幾種花卉植物光合色素和根系活力日變化及相關(guān)性分析

康潔

摘要：探討幾種花卉植物光合色素及根系活力的晝夜變化規(guī)律及其之間的關(guān)系，對3種常見花卉植物綠蘿、金盞菊、碰碰香的光合色素含量（葉綠素a、葉綠素b、類胡蘿卜素、總?cè)~綠素含量）、葉綠素a/葉綠素b值及根系活力晝夜變化進(jìn)行了24 h連續(xù)測定，分析變化規(guī)律及其之間的相關(guān)性。結(jié)果表明：綠蘿、金盞菊、碰碰香這3種花卉植物光合色素含量晝夜波動不大，但不同植物光合色素含量差別較大，日均光合色素含量均表現(xiàn)為綠蘿>金盞菊>碰碰香；葉綠素a/葉綠素b日均值表現(xiàn)為金盞菊>碰碰香>綠蘿，表明金盞菊比較喜光照，綠蘿較耐陰；根系活力結(jié)果與葉綠素a/葉綠素b值表現(xiàn)一致，也表現(xiàn)為金盞菊>碰碰香>綠蘿。相關(guān)性分析表明：綠蘿、金盞菊、碰碰香這3種植物根系活力與光合色素指標(biāo)相關(guān)性較弱。

關(guān)鍵詞：花卉植物；光合色素；根系活力；日變化；相關(guān)性分析

中圖分類號：S681.01文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A文章編號：1002-1302（2016）05-0287-03

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、人們生活水平的提高，現(xiàn)代人對生活的質(zhì)量要求也越來越高，花卉植物在人們生活中的作用日趨重要?；ɑ苤参锞哂幸欢ǖ挠^賞價(jià)值，不僅可以凈化空氣、美化環(huán)境，有些還可以散發(fā)特殊氣味讓人感覺神清氣爽，精神愉悅，成為人類生活環(huán)境的重要組成部分和精神必需品。金盞菊（Calendula officinalis）、綠蘿（Scindapsus aureus）和碰碰香（Plectranthus amboinicus）是園林綠化中常見的3種花卉植物，金盞菊是早春良好的花鏡、花壇、中心廣場盆栽植物；綠蘿葉片色澤亮綠，是觀賞價(jià)值極高的室內(nèi)觀葉花卉；碰碰香可以散發(fā)香味，令人神清氣爽，極其適合擺放在室內(nèi)。但是這些植物只有在生長健康的情況下才能充分發(fā)揮其作用。葉綠素含量和根系活力是判斷植株生長發(fā)育特性的重要生理指標(biāo)。植物光合作用主要在葉片中進(jìn)行，葉綠素含量的高低直接影響植物的光能利用效率，在光合作用過程中起至關(guān)重要的作用，同時(shí)也可以揭示植物的適應(yīng)性、生物合成能力以及健康狀況等，是鑒定其生長勢的重要指標(biāo)[1-3]。根系是植物生長發(fā)育的中心器官，它通過吸收水分、礦質(zhì)營養(yǎng)和合成內(nèi)源激素等方式對地上部分的葉片生長、碳素同化、花芽分化等許多過程產(chǎn)生著深刻影響[4-7]，其數(shù)量的多少和活性的高低直接影響地上部的生長發(fā)育及形態(tài)建成[8-10]。研究花卉植物生理特性日變化可以揭示其生長發(fā)育變化規(guī)律，進(jìn)而為花卉植物栽培生理研究奠定理論基礎(chǔ)，使花卉植物能更好地改善人類生存環(huán)境[11]。目前對金盞菊、綠蘿、碰碰香這3種植物的生活特性、栽培技術(shù)、脅迫反應(yīng)、繁殖技術(shù)及園林應(yīng)用等已有一些研究，但是對其晝夜生理變化的研究仍不多見[12-14]。本研究通過對這3種花卉植物葉片葉綠素含量和根系活力晝夜變化進(jìn)行研究，了解其變化規(guī)律，從而為調(diào)控花卉植物的生長及栽培管理提供參考依據(jù)，為花卉植物的開發(fā)利用奠定理論基礎(chǔ)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

2014年3月，以市場上常見的金盞菊、綠蘿、碰碰香3種花卉植物為試驗(yàn)材料，選擇生長良好、無病蟲害的1年生植株，同種植物的植株大小和株型基本一致，盆栽土為混合土（壤土 ∶草碳 ∶蛭石按3 ∶1 ∶1混合）。

