遮阴对紫叶紫薇幼苗生长及光合特性的影响.pdf

中国农学通报 2023 39 35 61 70 ChineseAgriculturalScienceBulletin 基金项目 温州市农业新品种选育协作组项目 紫薇和兰属种质收集 保育与新种质创制 2019ZX004 3 第一作者简介 马晓华 1989 年出生 女 助理研究员 硕士研究生 研究方向 观赏植物生理生化与育种 通信地址 325005 浙江省温州市雪山路334 号 Tel 0577 88527225 E mail maxiaohua1120 通 信 作 者 郑 坚 1978 年 出 生 男 研 究 员 硕 士 研 究 生 研 究 方 向 观 赏 植 物 植 物 栽 培 管 理 与 育 种 通 信 地 址 325005 浙 江 省 温 州 市 雪 山 路334 号 Tel 0577 88518070 E mail zjyzs 收稿日期 2022 12 13 修回日期 2023 02 09 遮阴对紫叶紫薇幼苗生长及光合特性的影响 马晓华 1 张旭乐 1 章彦君 2 胡青荻 1 钱仁卷 1 郑 坚 1 汤真勇 3 1 浙江省亚热带作物研究所 温州市资源植物创新利用重点实验室 浙江 温州325005 2 国家林业和草原局竹子研究中心 杭州310000 3 温州青源园艺科技有限公司 浙江温州325005 摘 要 为探究遮阴对紫叶紫薇生长 及光合特性的影响 明确紫叶紫薇对不同光照强 度的适应性 通过遮 阴 方 法 设 置4 个 不 同 的 光 照 强 度 水 平L1 CK L2 轻 度 遮 阴 L3 中 度 遮 阴 L4 重 度 遮 阴 测 定2 个 紫 叶紫薇品种的比叶重 光响应曲线 叶绿素荧光参数 抗氧化酶等生理生化指标 结果表明 随着遮阴程 度的增加 午夜紫薇 与 巧克力紫薇 的叶面积与光合色素含量逐渐 升高 与之相反 比叶重逐渐降低 巧 克 力 紫 薇 与 午 夜 紫 薇 的 净 光 合 速 率 P n 随 着 光 照 强 度 PAR 增 加 逐 渐 升 高 当 PAR 800 mol m 2 s 时 P n 的 增 加 逐 渐 趋 于 缓 慢 最 后 达 到 光 饱 和 午 夜 紫 薇 与 巧 克 力 紫 薇 的 光 饱 和 点 和 光 补 偿 点 在L1 遮 荫 处 理 时 显 著 低 于 其 他 遮 荫 处 理 且 随 着 遮 荫 程 度 的 增 加 二 者 的Pmax 最 大 净 光 合 速 率 呈 现 先 增 加 后 降 低 的 趋 势 巧 克 力 紫 薇 与 午 夜 紫 薇 的 P n 随 着 胞 间 二 氧 化 碳 CO2 浓 度 的 增 加 而 逐 渐 上 升 当 C i 胞 间CO2 浓 度 1000 mol mol 时 P n 随 C i 的 升 高 的 增 加 趋 于 缓 慢 午 夜 紫 薇 与 巧 克 力 紫 薇 的CO2 补 偿 点 随 着 遮 荫 程 度 的 增 加 而 逐 渐 降 低 巧 克 力 紫 薇 Y II 实 际 光 化 学 量 子 效 率 随 着 遮 荫 程 度 的 增 加 逐 渐 增 加 而 巧 克 力 紫 薇 与 午 夜 紫 薇 Y NO 与 光 无 关 的 基 本 散 热 量 子 效 率 则 随 着 遮 荫 程 度 的 增 加 而 显 著 降 低 L1 全 光 照 条 件 显 著 增 加 了 午 夜 紫 薇 与 巧 克 力 紫 薇 的O2 产 生 速 率 与H2O2 含 量 及 超 氧 化 物 歧 化 酶 SOD 过 氧 化 物 酶 POD 过 氧 化 氢 酶 CAT 活 性 因 此 全 光 照 条 件 下 紫 叶 紫 薇 出 现 一 定 的 光 抑 制 现 象 轻 度 遮 阴 可 提 高 紫 叶 紫 薇 的 光 能 利 用 率 促 进 生 长 发 育 同 时 紫 叶 紫 薇 对 弱 光具有一定的适应性 关键词 紫叶紫薇 遮阴 生长 光合特性 叶绿素荧光 保护酶 中图分类号 S688 9 文献标志码 A 论文编号 casb2022 1024 The Influence of Shading on Growth and Photosynthetic Characteristics of Purple leaf Lagerstroemia indica MA Xiaohua 1 ZHANG Xule 1 ZHANG Yanjun 2 HU Qingdi 1 QIAN Renjuan 1 