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遮荫对天彭牡丹光合色素的影响

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摘 要:以盆栽天彭牡丹为试材,研究不同遮荫程度对其光合色素含量的影响。结果表明:随着遮荫程度的增加,天彭牡丹叶片中的叶绿素a、b、叶绿素总量以及类胡萝卜素含量增加,而叶绿素a/b值却降低;在整个生长季中,对照、轻度遮荫处理下的叶绿素a、叶绿素总量呈逐渐下降趋势,而中度、重度遮荫处理则先上升后降低的趋势;各处理下的叶绿素b含量均呈持续下降的趋势;叶绿素a/b值和类胡萝卜素含量则先升高后减低的趋势。

关键词:天彭牡丹;遮荫;光合色素

天彭牡丹是中国牡丹西南品种群的重要组成部分,自古即享有极高声誉,天彭(今彭州)与洛阳、曹州(今菏泽)并称为我国古代三大牡丹观赏栽培基地。天彭牡丹的研究目前尚处于起步阶段,主要集中在品种资源、传统栽培技术等方面。遮荫在天彭牡丹的栽培中是一项重要的措施。在春季光强较大时(尤其是花期),进行一定程度的遮荫,有利于延长花期,提高其观赏价值,而在夏季高温、高光强的外界环境下,叶片难以全部吸收光能,过量的光能产生光抑制,使光合色素含量发生变化,进而影响其营养生长及花芽分化。基于此,本试验以天彭牡丹为材料,研究了不同程度的遮荫对其光合色素含量的影响,以期为天彭牡丹的良种选育及培育技术提供一定的理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料与处理

试验材料为3年生天彭牡丹‘红丹兰1号’(Paeonia suffruticosa ‘Hongdan Lan 1’)和‘丹景红2号’(Paeonia suffruticosa ‘Danjing Hong 2’),是四川农业大学2006年选育的优良品种。于2009年10月,选择株高、冠幅基本一致的植株进行分株、消毒、阴干、上盆,选择盆口直径44cm、盆高35cm的花盆进行栽植,每盆1株。每盆装约4.5kg基质,由沙土和越西土混合,质量比3:1,其后露地进行统一的常规管理。

试验于2010年3月在四川农业大学成都校区进行,采用网孔密度不同的遮阳网来控制遮荫度,分别设定4个梯度,即对照CK(遮荫度0%)、轻度遮荫T1(遮荫度25%)、中度遮荫T2(遮荫度50%)、重度遮荫T3(遮荫度75%)。试验时间为展出功能叶(3月)开始,直到进入休眠期(8月)结束。

1.2 测定方法

在天彭牡丹的整个生长季,每月下旬分别选取充分受光、叶位一致的叶片进行测定光合色素的月动态变化。光合色素含量的测定采用改良的Arnon法。每次测定重复3次。

1.3 数据处理

试验数据使用SPSS16.0软件处理,对不同处理的试验数据进行单因素方差分析(One-Way ANOVA)。图表制作采用Microsoft Excel软件。

2 结果与分析

2.1 遮荫对天牡丹叶片叶绿素a 的影响

由图1可以看出, T1、T2、T3使天彭牡丹叶绿素a含量在整个生长季高于CK。在3~5月,‘丹景红2号’的叶绿素a含量均高于‘红丹兰1号’。同时,CK、T1处理下的叶绿素a含量一直处于下降趋势,而T2和T3均呈先上升后下降的单峰曲线,在5月出现峰值。结果表明,遮荫程度越大,叶绿素a的含量越高,说明天彭牡丹叶绿素a对弱光有较好的适应性。

2.2 遮荫对天彭牡丹叶片叶绿素b 的影响

由图2可知,天彭牡丹在整个生长季中,各处理下的叶绿素b含量均呈下降趋势, T1、T2、T3的叶绿素b含量整体高于CK,并且遮荫程度与叶绿素b含量成正相关。同时,各处理下‘红丹兰1号’叶绿素b含量的平均值分别为0.36、0.40、0.52、0.72 mg·g-1,‘丹景红2号’分别为0.45、0.46、0.55、0.79 mg·g-1,均为‘丹景红2号’叶绿素b含量高于‘红丹兰1号’。说明遮荫处理使天彭牡丹对蓝紫光的利用能力增强。

