水分胁迫对彩叶草苗期植株叶片光合特性的影响

鄂晓丹

（黑龙江林业职业技术学院，黑龙江牡丹江 157011）

水分胁迫对彩叶草苗期植株叶片光合特性的影响

鄂晓丹

（黑龙江林业职业技术学院，黑龙江牡丹江 157011）

以彩叶草绯红品种为试验材料，在东北地区对其在不同水分胁迫下的光合特性进行了研究。结果显示，随着水分胁迫的加剧，净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率4项光合指标均显著下降，通过各曲线变化方向可以判断出，彩叶草净光和速率受到气孔和非气孔两种因素限制。因此，在东北地区环境相对贫瘠的市政园林绿地中种植时，应采取合理的灌溉技术来保证彩叶草在生长过程中得到充足的水分，保证其美化环境的观赏特性。

彩叶草；园林绿化；光合特性

彩叶草为唇形科鞘蕊花属多年生草本观叶植物。株高30～60 cm，因叶色多样，观赏性强，在东北地区常作一、二年生栽培，广泛应用于花坛、花镜、分车带绿化。东北地区夏季高温、少雨，很多市政绿地不能得到及时灌溉，造成干旱，严重阻碍彩叶草生长发育。植物主要依赖光合作用产生的有机物及能量进行生长及代谢［1］，同时光合作用可消耗空气中的CO2，放出O2，提高空气质量。因此，光合作用无论是对植物还是对人类都是一个重要的过程。水分胁迫是影响光合作用的重要因子［2］。受气孔因素和非气孔因素共同作用的限制，水分胁迫会导致植物光合作用降低。植物为降低体内水分散失，会关闭气孔，同时也限制了对CO2的吸入，导致光合碳同化速率下降，电子传递量与卡尔需求间失衡，随着胁迫时间的延长，多余的电子就有可能与O2结合产生大量活性氧，导致膜脂过氧化［3］，对植物造成不可逆伤害。目前，对水分胁迫下彩叶草光合生理相关研究未见报道，仅见彩叶草光合特性比较方面研究。本文研究不同程度水分胁迫对彩叶草叶片净光合速率（Pn）、气孔导度（gs）、胞间CO2浓度（Ci）、蒸腾速率（Tr）的影响，对彩叶草市政绿化具有实际应用意义，旨在为彩叶草抗旱性鉴定提供一定的理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

试验于2013年4-6月在黑龙江林业职业技术学院青梅花艺温室进行。供试彩叶草品种为绯红，种子购于辽宁五色花园艺公司。

1.2 处理设计

选取大小均匀无病虫害的种子，常规消毒后播种于苗盘中，肥水正常管理，2片真叶时定植于直径16 cm，高14 cm的花钵中，土壤为腐殖土：草炭土2∶1，每钵1株，培养30 d后，选取生长势旺盛、高矮一致的彩叶草进行试验。共设5个处理，CK充分供水（含水量达体积30%左右），其余处理分别间隔5，10，15和20 d供水1次（每盆每次浇水1 L，以保证处理一致），每处理10株，重复3次，20 d选取顶部健康功能叶进行相关指标测定。

1.3 光合生理指标

选用Li-6400便携式光合仪测定各处理叶片相关光合指标。每片叶记录5个值，从6：00-18：00，每隔2 h测1次Pn，gs，Ci和Tr值。

2 结果与分析

2.1 对Pn的影响

图1显示，彩叶草不同处理叶片的Pn日变化曲线呈双峰型，对照峰值出现在10：00和14：00，其他水分处理峰值出现在8：00和14：00。对照双峰值均显著高于其他处理，所有处理的双峰分界点都是12：00。说明彩叶草有明显的“光合午休”现象，随着水分胁迫的加剧，Pn值降低，以胁迫20 d为最低。

图1 不同水分胁迫下彩叶草叶片Pn日变化

2.2 对gs的影响

图2显示，对照gs值日变化曲线呈双峰型，其他各处理均呈下降趋势。对照gs值6：00-12：00呈先升后降的趋势，与Pn变化一致，随着gs下降，16：00又出现1个峰值。其他处理gs值显著低于对照，以6：00气孔开放程度最大，随后持续下降，16：00出现缓慢回升，但仍显著低于6：00。由此可知，气孔的开放程度同胁迫程度呈负相关，以胁迫20 d为最低。