ZHENG Jian 1 TANG Zhenyong 3 1 Institute of Subtropical Crops of Zhejiang Province Wenzhou Key Laboratory of Innovative Utilization of Plant Resources Wenzhou Zheji ang 325005 2 Bamboo Research Center National Forestry and Grassland Administration Hangzhou 310000 3 Wenzhou Qingyuan Horticulture Technology Co Ltd Wenzhou Zhejiang 325005 Abstract In order to study the effects of shading on the growth and photosynthetic characteristics of purple leaf Lagerstroemia indica and to clarify the adaptability of purple leaf Lagerstroemia indica to different light intensities four different light intensity levels L 1 CK L 2 light shade L 3 moderate shade and L 4 heavy shade were set through shading methods The physiological and biochemical indexes of two purple leaf中国农学通报 0 引言 紫 薇 Lagerstroemia indica 千 屈 菜 科 Lythraceae 紫 薇 属 落 叶 灌 木 或 小 乔 木 花 色 艳 丽 树 型 优 美 造 型 多样 花期长且抗逆性强 因而在园林造景与城市绿化 中 广 泛 应 用 1 2 近 年 来 随 着 紫 薇 品 种 选 育 工 作 的 不 断 突 破 与 创 新 大 量 极 具 特 色 的 紫 薇 新 品 种 不 断 涌 现 其 中 美 国 的Pounders 等 3 4 培 育 出 的 黑 钻 石 系 列 紫薇品种 叶片呈现出靓丽的黑紫色 使紫叶紫薇以观 花 观叶于一体的独特观赏价值走入人们的视野 受到 广大园林工作者的青睐 光 照 强 度 是 调 控 植 物 生 长 发 育 光 合 作 用 与 形 态 建 成 的 重 要 环 境 因 子 之 一 5 光 照 强 度 过 低 时 植 物 光 合 速 率 降 低 生 长 发 育 受 阻 生 长 势 减 弱 6 而 光 照 强 度过剩 超过植物光合器官所能利用的光能 过剩的光 能 产 生 大 量 的 超 氧 阴 离 子 O2 破 坏 类 囊 体 膜 等 光 合 器 官 最 终 使 植 物 净 光 合 速 率 降 低 产 生 光 抑 制 阻 碍 生 长 发 育 7 大 量 研 究 表 明 植 物 会 改 变 叶 片 形 态 结 构 光 合 特 性 及 生 理 生 化 指 标 等 来 适 应 不 同 的 光 环 境 使 植 物 免 受 光 逆 境 的 伤 害 8 遮 荫 会 显 著 提 高 荫 生 植 物 的 净 光 合 速 率 及 气 孔 导 度 如 香 榧 Torreya grandis 9 多 花 黄 精 Polygonatum cyrtonema Hua 等 10 而 过 度 遮 阴 也 会 导 致 光 强 不 足 植 物 生 长 势 减 弱 如 喜 树 camptotheca acuminata 11 等 过 高 或 过 低 的 光 强 都 会 使植物生长发育不良 受到光逆境损伤 同时 研究还 发 现 弱 光 下 植 物 可 通 过 增 强PS 实 际 光 化 学 量 子 产 量 及 电 子 传 递 速 率 等 途 径 来 促 进 对 光 能 的 利 用 如 圆 齿 野 鸦 椿 Euscaphis konishii 等 12 而 强 光 下 植 物 则 会 通过提高热耗散比例及羧化速率来消耗过剩光能以缓 解或避免光抑制 目 前 关 于 紫 薇 的 研 究 主 要 集 中 在 栽 培 管 理 13 品 种 育 种 及 抗 逆 生 理 14 等 方 