快菜的葉綠素a、葉綠素b和總葉綠素含量較對照降低，但高溫對耐熱快白菜‘立豐快菜的葉綠素含量影響較小，甚至較對照還略有增加，這與前人[10-11]指出的高溫脅迫會使植物體內的酶失活，影響葉綠素的合成或降解，從而導致植物葉綠素含量的減少的結論不太一致。說明耐熱快白菜品種在保持光合色素含量穩定性方面強于不耐熱品種，而葉綠素b在2個品種間差異最大。

PSⅡ對逆境脅迫非常敏感，高溫會導致其結構和功能發生變化[12]，前人研究表明，qp、ETR、Fm、Fv'/Fm'、F0均與植物耐熱性有關[13-14]。本試驗中，高溫使2種快白菜的F0、Fm、ΔF/Fm'、qp降低，表明高溫使PSⅡ反應中心光化學轉換效率下降。高溫下2種快白菜的ETR和NPQ增加，NPQ上升說明高溫使葉片光能熱耗散增加，有利于耗散過剩光能，從而適應高溫[15]。高溫對‘新極品快菜葉綠素熒光參數的抑制程度均大于‘立豐快菜，而qp在2個品種間差異最大，其次為ΔF/Fm'。

光合作用是植物體生長的基礎，但光合作用對高溫極其敏感，在本試驗中，高溫使2個快白菜的Pn、Gs、Ci及Tr均較對照顯著降低，與李思思等[16]在黃瓜嫁接苗上的研究結果相同，這說明35.8 ℃處理7 d后快白菜光合速率的下降是氣孔限制因素所致，同時高溫對‘新極品快菜光合各參數的影響大于‘立豐快菜，其中Pn在2個品種間差異較大，可以用于評價快白菜的耐熱性。

筆者以‘新極品快菜和‘立豐快菜為材料，主要是因為在夏季設施大棚高溫脅迫中，水培‘新極品快菜幾乎無法正常生長，而‘立豐快菜能快速生長。使用耐熱性差異較大的2個品種，使耐熱指標的篩選具有更強的指向性。高溫脅迫對2種快白菜光合色素及葉綠素熒光參數方面的影響較對照未出現顯著性差異，一方面可能是高溫處理的時間較短或高溫脅迫程度較低，另一方面可能是因為在夏季高溫條件下育苗，快白菜的耐熱性得到一定程度的提高。高溫對‘新極品快菜各指標影響大于‘立豐快菜，以地上部鮮質量、總根長、葉綠素b、qp、ΔF/Fm'和Pn表現最為明顯，可優先考慮作為水培快白菜的耐熱性指標。

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