1.2試驗(yàn)方法

1.2.1葉綠素含量測定對3種植物進(jìn)行葉綠素含量測定，從00：00—22：00，每隔2 h測定1次。每次測定各選擇3株，剪取最新完全展開葉，將選好的葉片洗凈擦干，去除葉脈，將葉片剪碎后放入提取液（丙酮 ∶無水乙醇=1 ∶1）中，在 50 mL 容量瓶中定容，于室溫下黑暗靜置24 h，用紫外分光光度計(jì)在波長663、645、470 nm處測定提取液的吸光度，然后根據(jù)Lichtenthaler法計(jì)算葉綠素a含量、葉綠素b含量、總?cè)~綠素含量、類胡蘿卜素含量及葉綠素a/葉綠素b值[15-16]。

1.2.2根系活力測定對3種植物進(jìn)行根系活力測定，從00：00—22：00，每隔2 h測定1次。挖取植株根系，沖洗干凈，采用2，3，5-氯化三苯基四氮唑（TTC）法[17]測定。具體方法：取 0.5 g 白色根，依次加人5 mL 0.4%TTC溶液和5 mL 0.07 mol/L磷酸緩沖液，充分混勻，并使根切段完全浸入上述混合液，置于37 ℃恒溫箱中，黑暗培養(yǎng)2 h，使根尖切段顯色（紅色），到提取保溫顯色時(shí)間后，立即向小燒杯內(nèi)加入2 mL 1 mol/L H2SO4溶液，取出根系，用濾紙將表面吸干；將已顯色的根尖切段裝入具塞刻度試管中，加入10 mL甲醇，使根尖切段完全浸入甲醇中，然后將試管置于30～40 ℃保溫箱中，至根尖切段完全變白為止；以甲醇為對照，在波長485 nm處用分光光度計(jì)比色，測定吸光度。繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線：取0.2 mL 04% TTC溶液，加入9.8 mL甲醇和少量保險(xiǎn)粉，充分搖動，所生成的紅色三苯甲腙（TTF）溶液作為已知母液，配制系列濃度溶液。以甲醇為對照，在485 nm下用分光光度計(jì)比色，記錄吸光度。相關(guān)公式為：

根系活力[μg TTF/（g·h）]=氯化三苯基四氮唑還原量（μg）×提取液稀釋倍數(shù)/[根質(zhì)量（g）×培養(yǎng)時(shí)間（h）]。

1.3數(shù)據(jù)處理

使用Excel 2003 和SPSS 16.0對數(shù)據(jù)進(jìn)行繪圖和統(tǒng)計(jì)分析。

2結(jié)果與分析

2.1不同花卉植物葉綠素a含量的比較

從圖1中可以看出，3種植物葉綠素a含量差別較大，其中作為常綠植物的綠蘿葉綠素a含量最高，日平均葉綠素a含量為0.98 mg/g，日變化呈現(xiàn)2個(gè)主要峰值，分別出現(xiàn)在 04：00、14：00，最低值出現(xiàn)在0：00、12：00左右，日變化中最大值、最低值相差0.17 mg/g；金盞菊葉綠素a含量除12：00時(shí)高于綠蘿外，其他時(shí)間均低于綠蘿，且12：00金盞菊葉綠素a含量達(dá)到最大值，為1.04 mg/g，而其日平均葉綠素a含量為 0.89 mg/g；碰碰香植物葉綠素a含量明顯較低，其日均含量為0.21 mg/g，僅為綠蘿的21.4%、金盞菊的23.6%，且其日變化波動不大，但06：00—08：00有增加的趨勢，有2個(gè)高峰，分別出現(xiàn)在08：00、20：00。

2.2不同花卉植物葉綠素b含量的比較

從圖2可以看出，3種花卉植物葉綠素b含量也表現(xiàn)為綠蘿>金盞菊>碰碰香，這與葉綠素a含量表現(xiàn)一致，綠蘿、金盞菊、碰碰香葉綠素b日平均含量分別為0.35、0.27、0.07 mg/g。綠蘿葉綠素b含量日動態(tài)變化中在12：00出現(xiàn)最低值，而最大值出現(xiàn)在04：00、18：00；金盞菊在12：00出現(xiàn)最大值，而 00：00 時(shí)含量最低；碰碰香葉綠素b含量較低，其日變化波動也不大，與綠蘿類似，最低值出現(xiàn)在12：00，但最大值出現(xiàn)在06：00、20：00左右。

