灰水胁迫对八宝景天叶绿素荧光参数的影响研究

李玲

摘要：以八宝景天为试验材料，以含有两种不同洗涤剂灰水为试验水源，研究了植株的叶片叶绿素荧光参数。结果表明：灰水胁迫对八宝景天的叶绿素荧光参数影响较小，PSⅡ光化学效率（Fv/Fm）、PSⅡ的实际光能转换效率（Fv′/Fm′）、光化学淬灭系数（qP）、非光化学淬灭系数（qN）的变化幅度不大，电子传递速率（ETR）的波动范围相对其他参数较大。在两种灰水胁迫下，八宝景天的叶绿素荧光参数的总趋势呈上升状态，表明灰水胁迫对植株影响甚小，未抑制其正常生长。

关键词：八宝景天；灰水；叶绿素荧光参数

中图分类号：S682

文献标识码：A 文章编号：16749944（2016）09000703

1 引言

灰水相对于中水和黑水而言，是一个较新的概念，一般是指住宅内未被粪便污染的生活排水，包括厨房排水、淋浴水和洗衣水等[1]。灰水的回收利用，不仅能节约水资源，还能推动整个社会向循环型社会转变。目前，国内外对于灰水回收利用的研究主要集中于分类、灰水处理技术和工艺等方面[2～4]，而针对其在植物浇灌方面的应用研究却有限，缺乏比较完善的理论体系。与此同时，八宝景天是一种应用范围广、生命力强、景观效果好的地被植物，因此，本项研究拟通过对八宝景天在两种灰水胁迫下的叶绿素荧光参数各项指标进行测定和分析，来探讨该种植物可能的抗逆性。

2 试验材料与方法

2.1 主要材料

试验用的八宝景天于2015年8月由湖南长沙市暮云镇许桥村苗圃基地提供。八宝景天（Sedum spectabile）为多年生肉质草本植物，株高30～50 cm。地下茎肥厚，地上茎簇生，叶轮生或对生，倒卵形，肉质，具波状齿。常见栽培的尚有白色、紫红色、玫红色品种。性喜强光和干燥、通风良好的环境，能耐-20 ℃的低温；喜排水良好的土壤，耐贫瘠和干旱，忌雨涝积水。植株强健，管理粗放，各地广为栽培[5]。

2.2 试验用水

试验期间，八宝景天的浇灌用水均来自高校学生宿舍的灰水和自来水。文章中的灰水分为两种，一种是含有洗衣粉成分的洗涤水，下文称为A型灰水；另一种是含有肥皂成分的洗涤水，下文称为B型灰水。两种灰水的收集对象均为高校学生宿舍中固定的四位学生，且洗涤剂用量、衣物量、用水量和洗衣程序皆为统一标准。

2.3 试验一仪器

仪器：Licor6400便携式光合仪。

2.4 试验设计

试验始于2014年8月31日，在中南林业科技大学风景园林学院天台上的塑料大棚内进行灰水胁迫处理试验，为期60 d。

选取27株生长情况相对一致，无病虫害的八宝景天作为研究对象，栽植于口径为14 cm，高10.5 cm 的塑料花盆里，盆底铺上细密纱布以防止基质渗漏，盆栽基质为动物粪便发酵的有机基质。试验所得数据均用SPASS2.0和Excel进行统计分析，以求得不同灰水胁迫处理下植株各项生理和生长指标有无明显的差异。

3 试验结果与分析

叶绿素荧光诱导动力学及其参数是以植物体内的叶绿素为探针，其光信号能快速地反映植物生理状态及其与环境的关系，在不伤害叶片的情况下就能探知光合机构的运转情况[6]。

试验条件：每株植物选取生长状态最好的分支叶片来测定，使用的仪器为Licor6400便携式光合仪，主要荧光参数有：在1000 μmol-2s-2光强下进行光适应，待Fv/Ft在±5以内时测定光下的Fo′、Fm′、Fv′和表观光合电子传递速率ETR（光化光的光强为800 μmol-2s-22）；暗适应20 min以后测定其最小荧光（Fo）、最大荧光（Fm）、可变荧光（Fv）、qP（光化学淬灭系数）、qN （非光化学淬灭系数）[7～12]。

3.1 不同灰水处理对八宝景天Fv/Fm的影响

在叶绿素荧光参数中，Fv/Fm值是PSⅡ最大光化学量子量，体现着PSⅡ反应中心内禀光能转换效率[13]。不同水分处理对Fv/Fm的影响如表1。

由表2可知，第40 d，两种灰水组虽保持了第30d时的显著性差异水平，但其值高于对照组。第50 d，三组数值几乎持平，B型灰水组有显著性差异性。第60 d，两种灰水组均未达显著性差异水平。两种灰水胁迫下的Fv/Fm值总体呈上升趋势，过程虽有变化微小，但差异水平也是从显著到无，这表示八宝景天对灰水的抗逆性较强。