面 而 紫 薇 品 种 多 样 对 遮 荫 与 光 合 特 性 的 研 究 主 要 以 大 花 紫 薇 等 为 对 象 对 紫 叶 紫 薇 等 品 种 研 究 较 少 基 于 目 前 全 国 紫 薇 品 种 研 究 及 园 林 绿 化 应 用 十 分 广 泛 的 现 状 本 研 究 开 展 遮 荫 对 目 前 园 林 应 用 较 多 的 紫 叶 紫 薇 巧 克 力 Lagerstroemia indica Chocolate 与 午 夜 Lagerstroemia indica Midnight 2 个 紫 薇 品 种 生 长 与 光 合 生 理 特 性 研 究 探 究 遮 荫 对2 个 紫 薇 品 种 的 生 长 光 合 及 叶 绿 素 荧 光 特 性 差 异 为 其 在 园 林 绿 化 中 的 应 用 与 栽 培 管 理 提 供 科学依据 Lagerstroemia indica varieties such as specific leaf weight SLW light response curve chlorophyll fluorescence parameters and antioxidant enzymes were determined With the increase of shading degree the results showed that the leaf area and photosynthetic pigment content of Lagerstroemia indica Midnight and Lagerstroemia indica Chocolate increased while the results of SLW decreased The net photosynthetic rate P n of Lagerstroemia indica Midnight and Lagerstroemia indica Chocolate increased gradually with the increase of light intensity PAR When PAR 800 mol m s the increase of P n gradually slowed down and finally reached light saturation The light saturation point and light compensation point of Lagerstroemia indica Midnight and Lagerstroemia indica Chocolate under L 1 light intensity were significantly lower than those of other shading treatments and P max maximum net photosynthetic rate of both Lagerstroemia indica varieties increased first and then decreased with the increase of shading degree The P n of Lagerstroemia indica Midnight and Lagerstroemia indica Chocolate increased gradually with the increase of CO 2 concentration while the P n tended to increase slowly with the increase of C i Intercellular CO 2 concentration 1000 mol mol The CO 2 compensation points of Lagerstroemia indica Midnight and Lagerstroemia indica Chocolate decreased with increasing shading Y II Actual photochemical quantum efficiency of Lagerstroemia indica Chocolate increased with the increase of