2.3不同花卉植物總?cè)~綠素含量的比較

葉綠素直接參與光合作用的吸收、傳遞及其轉(zhuǎn)化，總?cè)~綠素含量的高低直接影響植物光合作用能力的強(qiáng)弱[18-19]。從圖3可以看出，3種植物葉綠素總含量變化趨勢和葉綠素a含量變化趨勢基本一致，綠蘿的總?cè)~綠素含量僅在12：00略低于金盞菊，其他時(shí)間均高于金盞菊、碰碰香，而此時(shí)綠蘿植物總?cè)~綠素含量處于一天中最低值，金盞菊則出現(xiàn)峰值。綠蘿總?cè)~綠素日平均含量為1.32 mg/g，比金盞菊高18.4%，為碰碰香的4.70倍。這說明綠蘿光能轉(zhuǎn)化能力高于金盞菊、綠蘿，而碰碰香光合能力明顯較低。

2.4不同花卉植物葉綠素a/葉綠素b比較

葉綠素含量及葉綠素a/葉綠素b是衡量植物耐陰性的重要指標(biāo)[20]，耐陰性植物一般葉綠素含量較高，而葉綠素a/葉綠素b較低，適合在陰暗環(huán)境中生長[21]。研究表明，一般陽生植物葉片的葉綠素a/葉綠素b大于3，而陰生植物的葉綠素a/葉綠素b一般較低[22-24]。從圖4可以看出，3種花卉植物的葉綠素a/葉綠素b在2.3～3.8之間，金盞菊的葉綠素a/葉綠素b處于較高水平，其日平均值為3.23，屬于陽性植物，也說明其光能轉(zhuǎn)化效率較高；綠蘿葉綠素a/葉綠素b低于金盞菊，其日平均值為2.83，表明綠蘿屬于較耐陰性植物；碰碰香日變化波動較大，06：00—14：00處于較高水平，說明06：00之后碰碰香葉綠素a的合成增加速度明顯高于葉綠素b，葉綠素a/葉綠素b日平均值為2.92，介于綠蘿和金盞菊之間，其耐陰性也介于二者之間。

2.5不同花卉植物類胡蘿卜素含量的比較

從圖5可以看出，對于3種植物類胡蘿卜素含量，綠蘿、金盞菊明顯高于碰碰香；在08：00—12：00，綠蘿略低于金盞菊，其他時(shí)間均高于金盞菊。綠蘿類胡蘿卜素日平均含量達(dá)到0.21 mg/g，金盞菊為0.19 mg/g，碰碰香類胡蘿卜含量較低，日平均值為0.04 mg/g，且變化波動平緩。

2.6不同花卉植物根系活力比較

從圖6可以看出，不同植物種類根系活力差異較大，3種植物根系活力表現(xiàn)為金盞菊>碰碰香>綠蘿，日平均值分別為869.12、443.70、67.14 μg/（g·h），而每種植物的根系活力日變化波動不大，這與葉綠素a/葉綠素b表現(xiàn)一致。

2.7不同花卉植物根系活力與光合色素相關(guān)性分析

從表1可以看出，不同植物根系活力與光合色素成分相關(guān)性不同，除碰碰香根系活力與葉綠素a/葉綠素b相關(guān)性達(dá)到顯著水平外，其他均未達(dá)到顯著水平。綠蘿根系活力與葉綠素a/葉綠素b呈現(xiàn)不顯著弱負(fù)相關(guān)，與葉綠素a、葉綠素b、總?cè)~綠素及類胡蘿卜素含量均呈現(xiàn)不顯著弱正相關(guān)。金盞菊根系活力與光合色素含量及葉綠素a/葉綠素b均呈現(xiàn)不顯著弱負(fù)相關(guān)。而碰碰香植物根系活力除與葉綠素b含量呈不顯著弱正相關(guān)外，與其他光合色素指標(biāo)均呈現(xiàn)出負(fù)相關(guān)性。

