外施營養(yǎng)液對中紅楊葉色變化的影響

摘 要 中紅楊（Populus×euramericana 'zhonghuahongye'），又名中華紅葉楊，屬于林2025型楊樹，是經(jīng)過芽變的優(yōu)良新型楊樹。目前人們對紅葉楊葉色變化的研究相對匱乏，限制了以中紅楊為代表的彩葉植物的進一步開發(fā)和利用。為了研究噴施K+、Cu2+和Fe2+營養(yǎng)液對紅葉楊葉色的影響，選取2023年3月扦插成活的幼苗，于當年5月開始進行盆栽試驗，每隔3 d分別對中紅楊葉面噴施5%等量的KH2PO4、CuSO4及FeSO4溶液。30 d后測定中紅楊葉片內(nèi)葉綠素a、葉綠素b、類胡蘿卜素、花色素苷等含量。結(jié)果表明，當植物暴露在完整的陽光下時，使用5%CuSO4植物營養(yǎng)液可以大幅度改善植物的顏色和品質(zhì)，此時葉片內(nèi)花色素苷的相對比例會得到顯著改善，這將會增加植物的美感和欣賞價值。因此，這種植物營養(yǎng)液是非常理想的。

關(guān)鍵詞 中紅楊；營養(yǎng)液；葉色變化

中圖分類號：S792.11 文獻標志碼：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2024.07.013

中紅楊（Populus×euramericana 'zhonghuahongye'）枝葉茂密，形態(tài)優(yōu)美，顏色鮮艷，對氣候、土壤條件要求不高，具有較強的抗蟲、耐干旱、耐水澇、耐鹽堿、耐瘠薄、抗病蟲和觀賞性強的特點，將其作為園林觀賞彩葉樹木和速生用材兼用品種進行綜合開發(fā)利用具有較大的經(jīng)濟、生態(tài)和社會效益，發(fā)展前景廣闊。

目前我國許多地區(qū)已經(jīng)引種栽培了紅葉楊，太原[1]、廣饒[2]、河西地區(qū)[3]、大慶地區(qū)[4]、烏魯木齊[5]、北京[6]等北方地區(qū)均有大量紅葉楊引入，但因各地環(huán)境條件的差異，紅葉楊植株生長狀態(tài)不一。近幾年，內(nèi)蒙古地區(qū)開始引進中紅楊作為景觀樹種，但由于其生長環(huán)境與引種源地存在一定差異，部分植株存在葉色黯淡、彩葉時間短等問題，直接影響景觀效果。

植物葉片細胞內(nèi)的色素包括葉綠素、花色素苷和類胡蘿卜素，其在細胞中的相對含量和存在位置決定了葉片的顏色[7]。葉綠素占比較大時，葉片呈綠色；花色素苷占比大時，葉片呈紅色；類胡蘿卜素占比大時，葉片呈橙色或黃色[8]。劉英武等研究發(fā)現(xiàn)，不同種類的肥料能夠促進美國紅楓實生苗的生長[9]；劉振平等通過研究證明，不同營養(yǎng)元素處理的紫葉矮櫻葉片的色素含量存在差異，施用硫酸鉀時葉片花色素苷含量最高[10]；梁俊林等研究發(fā)現(xiàn)，噴施Cu2+和Fe2+可以讓雞爪槭葉片提前變?yōu)榧t色和深紅色[11]；張瑞粉研究發(fā)現(xiàn)，外施KH2PO4營養(yǎng)液能夠有效提高中紅楊葉片中花色素苷含量[12]。

以上研究說明，適宜施肥對植株生長及葉色變化存在較大影響。本試驗對中紅楊葉面噴施5%等量KH2PO4、CuSO4及FeSO4溶液，測定紅葉楊葉片內(nèi)葉綠素a、葉綠素b、類胡蘿卜素、花色素苷的含量，尋找促進中紅楊變色期葉色表達的最佳營養(yǎng)液，以期為中紅楊在內(nèi)蒙古呼和浩特地區(qū)的栽培管理和推廣應(yīng)用提供科學依據(jù)。

1 "材料與方法

1.1 "試驗區(qū)概況

試驗地點為內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學東區(qū)校園內(nèi)。試驗區(qū)地處陰山山脈南麓的土默川平原，地貌為山前沖積平原和洪積平原，地勢平坦，海拔1 000 m。地處東經(jīng)110°44′，北緯40°53′。年平均氣溫5.59 ℃，年平均降水量為395 mm，主要集中在7—8月。土壤為沖積土，土層深厚、較肥沃，土壤質(zhì)地為輕壤土或砂壤土，pH值7.5左右[13]。

1.2 "試驗設(shè)計

試驗選取2023年3月扦插成活的幼苗80盆，于2023年5月開始進行盆栽試驗，每隔3 d分別對中紅楊葉面噴施5%等量KH2PO4、CuSO4及FeSO4溶液，空白對照噴施等量清水。經(jīng)30 d培養(yǎng)后選擇3～4片葉，測定葉片內(nèi)各色素的含量。