shading degree while Y NO Quantum efficiency of fundamental heat dissipation independent of light of Lagerstroemia indica Midnight and Lagerstroemia indica Chocolate decreased significantly with the increase of shading degree The O 2 production rate H 2 O 2 content SOD POD and CAT of Lagerstroemia indica Midnight and Lagerstroemia indica Chocolate under L 1 light condition were significantly increased In conclusion there was a certain phenomenon of light suppression of purple leaf Lagerstroemia indica under full light Shading can improve the utilization rate of light energy and promote the growth and development of purple leaf Lagerstroemia indica which has certain adaptability to low light Keywords Purple leaf Lagerstroemia indica shade growth photosynthetic characteristics chlorophyll fluorescence protective enzyme 621 材料与方法 1 1 试验地与材料 试 验 地 设 在 浙 江 温 州 119 37 121 18 E 27 06 28 36 N 亚 热 带 作 物 研 究 所 种 质 创 新 科 研 基 地 6 月 中 旬 选 择 生 长 健 壮 长 势 一 致 的 三 年 生 盆 栽 紫 薇 开 展 试 验 研 究 分 别 为 紫 叶 紫 薇 巧 克 力 Lagerstroemia indica Chocolate 午 夜 Lagerstroemia indica Midnight 育 苗 容 器 规 格 为D22 5 cm U25 5 cm H18 0cm 基 质 成 分 为 黄 土 泥 炭 蛭 石 5 3 2 体 积 比 配 置 容 重 为0 73 g cm 3 有 机 质 含 量 为305 52 g kg 氮 磷 钾 含 量 分 别 为0 42 0 086 0 45g kg 期 间 进 行 常规水肥管理 1 2 试验设计 在 试 验 地 采 用 不 同 厚 度 黑 色 遮 阴 网 搭 建 遮 阴 棚 规 格 为2 2m 高 2 5m 宽 2 0m 长 不 同 处 理 遮 阴 棚 间 隔1 8 2 2 m 防 止 交 叉 遮 阴 保 持 正 常 通 风 试 验 共 设 置4 个 遮 阴 处 理 L1 为 对 照 组 CK 不 遮 荫 处 理 L2 为 轻 度 遮 荫 处 理 L3 为 中 度 遮 荫 处 理 L4 为 重 度 遮荫处理 每个处理5 个重复 每个重复3 株 生长健 壮 长 势 一 致 的 紫 薇 容 器 苗 分 别 放 置 于 不 同 遮 阴 棚 试 验 共 处 理30d 每3d 移 动 容 器 苗 位 置 排 除 遮 阴 位 置 影 响 采 用 照 度 计 TES 1339R 台 湾 在 每 个 遮 阴 棚 内 随 机 选 取6 个 点 连 续7d 从6 00 18 00 测 量 光 照 强 度 并 计 算 平 均 值 具 体 光 照 强 度 如 图1 每 种 遮 阴 处 理 包 括 2 种 紫 薇 巧 克 力 Lagerstroemia indica Chocolate 午 夜 Lagerstroemia indica Midnight 遮 荫 处 理30d 结 束 后 于 上 午7 00 采 集 从 顶 端 向 下 第 2 3 叶位紫薇成熟叶片进行各个指标测定 1 3 测定指标及方法 1 3 1 生 长 指 标 测 定 遮 荫 处 理 结 束 后 