3結(jié)論與討論

本研究表明，相同植物不同光合色素含量及根系活力日變化波動不大，而不同植物光合色素含量差別較大，就綠蘿、金盞菊和碰碰香這3種花卉植物而言，葉綠素a、葉綠素b、總?cè)~綠素、類胡蘿卜素含量均表現(xiàn)為綠蘿>金盞菊>碰碰香，說明綠蘿具有較高的光合轉(zhuǎn)化能力，而碰碰香將光能轉(zhuǎn)化的能力相對較弱。當(dāng)金盞菊葉綠素含量達(dá)到最大值時(shí)，綠蘿葉綠素含量出現(xiàn)較低值，可能與金盞菊比較喜光照[25]，綠蘿喜散射光，不耐光直射，且比較耐陰有關(guān)[26]。金盞菊葉綠素a/葉綠素b日平均值最高，且大于3，表明金盞菊比較喜光照，屬于陽性植物，耐陰性最弱，適合在光照良好的地方栽植；其次為碰碰香的2.92，耐陰性介于金盞菊和綠蘿之間；綠蘿的葉綠素a/葉綠素b日平均值最低，為2.83，表明綠蘿的耐陰性強(qiáng)，比較適宜在室內(nèi)栽培，這與前人研究結(jié)果[22-24]一致。

根系活力與光合色素相關(guān)性分析表明，綠蘿、金盞菊和碰碰香這3種植物根系活力與光合色素指標(biāo)相關(guān)性較弱，這與董守坤等在春大豆上的研究結(jié)果[27]一致。葉綠素a/葉綠素b與根系活力呈負(fù)相關(guān)，其中碰碰香根系活力與葉綠素a/葉綠素b相關(guān)性達(dá)到顯著水平，其他均不顯著；綠蘿葉綠素a、葉綠素b、總?cè)~綠素、類胡蘿卜素含量與根系活力呈正相關(guān)；金盞菊葉綠素a/葉綠素b、葉綠素a含量、葉綠素b含量、總?cè)~綠素含量、類胡蘿卜素含量與根系活力呈負(fù)相關(guān)；除葉綠素b含量外，碰碰香根系活力與其他指標(biāo)均呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)。

參考文獻(xiàn)：

[1]Collins W. Remote sensing of crop type and maturity[J]. Photogrammetric Engineering and Remote Sensing，1978，44（1）：43-55.

[2]Zlatew Z，Berova M，Stoeva N，et al. Use of physiological parameters as stress indicators[J]. Journal of Environmental Protection and Ecology，2003，4（4）：841-849.

[3]Li R H，Guo P G，Michael B，et al. Evaluation of chlorophyll content and fluorescence parameters as indicators of drought tolerance in barley[J]. Agricultural Sciences in China，2006，5 （10）：751-757.

[4]Matamala R，Gonzàlez-Meler M A，Jastrow J D，et al. Impacts of fine root turnover on forest NPP and soil C sequestration potential[J]. Science，2003，302（5649）：1385-1387.

[5]Malamy J E. Intrinsic and environmental response pathways that regulate root system architecture[J]. Plant，Cell & Environment，2005，28（1）：67-77.

[6]Xiao C W，Sang W G，Wang R Z. Fine root dynamics and turnover rate in an Asia white birch forest of Donglingshan Mountain，China[J]. Forest Ecology and Management，2008，255（3/4）：765-773.

[7]Hodge A，Berta G，Doussan C，et al. Plant root growth，architecture and function[J]. Plant and Soil，2009，321（1/2）：153-187.

[8]李迪秦，段春奇，秦建權(quán)，等. 施N對超級雜交稻中后期根系活力和產(chǎn)量的影響[J]. 作物研究，2009，23（2）：71-73.

[9]葉寶興，毛達(dá)超，劉學(xué)春. 超級小麥生育后期根系活力與凈光合速率相關(guān)性的研究[J]. 山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2005 （4）：15-18.

[10]李邵，薛緒掌，郭文善，等. 不同供水吸力對溫室黃瓜光合特性及根系活力的影響[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2010，21（1）：67-73.

[11]盧珍紅，陳敏，張玲敏，等. 不同基肥對香石竹根系活力及葉綠素含量的影響[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，39（6）：246-248.

[12]胡海姿，張睿，尚愛芹，等. 金葉植物色素含量對光強(qiáng)的響應(yīng)[J]. 園藝學(xué)報(bào)，2007，34（3）：717-722.

[13]王金華，孫文鵬，胡志鳳，等. 碰碰香的溫室無土栽培技術(shù)及開發(fā)利用研究[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，42（1）：63，66.

[14]劉愛榮，張遠(yuǎn)兵，方園園，等. 鹽脅迫對金盞菊生長、抗氧化能力和鹽脅迫蛋白的影響[J]. 草業(yè)學(xué)報(bào)，2011，20（6）：52-59.

宋哲，王宏，于年文，等. 間伐、控冠處理對喬化涼香蘋果樹光合速率和果實(shí)產(chǎn)質(zhì)量的影響[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016，44（5）：290-291，372.

doi：10.15889/j.issn.1002-1302.2016.05.083