3.2 不同水分处理对佛甲草Fv′/Fm′的影响

Fv′/Fm′为光下PSⅡ的实际光能转换效率[14，15]。灰水胁迫对Fv′/Fm′的影响如表2。

由表2可知，处理第30 d，两种灰水胁迫组保持差异水平，但它们的Fv′/Fm′值有上升，仅低于对照0.13%。到第40 d时，三种处理组的Fv′/Fm′值持续上升，A型灰水胁迫组显示出差异性。第60 d，B型灰水组和对照组的Fv′/Fm′值均小幅度下降，A型灰水组虽达差异水平，但其值高于对照组。两种灰水胁迫下，植株的Fv′/Fm′值总体呈上升状态，说明灰水对八宝景天产生的抑制作用较小，并未影响植株的正常生长。

3.3 不同水分处理对佛甲草qP、qN的影响

研究表明，qP为光化学淬灭参数，当qP值降低时，说明该植物受到了逆境条件的影响，从而抑制了植物的正常生长[16]。水分处理对qP的影响如表3。

由表3可知，试验第40 d时，B型灰水组的qP值有小范围下降，稍低于对照组，达差异水平，说明此阶段佛甲草受到B型灰水的轻微影响。第50 d时，两种灰水组的qP值都有上升，其值接近对照组，未达显著性差异水平，说明灰水表现出了较强的抗逆能力。第60 d，两种灰水组的qP值有小幅度下降，达差异水平，对照组降低了0.2%，这表示植株此时有受其他因素的影响，但效果不明显。

qN为非光化学淬灭，其值越高表示光能中转变为热和荧光的能量越多，植物对光能的利用效率也越高[17]。水分处理对qN的影响如表4。

由表4可以得出，整体的qN值变化幅度较小，虽有升有降，但试验60d后，三种处理均未达到显著性差异水平，这表示八宝景天受两种灰水的影响较小。

3.4 不同水分处理对八宝景天ETR的影响

相对电子传递速率ETR是反映植物光合作用快慢的一个重要因素，ETR值越大，说明植物光合作用越快，生长状况越好[18～20]。灰水处理对ETR的影响如表5。

由表5可知，试验第30 d，三种处理组的ETR值均小幅度降低，对照组的下降幅度稍大，两种灰水处理有显著性差异。第40 d时，B型灰水组的ETR值下降了3%，其他两组的ETR值大范围升高，两种灰水组达显著性差异水平。第60d时，三组处理的ETR值继第50 d后都有所降低。整个试验过程中，灰水胁迫组的ETR值总体呈上升状态，说明八宝景天虽受到灰水的影响，但并未阻碍其正常生长。

4 结论与讨论

本试验结论表示，在灰水胁迫条件下，八宝景天的叶绿素荧光参数在整个试验过程中变化幅度均较小，总体呈上升趋势。两种灰水胁迫下测定的各项指标和对照组比较起来偏差不大，差异性水平也不高，这说明，一方面八宝景天的抗逆性很强，另一方面，灰水对八宝景天的生理影响也比较小。综合各数据分析可知，两种灰水在一定程度上促进了八宝景天的正常生长，可在园林绿化中直接应用于这八宝景天的浇灌。

本研究仅结合高校学生宿舍的其中两种灰水来测试八宝景天这一植物是否能正常生长，而现代城市生活产生的灰水种类比较多，应用于园林绿化的植物也不计其数，但该成果补充了八宝景天在城市园林绿化中的相关应用研究，也为灰水用于节水灌溉提供了借鉴[21，22]。

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Abstract： This article，taking Sedum spectabileas test material， utilized gray water which contained two different detergents as test water， and studied the chlorophyll fluorescence parameters of Sedum spectabileunder two different kinds of gray water stress. The results showed that the chlorophyll fluorescence parameters of Sedum spectabileunder gray water stress was less affected；the value of PSⅡ photochemical efficiency （Fv / Fm），PSⅡ actual energy conversion efficiency （Fv '/ Fm'），photochemical quenching （qP） and non-photochemical quenching coefficient （qN） changed slightly；the value of electron transport rate （ETR） fluctuated largely . Under these two kinds of gray water stress， the general trend of chlorophyll fluorescence parameters on Sedum spectabileshowed a rising state， indicating that the gray water stress affected the plant little， and did not inhibit the normal growth.

Key words： Sedum spectabile；gray water； chlorophyll fluorescence parameters