选 取 每 个 处 理 2 个 紫 薇 品 种 的 相 同 叶 位 叶 片 进 行 叶 面 积 对 比 并 进 行比叶重测定 比 叶重 叶片 质量 叶面 积 1 式 中 叶 片 质 量 单 位 为mg 叶 面 积 单 位 为cm 2 比 叶 重 的单位为mg cm 2 1 3 2 光 合 色 素 测 定 采 集 相 同 叶 位 的 健 康 全 展 开 的 紫 薇 叶 片 擦 干 净 剪 碎 称 取0 2 g 置 于 丙 酮 中 黑 暗 条 件 下 浸 提24h 期 间 不 断 摇 晃 管 子 至 叶 片 发 白 提 取 液 用UV 2550 紫 外 分 光 光 度 计 Kyoto Japan 在649 665 和470nm 波 长 下 的 测 定 吸 光 度 按 照 公 式 计 算 叶 绿素a b 和类胡萝卜素的含量 15 1 3 3 光 合 光 响 应 曲 线 与 光 合 CO2 响 应 曲 线 选 择 不 同 处 理 的 健 康 完 全 展 开 的 紫 薇 叶 片 采 用Li 6400 便 携 式 光 合 仪 美 国 Li cor 测 定 光 响 应 和CO2 响 应 曲 线 测 定 前 用1200 mol m 2 s 对 叶 片 进 行 光 诱 导 光 响 应 曲 线 测 定 时CO2 浓 度 Ca 为450 mol mol 光 照 强 度 梯 度 为1600 1200 1000 800 600 400 200 150 100 50 0 mol m 2 s CO2 响 应 曲 线 测 定 时 光 照 强 度 设 置 为1000 mol m 2 s CO2 梯 度 设 定 为0 50 150 200 400 600 800 1000 1200 1500 mol mol 16 1 3 4 叶 绿 素 荧 光 参 数 使 用 双 通 道Dual PAM 100 叶 绿 素 荧 光 仪 WALZ Germany 测 量 不 同 遮 荫 处 理 紫 薇 叶 片 的 叶 绿 素 荧 光 参 数 叶 片 暗 适 应20min 之 后 在 0 10 18 36 94 172 214 330 501 759 923 1178 1455 mol m 2 s PAR 下 测 定 快 速 光 曲 线 计 算 公 式 如式 2 4 Y I I F m F t F m 2 Y N P Q F t F m F t F m 3 Y I I Y N P Q Y N O 1 4 式 中 Y II 是PSII 的 实 际 光 化 学 量 子 效 率 Y NO 是 PSII 中 的 荧 光 和 与 光 无 关 的 基 本 散 热 量 子 效 率 Y NPQ 是PSII 中 受 PH 和 叶 黄 素 调 节 的 散 热 量 子 效 率 17 1 3 5 超氧阴离子产生速率与抗氧化酶活性 1 超 氧 阴 离 子 产 生 速 率 O2 与 过 氧 化 氢 H2O2 测 定 0 2 g 紫 薇 叶 片 鲜 样 经 磷 酸 缓 冲 液 PH 7 8 0 05mol L 冰浴研磨 8000g 离心15min 取上清液 1 加 入 羟 胺 氯 化 物 0 01 mol L 在 温 箱30 培 养 25 min 之 后 依 次 加 入 对 氨 基 苯 磺 酸 0 017 mol L 和 萘 胺 0 007 mol L 显 色 液 正 丁 醇 萃 取 UV 2550 紫 外 分 光 光 度 计530nm 测 定 18 2 加 入 硫 酸 钛 5 浓 氨 时 间 光 照 强 度 光照强度 mol m 2 s 图 1 不同遮荫处理光照强度日变化 马 晓 华 等 遮 阴 对 紫 叶 紫 薇 幼 苗 生 长 及 光 合 特 性 的 影 响 63中国农学通报 水 形成沉淀后离心 弃上清 丙酮反复洗涤沉淀 去除 色素后加入硫酸 2mol L 在415nm 处测定吸光度 19 2 抗 氧 化 酶 活 性 测 定 0 5 g 鲜 研 磨 磷 酸 缓 冲 液 PH 7 8 0 05 mol L 提 取 上 清 液 采 用 氮 蓝 四 唑 NBT 法 测 定 超 氧 化 物 歧 化 酶 SOD 活 性 UV 2550 紫 外 分 光 光 度 计560nm 波 长 下 测 定 吸 光 度 愈 创 木 酚 法 测 定 过 氧 化 物 酶 POD 活 性 UV 2550 紫 外 分 光 光 度 计 读 取OD 470 值 加 过 氧 化 氢 采 紫 外 吸 收 