不同酸雨类型对刨花润楠幼苗叶绿素含量的影响

陈晓龙，卢云东，黄 镇，周 娟，韦欣伶，亢亚超，何昭君，滕维超，王凌晖，谭长强

（1.广西国有大桂山林场，贺州 542899；2.广西大学林学院，南宁 530004；3.广西壮族自治区林业科学研究院，南宁 530002）

刨花润楠（Machilus pauhoi）为樟科（Lauraceae）润楠属常绿乔木，主要分布于我国广西北部、福建、湖南、广东等地[1]。刨花润楠树形优美，在香料、药材、建筑、园林等方面应用较多，具有很高的观赏价值、药用价值、经济价值与生态价值[2-4]。目前，学者对于刨花润楠的研究主要集中在施肥、栽培技术及生长调节剂等方面。吴木军[5]、张冬生等[6]、潘启龙[7]对刨花润楠进行了生长调节剂的研究；李桃祯[8]对刨花润楠进行了氮磷钾配方施肥研究；唐健民等[9]、阳树松[10]、陈怡佳等[11]对刨花润楠进行了栽培技术的探讨。

近年来，许多学者对刨花润楠的胁迫机理也进行了研究。郭雄飞[12]对刨花润楠进行了重金属的胁迫研究，发现生物炭与间作互作能缓解重金属对刨花润楠的胁迫并促进植株的生长；刘全勇等[13]对刨花润楠进行了水分胁迫的研究；郑绍鑫等[14]研究了硝酸铅对刨花润楠生长与生理的影响，发现低浓度（300 mg/L）的胁迫对刨花润楠幼苗生长有一定的促进作用，过高浓度的胁迫不利于其生长。关于酸雨对刨花润楠幼苗光合色素的研究尚未见报道。本研究以刨花润楠幼苗为试验材料，研究不同酸雨对刨花润楠幼苗光合色素的影响，旨在为刨花润楠幼苗的培育及抗性研究提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验在广西南宁市广西大学林学院苗圃教学实习基地进行（108°17'E，22°51'N），苗圃内设有自动灌溉装置，可为苗木水分的供给提供保障。该地属南亚热带季风气候，雨量充沛，无霜期长，年均气温21.6℃，年均降水量1 304.2 mm，平均相对湿度79%。

1.2 试验材料

刨花润楠幼苗由广西壮族自治区林业科学研究院提供，为长势均匀健康的7月生实生幼苗。土壤基质由沙壤土、土、沙以3∶1∶1 的比例混匀制成。于2016年8月栽植于有孔的塑料盆中，并在盆下垫托盘，每盆栽植1株。经约1个月的栽培管理后，2016年9月开始进行人工酸雨浇灌。试验药品为浓硫酸和浓硝酸。

1.3 试验方法

试验共分为10个处理组，每组设10个重复，酸雨类型有硫酸型（T8、T9、T10）、硝酸型（T5、T6、T7）和混合型（T2、T3、T4），用浓硫酸和浓硝酸分别按体积比为S∶N=8∶1、N∶S=8∶1、S∶N=1∶1的比例配置3种模拟酸雨的母液，每种酸雨设置3个梯度，浇灌时将母液稀释到pH 值为2.5、4.0和5.6，用pH 计测定（表1）。以清水为对照组（CK）。每次浇灌150 mL，每隔5 d浇灌1次，其余时间根据植物的生长需要统一浇水。2016年12月结束人工酸雨浇灌，总计浇灌20次。

表1 酸雨类型与pH值Tab.1 Acid rain types and pH

1.4 测定方法

从各处理组随机选取3株植株，每株取3片无病虫害成熟叶片装入冰盒中，迅速带回实验室，先用清水清洗，再用蒸馏水清洗干净，用吸水纸将叶片水分吸干，剪去叶脉后，将叶片剪碎混匀，用电子天平准确称取0.25 g叶片置于玻璃试管中，加入混和液（丙酮∶无水乙醇∶蒸馏水=4.5∶4.5∶1）5 mL，之后用保鲜膜封口，置于黑暗中，放置24 h后黑暗中摇匀，48 h后测定[15]。

1.5 数据分析

采用Excel 2010 进行数据的记录、整理计算和作图，方差分析采用DPS、SPSS 等进行，多重比较采用Duncan 法。

2 结果与分析

2.1 不同酸雨对刨花润楠幼苗叶片中叶绿素a含量的影响

酸雨处理组的叶绿素a 含量均比CK 高（图1）。其中，T7处理组的叶绿素a含量最高（1.05 mg/g），比CK（0.49 mg/g）高114.29%，T2 处理组的叶绿素a 含量（0.52 mg/g）仅高于CK，比CK 高6.12%。混合型酸雨中，叶绿素a 含量表现为pH 5.6 ＞pH 4.0 ＞pH 2.5；硝酸型酸雨中，叶绿素a 含量表现为pH 5.6 ＞pH 2.5 ＞pH 4.0；硫酸型酸雨中，叶绿素a 含量表现为pH 2.5 ＞pH 4.0 ＞pH 5.6。T5、T6、T7、T8 与CK相比，叶绿素a 含量差异显著（P＜0.05），T2、T3、T4、T9、T10 与CK 相比差异不显著，说明硝酸型酸雨与pH 为2.5 的硫酸型酸雨对叶绿素a 含量有明显的促进作用。

不同酸雨类型处理对刨花润楠幼苗叶片中叶绿素a 含量的影响差异极显著（P＜0.01），表现为硝酸型＞硫酸型＞混合型，说明硝酸型酸雨对叶绿素a 的促进作用最明显（表2）。不同酸度处理对叶绿素a 含量的影响差异显著（P＜0.05）。不同酸雨类型与不同酸度间的交互作用对叶绿素a含量的影响差异极显著（P＜0.01）。