图2 不同水分胁迫下彩叶草叶片gs日变化

2.3 对叶片Ci的影响

图3显示，对照Ci日变化曲线呈双峰型，峰值分别出现在10：00和14：00，其他处理呈先降后升的趋势；5，10，15 d水分胁迫处理的从8：00开始Ci值差异显著，20 d处理的从16：00开始，水分胁迫愈剧烈，Ci值下降愈显著。

2.4 对叶片Tr的影响

图4显示，彩叶草叶片Tr随水分胁迫加剧而显著降低。对照呈单峰曲线型，最高值出现在14：00，5，10，15 d水分胁迫处理的呈双峰曲线型，峰值出现在10：00和14：00，水分胁迫20 d的呈单峰曲线，峰值出现在8：00，随后持续下降，但变化较平缓。

图3 不同水分胁迫下彩叶草叶片Ci日变化

图4 不同水分胁迫下彩叶草叶片Tr日变化

3 小结和讨论

研究结果表明，彩叶草绯红品种的Pn日变化曲线为双峰型，说明有明显的“午休”现象，日变化中温度逐渐升高，植物处于相对干旱的环境中，为了适应干旱环境，在生长进化过程中形成“午休”现象，实现自我保护，通过减少水分散失，降低光破坏程度［4］。许大全［5］认为，中午Pn下降可能既有气孔因素又有非气孔因素的影响。对照组6：00-12：00的Pn变化曲线同gs一致，6：00-8：00光合作用强烈，导致Ci降低，而10：00-14：00的Pn降低的主要原因是气孔因素，14：00-16：00的Pn降低的主要原因是非气孔因素。随着水分胁迫加剧，gs呈下降趋势，Ci呈先降后升的趋势，说明干旱胁迫条件下，彩叶草叶片净光合速率受气孔因素和非气孔因素影响。5 d胁迫（轻度干旱）下，8：00-12：00的Pn降低的主要原因是气孔因素，14：00-18：00彩叶草叶片Pn降低的主要原因是非气孔因素。水分胁迫10，15 d（中度干旱）和20 d（重度干旱），其Pn曲线同Tr曲线变化一致；8：00后，Pn值同gs和Ci浓度变化趋势相似，说明8：00-14：00的Pn值降低的主要原因是气孔因素，14：00-18：00的Pn值主要受非气孔因素的制约。

综上所述，彩叶草受到水分胁迫时，其净光合速率下降，光合速率会受到气孔限制和非气孔限制，且水分胁迫使彩叶草叶片发生了“光合午休”现象。因此彩叶草在光照较强处种植时要充分浇灌，保证水分供应，以增强观赏性。

［1］ 潘波，王宝玲，于常春，等.春大麦的光合特性与干物质生产［J］.莱阳农学院学报，1995，12（1）：16-20.

［2］ 郑敏娜，李荫藩，梁秀芝，等.水分胁迫对豌豆种子萌发和幼苗生长发育的影响［J］.山西农业科学，2012，40（3）：212-216.

［3］ Chaves M M，Pereira J S，Maroco J P.Understanding plant response to drought from genes to the whole plan t［J］.Funct Plant Biol，2003，30（3）：239-26.

［4］ Lakso A N，Barnes J E.Apple leaf photosynthesis in alternating light［J］.Hort Science，1978，13：473-474.

［5］ 许大全.光合作用气孔限制分析中的一些问题［J］.植物生理学通讯，1997，33（4）：241-244.

（责任编辑：张瑞麟）

S 682.36

：A

：0528-9017（2014）10-1560-02

文献著录格式：鄂晓丹.水分胁迫对彩叶草苗期植株叶片光合特性的影响［J］.浙江农业科学，2014（10）：1560-1562.

2014-06-06

鄂晓丹（1982-），女，黑龙江牡丹江人，讲师，硕士，从事园林规划设计及植物景观设计教学研究工作。E-mail：exiaodantougao@163.com。