法 测 定 过 氧 化物酶 CAT 活性 240nm 测定吸光度 20 1 4 数据分析 数 据 分 析 采 用SPSS 16 0 软 件 统 计 处 理 运 用 Duncan 氏检验法进行多重比较 2 结果与分析 2 1 遮阴条件下紫薇叶面积及比叶重变化 如 图2 所 示 不 同 遮 荫 处 理30d 后 巧 克 力 紫 薇 与 午 夜 紫 薇 叶 片 面 积 随 着 遮 荫 程 度 的 增 加 叶 面 积 逐 渐 增大 叶片变薄 具体表现为 午夜紫薇 与 巧克力紫 薇 比 叶 重 随 着 遮 荫 程 度 的 增 加 显 著 降 低 并 在L4 光 照 强 度 时 为 最 低 值 分 别 为L1 不 遮 阴 处 理 的77 07 P 0 05 与75 88 P 0 05 如 图2B 所 示 在 相 同 遮 荫 条 件 下 午 夜 紫 薇 的 比 叶 重 显 著 高 于 巧 克 力 紫 薇 在 L1 L2 L3 和L4 遮 荫 条 件 下 下 巧 克 力 紫 薇 比 叶 重 分 别 为 午 夜 紫 薇 的 88 92 89 75 87 69 和 87 63 2 2 遮阴条件下紫薇光响应曲线变化 如 图3 所 示 遮 荫 处 理30d 后 不 同 遮 荫 处 理 条 件 下 午 夜 紫 薇 与 巧 克 力 紫 薇 叶 片 的 P n 随 PAR 的 升 高 的 变 化 趋 势 基 本 一 致 PAR 从0 800 mol m 2 s 时 叶 片 P n 随 着 PAR 的 升 高 而 快 速 增 加 当 PAR 800 mol m 2 s 时 其 随 PAR 的 增 加 逐 渐 趋 于 缓 慢 最 后 达 到 光 饱 和 如 表1 所 示 不 同 遮 荫 处 理 下 午 夜 紫 薇 与 巧 克 力 紫 薇 的 光 饱 和 点 与 光 补 偿 点 发 生 显 光 照 强 度 比 叶 重 午 夜 巧 克 力 图 2 不同遮荫处理紫叶紫薇叶面积及比叶重变化 不同的大写字母表示在0 05 水平下 不同紫薇在相同遮荫程度的显著差异 小写字母表示在0 05 的水平下在不同遮荫处理下的同一紫薇下的显著差异 光 照 强 度 午夜紫薇净光合速率 mol m 2 s 光 照 强 度 巧克力紫薇净光合速率 mol m 2 s 图 3 不同遮荫处理 午夜紫薇 A 和 巧克力紫薇 B 光响应曲线变化 光照强度 mol m 2 s 光照强度 mol m 2 s 64 胞 间 浓 度 巧克力紫薇净光合速率 mol m 2 s 胞 间 浓 度 午夜紫薇净光合速率 mol m 2 s 著 变 化 其 中 午 夜 紫 薇 的 光 饱 和 点 在L2 遮 荫 条 件 时 达 最 高 值 显 著 高 于 其 他 遮 荫 处 理 而 午 夜 紫 薇 与 巧 克 力 紫 薇 的 光 饱 和 点 和 光 补 偿 点 在L1 遮 荫 处 理 时 显 著 低 于 其 他 遮 荫 处 理 光 补 偿 点 在L2 L3 和L4 遮 荫处理时无显著差异 且随着遮荫程度的增加 午夜 紫 薇 与 巧 克 力 紫 薇 的Pmax 呈 现 先 增 加 后 降 低 的 趋 势 在L2 遮荫条件显著高于其他处理 2 3 遮阴条件下紫薇CO2 曲线变化 如 图4 所 示 不 同 遮 荫 处 理 条 件 下 C i 1000 mol mol 时 午 夜 紫 薇 与 巧 克 力 紫 薇 的 P n 随 C i 的 升 高 的 不 断 上 升 当 C i 1000 mol mol 时 P n 随 C i 的 升 高 的 增 加 趋 于 缓 慢 最 后 达 到 饱 和 点 如 表1 所 示 午 夜 紫 薇 与 巧 克 力 紫 薇 的CO2 补 偿 点 在 不 同 遮 荫 条 件 下 差 异 显 著 午 夜 紫 薇 与 巧 克 力 紫 薇 的CO2 补 偿 点 均 在 L1 与L2 遮 荫 条 件 下 时 无 显 著 差 异 且 随 着 遮 荫 程 度 的 增加而逐渐降低 至L4 遮荫条件下达最低值 2 4 遮阴条件下紫薇叶绿素荧光参数变化 如 图5 所 示 不 同 遮 荫 处 理 下 午 夜 紫 薇 与 巧 克 力 紫 薇 光 能 耗 散 中 的 实 际 光 化 学 效 率 actual photochemical efficiency Y II 非 调 节 性 能 量 耗 散 non adjusting energy dissipation quantum yield