1.3 "生理指標測定

1.3.1 "葉綠素、類胡蘿卜素的提取與測定

葉綠素和類胡蘿卜素的提取與檢測參照張憲政[14]的方法。將新鮮的中紅楊葉片去除表層雜質(zhì)，切成0.2 g的小塊，將這些小塊分成3份，分別裝進25 mL的容器里。然后向每個容器內(nèi)分別加入丙酮-乙醇（1︰1）20 mL，并將容器密封，在陰涼處存放24 h，直到組織顏色變白。將上述葉綠素提取液放置于一個直徑為1 cm的容器中，在不同波長（663、645、470 nm）下測量吸收率（OD），并通過相應(yīng)的公式計算葉綠素含量：

葉綠素a（mg·g-1）=（12.72A663-2.59A645） V/1 000W

（1）

葉綠素b（mg·g-1）=（22.88A645-4.67A663） V/1 000W

（2）

葉綠素的總量（Tch1） （mg·g-1）=葉綠素a+葉綠素b

（3）

類胡蘿卜素（mg·g-1）=[（1 000A470-3.27Ca-104Cb）/229]×V/1 000W （4）

式中，A為葉色素吸光度值，V為提取液的體積，W為葉片鮮質(zhì)量，Ca為葉綠素a的含量，Cb為葉綠素b的含量。

1.3.2 "花色素苷的測定方法

參照何奕昆等[15]、于曉南 [16] 的方法。將新鮮的中紅楊葉片清洗干凈，去除其中的雜質(zhì)，然后將其切成1.00 g的小塊，放入50 mL的容器內(nèi)，并倒入1%鹽酸甲醇溶液10 mL。最后，將容器的蓋子密閉，避免水分流失。將樣品放置在32 ℃恒溫培養(yǎng)箱（32 ℃，160 r）內(nèi)，持續(xù)攪拌5 h，然后從培養(yǎng)箱內(nèi)抽離樣品，將其過濾，再加入1%鹽酸甲醇，使其稀釋至5倍，得到待測溶液。接著，將待測溶液與鹽酸甲醇進行比較，在530 nm處及657 nm處分別測量其OD，根據(jù)公式計算花色素苷含量：

花色素苷含量（mg·g-1）=OD530-0.25OD657 "（5）

1.4 "數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

使用Excel和SPSS軟件進行數(shù)據(jù)處理及分析。

2 "結(jié)果與分析

2.1 "不同營養(yǎng)液對葉綠素含量的影響

從表1可以看出，在全光照條件下，每隔3 d分別對中紅楊葉面噴施5%等量的KH2PO4、CuSO4及FeSO4營養(yǎng)液后，中紅楊葉片中的葉綠素含量均呈現(xiàn)下降趨勢。其中，噴施KH2PO4營養(yǎng)液后，葉片中葉綠素含量較葉面噴施清水下降了12%；噴施CuSO4營養(yǎng)液后，葉片中葉綠素含量較葉面噴施清水下降了73%；噴施FeSO4營養(yǎng)液后，葉片中葉綠素含量較葉面噴施清水下降了75%。

在全光照條件下，葉面噴施 KH2PO4、CuSO4、FeSO4營養(yǎng)液使葉片中葉綠素含量降低，其中葉面噴施FeSO4營養(yǎng)液處理的葉綠素含量最低。

2.2 "不同營養(yǎng)液對類胡蘿卜素含量的影響

在全光照條件下，每隔3 d分別對中紅楊葉面噴施5%等量的KH2PO4、CuSO4及FeSO4營養(yǎng)液后，中紅楊葉片中的類胡蘿卜素含量均呈現(xiàn)下降趨勢（見表1）。其中，噴施KH2PO4營養(yǎng)液后，葉片類胡蘿卜素含量較葉面噴施清水下降了15%；噴施CuSO4營養(yǎng)液后，葉片中類胡蘿卜素含量較葉面噴施清水下降了68%；噴施FeSO4營養(yǎng)液后，葉片類胡蘿卜素含量較葉面噴施清水下降了69%。

結(jié)果表明，在全光照條件下，葉面噴施 KH2PO4、CuSO4、FeSO4營養(yǎng)液使葉片中類胡蘿卜素含量降低，其中噴施FeSO4營養(yǎng)液后，葉片的類胡蘿卜素含量最低。

2.3 "不同營養(yǎng)液對花色素苷含量的影響

在全光照條件下，每隔3 d分別對中紅楊葉面噴施5%等量的KH2PO4、CuSO4及FeSO4營養(yǎng)液后，中紅楊葉片中的花色素苷含量均呈現(xiàn)上升趨勢。其中，噴施KH2PO4營養(yǎng)液后，葉片中花色素苷含量較葉面噴施清水上升了53%；噴施CuSO4營養(yǎng)液后，葉片中花色素苷含量較葉面噴施清水上升了168%；噴施FeSO4營養(yǎng)液后，葉片中花色素苷含量較葉面噴施清水上升了84%。