2.3 遮荫对天彭牡丹叶片叶绿素总量的影响

叶绿素总量的变化趋势与叶绿素a一致,即CK和T1处理下的叶绿素总量从3月至8月呈下降趋势,而T2和T3呈单峰型曲线,峰值出现在5月。在整个实验进程中,各处理下‘红丹兰1号’叶绿素总量均值分别为1.32、1.44、1.85、2.57 mg·g-1,T1、T2、T3分别比CK升高了9.09%、40.15%和94.70%;‘丹景红2号’分别为1.64、1.65、1.98、2.82 mg·g-1,T1、T2、T3分别比CK升高了0.61%、20.73%和71.95%。从升高的幅度来看,遮荫程度与叶绿素总量成正相关,T2和T3处理能显著提高天彭牡丹叶绿素总量,特别是在高温高光强的夏季,有利于天彭牡丹吸收光能。(图3)

2.4 遮荫对天彭牡丹叶片叶绿素a/b值的影响

如图4所示,叶绿素a/b值均呈先上升后下降的单峰型曲线,峰值出现在5月。同时,随着遮荫程度的增加,叶绿素a/b值呈减小趋势,考虑到叶绿素a、b、a+b含量随遮荫程度的增加而增加的趋势,这一现象表明叶绿素b含量的增加幅度要远高于叶绿素a的增加幅度,说明随着遮荫程度的提高,叶绿素含量的增加主要体现为叶绿素b的增加,遮荫更有利于促进叶绿素b的合成。叶绿素b在蓝紫光部分的吸收带较宽,植物可利用蓝紫光以利遮荫处生长,使其更耐弱光,尽可能地吸收较多的光能,供光合作用需要。这是天彭牡丹对光环境胁迫表现在生理方面的一种生态适应。

2.5 遮荫对天彭牡丹叶片类胡萝卜素的影响

叶片类胡萝卜素含量的变化趋势,除‘红丹兰1号’CK外,T1、T2、T3处理呈明显的单峰曲线,均在5月达到最大值,‘红丹兰1号’分别为0.22、0.29、0.36 mg·g-1,‘红丹兰2号’分别为0.26、0.32、0.42 mg·g-1。进入5月后,类胡萝卜素含量与遮荫程度正相关,T3显著高于CK、T1和T2。这表明,遮荫处理显著提高了彭州牡丹叶片类胡萝卜素含量,并推迟了最大值出现时间。

3 讨论

光照强度的改变会诱发大多数植物叶绿素含量、叶绿素a/b比值和类胡萝卜素含量的变化。天彭牡丹通过增加叶绿素a、b、总叶绿素和类胡萝卜素含量来适应弱光条件,与前人的研究结果一致。低光照强度下叶绿素含量上升,一方面是由于弱光减少了色素的光氧化伤害,另一方面是由于叶绿体内的基粒变大,基粒片层垛叠程度变高。遮荫条件下,天彭牡丹叶绿素含量显著高于全光照,叶绿素a/b值显著低于全光照,叶绿素含量增多,主要是叶绿素b含量增多的缘故,这是植株对弱光的生理响应,荫蔽处的天彭牡丹叶绿素b含量增加,能更好地利用蓝光,适应弱光环境,从而提高捕光能力。

类胡萝卜素含量在3~5月逐渐增加,说明类胡萝卜素聚集,起到防御光破坏的作用,而在8月逐渐降低,因为夏季炎热高光强,类胡萝卜素因清除活性氧,避免受到过氧化伤害而迅速减少。同时,随着遮荫度的增加,天彭牡丹类胡萝卜素含量增加。这是因为遮荫减少了活性氧的产生,使起保护作用的类胡萝卜素能够积累。因此,遮荫能有效避免高温强光引起的过氧化伤害。

参考文献

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