Y NO 和 调 节 性 能 量 耗 散 adjusting energy dissipation quantumyield Y NPQ 存 在 显 著 差 异 巧 克 力 紫 薇 的Y II 随 着 遮 荫 程 度 的 增 加 也 随 之 增 加 在L4 遮 荫 处 理 时 达 最 大 值 而Y NO 的 变 化 则 与 之 相 反 随 着 遮 荫 程 度 的 增 加 逐 渐 降 低 图5A 不 同 遮 荫 处 理 下 午 夜 紫 薇 Y NO 的 变 化 趋 势 与 巧 克 力 紫 薇 相 似 均 随 着 遮 荫 程 度 的 增 加 而 显 著 降 低 而Y II 的 变 化 趋 势 与 巧 克 力 紫 薇 相 比 存 在 差 异 L2 和L4 遮 荫 处 理 下 的Y II 显 著 高 于 其 他2 个 遮 荫 处 理 L3 与L4 遮 荫 处 理 下 的Y NPQ 显 著 高 于 其 他 遮 荫 处 理 图5B 处理 午夜 紫薇 巧克力 紫薇 L1 L2 L3 L4 L1 L2 L3 L4 参数 光饱和点 LSP mol m 2 s 632 33 20 65d 917 67 6 66a 867 33 17 24b 702 25 5 46c 722 33 6 26c 902 33 10 02a 841 33 27 01b 802 45 27 01b 光补偿点 LCP mol m 2 s 15 33 2 08b 28 33 6 51a 28 67 3 06a 26 25 8 81a 22 33 3 79b 38 33 3 26a 42 67 5 01a 35 82 3 05a 最大净光合速率 Pmax mol m 2 s 8 92 1 73d 14 25 3 29a 12 74 0 96b 10 92 2 08c 9 13 2 32c 11 95 2 18a 10 25 1 88b 9 46 1 33c CO2 补偿点 CDCP mol mol 36 70 3 85a 25 28 4 92a 22 68 6 15b 19 93 1 64c 33 94 1 70a 26 24 2 36a 20 03 2 45b 13 93 1 29c 表 1 不同遮荫处理下 午夜紫薇 和 巧克力紫薇 的光合与二氧化碳响应曲线特征参数 图 4 不同遮荫处理 午夜紫薇 A 和 巧克力紫薇 B 二氧化碳响应曲线变化 马 晓 华 等 遮 阴 对 紫 叶 紫 薇 幼 苗 生 长 及 光 合 特 性 的 影 响 胞间CO2 浓度 mol mol 胞间CO2 浓度 mol mol 65中国农学通报 A L1 L2 L3 L4 B L1 L2 L3 L4 图 5 不同遮荫处理 巧克力紫薇 A 和 午夜紫薇 B 叶绿素荧光参数的变化 662 5 遮阴条件下紫薇光合色素含量变化 如 图6 所 示 不 同 遮 荫 处 理 下 午 夜 紫 薇 与 巧 克 力 紫 薇 的 叶 绿 素a Chla 叶 绿 素b Chlb 和 类 胡 萝 卜 素 Car 含 量 随 着 遮 荫 程 度 增 加 逐 渐 上 升 并 在L4 遮 荫 处 理 下 升 至 最 高 值 在L3 和L4 光 照 强 度 下 巧 克 力 紫 薇 的Chla 和Chlb 的 含 量 显 著 高 于 午 夜 紫 薇 而 在 不 同 的 遮 荫 程 度 下 巧 克 力 紫 薇 的Car 含 量 均 显 著 高 于 午 夜 紫 薇 在L4 遮 荫 处 理 下 午 夜 紫 薇 与 巧 克 力 紫 薇 的Chla 和Chlb 含 量 分 别 为L1 遮 荫 条 件下的162 71 176 92 和176 39 和213 79 2 6 遮阴条件下紫薇O2 产生速率与H2O2 含量变化 如 图7 所 示 不 同 遮 荫 处 理 下 午 夜 紫 薇 和 巧 克 力 紫 薇 的O2 产 生 速 率 与H2O2 含 量 差 异 十 分 显 著 O2 产 生 速 率 与H2O2 含 量 随 着 遮 荫 程 度 的 增 加 呈 先 下 降 后 上 升 趋 势 巧 克 力 紫 薇 的O2 产 生 速 率 在L1 遮 荫 条 件 下 显 著 高 于 午 夜 紫 薇 在L3 遮 荫 处 理 下 午 夜 紫 薇 和 巧 克 力 紫 薇 的O2 产 生 速 率 和H2O2 含 量 显 著 低 于 其 他 遮 荫 处 理 分 别 为L1 遮 荫 处 理 的51 74 和47 84 32 28 