图1 不同酸雨类型对刨花润楠幼苗叶绿素a含量的影响Fig.1 Effects of different acid rain types on chlorophyll a contents of Machilus pauhoi seedlings

表2 叶绿素a含量方差分析Tab.2 Variance analysis of chlorophyll a contents

2.2 不同酸雨对刨花润楠幼苗叶片中叶绿素b 含量的影响

酸雨处理组的叶绿素b 含量均高于CK（图2）。其中T5 处理组的叶绿素b 含量最高（0.46 mg/g），比CK（0.26 mg/g）高76.92%，T2 处理组的叶绿素b 含量（0.31 mg/g）仅高于CK，比CK 高19.23%。混合型酸雨中，叶绿素b 含量表现为pH 4.0 ＞pH 5.6 ＞pH 2.5；硝酸型酸雨中，叶绿素b 含量表现为pH 2.5 ＞pH 5.6 ＞pH 4.0；硫酸型酸雨中，叶绿素b 含量表现为pH 2.5 ＞pH 5.6 ＞pH 4.0 。硝酸型及硫酸型酸雨处理组与CK 相比，叶绿素b 含量差异显著（P＜0.05），混合型酸雨处理组与CK 相比，差异不显著，说明硝酸型及硫酸型酸雨对叶绿素b 含量有明显的促进作用。

不同酸雨类型处理对刨花润楠幼苗叶片中叶绿素b 含量的影响差异极显著（P＜0.01），表现为硝酸型＞硫酸型＞混合型，说明硝酸型酸雨对叶绿素b含量的影响最明显（表3）。不同酸度处理对叶绿素b含量的影响差异不显著。不同酸雨类型与不同酸度间的交互作用对叶绿素b 含量的影响差异不明显。

图2 不同酸雨类型对刨花润楠幼苗叶绿素b含量的影响Fig.2 Effects of different acid rain types on chlorophyll b contents of Machilus pauhoi seedlings

表3 叶绿素b含量方差分析Tab.3 Variance analysis of chlorophyll b contents

2.3 不同酸雨对刨花润楠幼苗叶片中总叶绿素含量的影响

酸雨处理组的总叶绿素含量均高于CK（图3）。其中，T7 处理组的总叶绿素含量最高（1.49 mg/g），比CK（0.74 mg/g）高101.35%，T2 处理组的叶绿素b含量（0.84 mg/g）仅高于CK，比CK 高13.51%。混合型酸雨中，总叶绿素含量表现为pH 5.6 ＞pH 4.0 ＞pH 2.5；硝酸型酸雨中，总叶绿素含量表现为pH 5.6 ＞pH 2.5 ＞pH 4.0；硫酸型酸雨中，总叶绿素含量表现为pH 2.5 ＞pH 5.6 ＞pH 4.0。T5、T6、T7、T8 与CK相比，总叶绿素含量差异显著（P＜0.05），T2、T3、T4、T9、T10 与CK 相比，总叶绿素含量差异不显著，说明硝酸型酸雨与pH 为2.5 的硫酸型酸雨对总叶绿素含量有明显的促进作用。

不同酸雨类型处理对刨花润楠幼苗叶片中总叶绿素含量的影响差异极显著（P＜0.01），表现为硝酸型＞硫酸型＞混合型，说明硝酸型酸雨对总叶绿素含量的促进作用最明显（表4）。不同酸度处理对总叶绿素含量的影响差异不显著。不同酸雨类型与不同酸度间的交互作用对总叶绿素含量的影响差异显著（P＜0.05）。

图3 不同酸雨类型对刨花润楠幼苗总叶绿素含量的影响Fig.3 Effects of different acid rain types on total chlorophyll contents of Machilus pauhoi seedlings

表4 总叶绿素含量方差分析Tab.4 Variance analysis of total chlorophyll contents

3 结论与讨论

叶绿素是光合作用过程中的重要色素，是反映植物光合作用的重要指标[16]。研究表明，酸雨会使叶绿素合成受阻，或加速叶绿素的降解[17]，硝酸型酸雨中，随着模拟酸雨的pH 值下降，酸雨中的NO3-增多，会加速叶绿素的合成[18]，本研究结果表明，硝酸型酸雨使叶绿素含量显著增加。有学者研究表明，杜仲（Eucommia ulmoides）的叶绿素含量随着酸雨的pH 值下降而下降[19]，苔藓植物的叶绿素含量则不受酸雨的影响[20]；鲁美娟等[21]的研究结果表明，pH 2.5和pH 4.0 组与CK（pH 5.6）相比，叶绿素含量无显著差异，与本研究结果存在差异，可能与试验所设的对照组、试验周期、浇灌次数不同等原因有关，植物所处的生长环境也会对叶绿素含量有所影响。本试验中，pH 2.5 的硫酸型酸雨使总叶绿素含量显著增加，而pH 4.0和pH 5.6 的硫酸型酸雨对总叶绿素含量无显著影响，这与李佳等[22]对青冈（Quercusglauca）、细叶青冈（Cyclobalanopsis myrsinaefolia）、马尾松（Pinus massoniana）及杉木（Cunninghamia lanceolata）的研究结果存在差异，可能与处理时间、季节、植物等有关。

综上所述，3种酸雨类型均能促进刨花润楠叶绿素含量的积累，酸性环境下对其叶绿素含量影响较小，可为刨花润楠幼苗的栽培及抗性研究等相关领域提供理论依据。