結(jié)果表明，在全光照條件下，葉面噴施 KH2PO4、CuSO4、FeSO4營養(yǎng)液使葉片中花色素苷含量升高，其中噴施CuSO4營養(yǎng)液后，葉片的花色素苷含量最高。

3 "討論與結(jié)論

3.1 "討論

3.1.1 "KH2PO4營養(yǎng)液對中紅楊葉色變化的影響

自然界土壤中的磷、鉀不能被植物直接吸收，是影響植物生長的主要因素[17]。根據(jù)最新的研究結(jié)果，0.3%KH2PO4營養(yǎng)液可有效提升葡萄葉片的葉綠素含量[18-19]，而超出此范圍的營養(yǎng)液將導(dǎo)致葉綠素不足[20]。此外，鉀離子也可以對蛋白質(zhì)和酶的功能產(chǎn)生重要的調(diào)節(jié)作用[21]，尤其是對花色素苷的形成產(chǎn)生影響[22]，可以有效提升其功效。吳慧等發(fā)現(xiàn)，當噴施5‰KH2PO4到美國紅楓的葉片上時，會大大增加葉片的花色素苷含量，同時也會減少葉綠素和類胡蘿卜素的含量，從而更好地激活葉片的變色過程[23]。

本研究中，在全光照條件下，噴施等量5% KH2PO4營養(yǎng)液后，中紅楊葉片中的葉綠素、類胡蘿卜素含量對比噴施清水條件下的含量均呈現(xiàn)下降趨勢，但葉片中的花色素苷含量呈現(xiàn)上升趨勢，有效提升了花色素苷的相對含量。

3.1.2 "CuSO4營養(yǎng)液對中紅楊葉色變化的影響

Cu2+是植物生長所需的微量元素，適宜濃度的Cu2+添加對植物的生長具有促進作用[24]。在對農(nóng)作物的研究中發(fā)現(xiàn)，高濃度的Cu2+對植物生長產(chǎn)生脅迫，葉綠素含量降低[25]。而梁俊林在金屬元素對彩葉樹種雞爪槭葉片呈色效果的影響中得出結(jié)論：噴施Cu2+可以讓雞爪槭葉片提前變?yōu)榧t色和深紅色[11]。本研究中，在全光照條件下，噴施等量5%CuSO4營養(yǎng)液后，中紅楊葉片中葉綠素、類胡蘿卜素含量對比噴施清水條件下的含量均呈現(xiàn)下降趨勢，但葉片中的花色素苷含量呈現(xiàn)顯著上升趨勢，大大提高了花色素苷的相對含量，從而使中紅楊葉片呈現(xiàn)出艷麗的紅色，顯著提升中紅楊葉片的觀賞價值。

3.1.3 "FeSO4營養(yǎng)液對中紅楊葉色變化的影響

Fe2+既可以促進光合作用，也可以激活多酚氧化酶、細胞色素氧化酶、抗壞血酸氧化酶等多種酶，為植株的正常生長提供了強大的支持[26]。當Fe2+和Cu2+的含量增加時，葉片的厚度、葉綠素的含量及數(shù)量都顯著降低，從而影響植株的外觀[27]。

本研究中，在全光照條件下，噴施等量5%FeSO4營養(yǎng)液后，中紅楊葉片中葉綠素含量、類胡蘿卜素含量對比噴施清水條件下的含量均呈現(xiàn)下降趨勢，但葉片中的花色素苷含量呈現(xiàn)顯著上升趨勢大大提高了花色素苷的相對含量，從而使中紅楊葉片呈現(xiàn)出艷麗的紅色，顯著提升中紅楊葉片的觀賞價值。

3.2 "結(jié)論

當葉片中花色素苷相對比例較大時，葉片呈現(xiàn)紅色[28]。外施營養(yǎng)液可以在升高花色素苷含量的同時降低葉綠素、類胡蘿卜素的含量，可以有效提升葉片觀賞價值[29]。全光照條件下，葉面噴施5%等量的KH2PO4、CuSO4及FeSO4溶液后，中紅楊葉片中的花色素苷含量明顯上升，其中以噴施5%CuSO4營養(yǎng)液上升最明顯，5%FeSO4營養(yǎng)液次之；葉綠素、類胡蘿卜素含量明顯下降，其中以噴施5%FeSO4營養(yǎng)液下降最明顯，5% CuSO4營養(yǎng)液次之。

綜上所述，在全光照條件下，葉面噴施5% CuSO4營養(yǎng)液可以顯著提高中紅楊葉片中花色素苷的含量，有利于促進變色期葉色的表達，為最佳營養(yǎng)液。

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（責任編輯：敬廷桃）