和33 49 在不同遮荫处理下 午 夜紫薇 和 巧克力紫薇 的H2O2 含量无显著差异 2 7 遮阴条件下紫薇抗氧化酶活性变化 如 图8 所 示 不 同 遮 荫 处 理 下 午 夜 紫 薇 和 巧 克 力 紫 薇 的POD CAT 和SOD 活 性 差 异 显 著 随 着 遮 荫 程 度 的 增 加 呈 先 下 降 后 上 升 的 趋 势 在L1 L2 和L3 遮 荫 处 理 下 午 夜 紫 薇 的POD 活 性 显 著 高 于 巧 克 力 紫 薇 而CAT 活 性 无 显 著 差 异 在 不 同 遮 荫 处 理 下 午 夜 紫 薇 的SOD 活 性 均 显 著 高 于 巧 克 力 紫 薇 巧 克力 紫薇 的POD 和CAT 活性 在L1 与L4 遮荫 处理 下差 异 不 显 著 在L3 遮 荫 条 件 下 午 夜 紫 薇 和 巧 克 力 紫 薇 的POD CAT 和SOD 活 性 分 别 为L1 遮 荫 处 理 的 50 9 和51 28 40 4 和33 57 58 3 和55 92 3 结论与讨论 植物可以通过增强光合能力及热量耗散来适应强 光环境 而在低光条件下 植物通过提高光能利用率及 光 照 强 度 午 夜 巧 克 力 光 照 强 度 午 夜 巧 克 力 光 照 强 度 午 夜 巧 克 力 光 照 强 度 午 夜 巧 克 力 图 6 不同遮荫处理紫叶紫薇叶绿素 a 叶绿素 b 类胡萝卜素及叶绿素 a b 的变化 马 晓 华 等 遮 阴 对 紫 叶 紫 薇 幼 苗 生 长 及 光 合 特 性 的 影 响 67中国农学通报 光 照 强 度 午 夜 巧 克 力 SOD 活性 U g min FW 光 照 强 度 午 夜 巧 克 力 CAT 活性 U g min FW 降 低 呼 吸 速 率 增 强 适 应 性 21 大 量 研 究 表 明 植 物 在 弱光条件下会通过增加叶面积捕获更多的光能用于光 合 作 用 22 23 本 研 究 发 现 随 着 遮 荫 程 度 的 降 低 午 夜 紫薇 和 巧克力紫薇 的叶面积也随之增加 这与前人 的 研 究 结 果 相 似 体 现 了 植 物 对 弱 光 环 境 的 形 态 适 应 策略 植 物 光 合 光 响 应 与 光 合 CO2 响 应 曲 线 是 了 解 植 物 光 合 特 性 与 光 反 应 效 率 的 重 要 途 径 之 一 也 是 反 映 植 物 P n 随 PAR 和CO2 浓 度 变 化 趋 势 的 重 要 手 段 24 光 饱 和 点 与 光 补 偿 点 的 大 小 直 接 反 应 了 植 物 光 需 特 光 照 强 度 午 夜 巧 克 力 O2 产生速率 mol min g FW 光 照 强 度 含 量 午 夜 巧 克 力 图 7 不同遮荫处理紫叶紫薇 O 2 产生速率与 H 2 O 2 含量的变化 光 照 强 度 午 夜 巧 克 力 POD 活性 U g min FW 图 8 不同遮荫处理 午夜紫薇 与 巧克力紫薇 POD CAT 与 SOD 活性的变化 68性 24 本 研 究 发 现 不 同 遮 荫 处 理 条 件 下 午 夜 紫 薇 和 巧 克 力 紫 薇 的LCP 和LSP 存 在 显 著 差 异 在L1 遮 荫 条 件 下 显 著 低 于 其 他 遮 荫 处 理 这 与 代 大 川 等 在 桢 楠 Phoebe Zhennans 上 的 研 究 相 似 25 表 明 紫 薇 在L1 光 照 条 件 下 产 生 了 强 光 抑 制 现 象 紫 薇 在 长 时 间 强 光 照 射 条 件 下 光 合 作 用 反 应 中 心 吸 收 的 能 量 超 过 其 可 以 利 用 的 光 能 过 剩 的 光 能 无 法 通 过 热 能 耗 散 对 光 合 机 构造成一定的损伤 本研究进一步发现巧克力紫薇与 午 夜 紫 薇 的Pmax 在L2 L3 和L4 遮 荫 条 件 下 显 著 高 于L1 遮 荫 处 理 表 明 午 夜 紫 薇 和 巧 克 力 紫 薇 的 净 光 合 速 率 与 全 光 照 相 比 在 遮 荫 条 件 下 有 所 增 加 紫 薇 对 弱 光 条 件 具 有 一 定 的 适 应 能 力 且 轻 度 遮 荫 有 利 于 增 强 紫 薇 的 光 能 利 用 效 率 促 进 紫 薇 生 长 CO2 是 植 物 光 合反应的基本原料 也是呼吸作用的重要产物之一 植 物 可 以 通 过 调 节 呼 吸 作 用 适