外源營養(yǎng)元素對園林植物色素以及光合作用的影響

馮海華,崔海魚

摘要：以山西省常見園林樹木紫葉矮櫻、美國紅櫨等為研究對象，詳細(xì)分析了不同營養(yǎng)元素對其葉綠素a、葉綠素b、類胡蘿卜素含量、凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、胞間二氧化碳濃度、蒸騰速率變化的影響。根據(jù)最新的研究成果，報道了園林植物施肥時對于不同營養(yǎng)元素最佳使用濃度（量），以為園林植物養(yǎng)護(hù)中施肥提供理論依據(jù)。最后，筆者指出當(dāng)前土壤施肥對園林植物色素和光合作用影響研究存在的不足和園林植物營養(yǎng)研究的重點方向。

關(guān)鍵詞：營養(yǎng)元素；園林植物；色素；光合作用

中圖分類號：Q946.91文獻(xiàn)標(biāo)識碼：ADOI編碼：10.3969/j.issn.1006－6500.2012.02.042

Exogenous Nutrients for the Garden Plant Pigments and Photosynthesis

FENG Hai-hua，CUI Hai-yu

（Experimental Nursery of Shanxi Forestry Department, Taiyuan,Shanxi 030031, China）

Ａｂｓｔｒａｃｔ: The author used Prunus×cistena, Cotinus coggyria.‘Royal purpleas study object and analysised chlorophyll a, chlorophyll b, carotenoids, net photosynthetic rate, stomatal conductance, intercellular carbon dioxide concentration, transpiration rate changes under different nutrients, at the same time reported best use of concentration(volume) in garden plant fertilizer and provide a theoretical basis for conservation in the fertilization of garden plants. In the end pointed out that the inadequate in fertilization effect on garden plant pigments and photosynthesis and the key directions in garden plant nutrition studyied.

Key words: nutrients; garden plants; pigment; photosynthesis

隨著當(dāng)前人們對于園林城市建設(shè)要求的提高，更多的園林設(shè)計以及施工人員傾向于多樣化綠化形式[1]，多樣化綠化形式的實現(xiàn)最重要的途徑就是在園林中大量的應(yīng)用彩葉植物。彩葉植物種類很多，常見的主要有春色葉類、秋色葉類、常色葉類、雙色葉類、斑色葉類、綠色葉類[2]，盡管這六大類彩葉植物種類多樣，但是大多數(shù)園林植物特別是木本植物在同一地點生長較多年，而城市土壤營養(yǎng)條件差，污染嚴(yán)重[3]，多數(shù)彩葉植物生長多年后葉色表達(dá)難以達(dá)到設(shè)計要求，同時樹體長勢減弱，病蟲害普遍發(fā)生，影響園林景觀的實現(xiàn)。而解決以上問題的關(guān)鍵便是提高樹體的營養(yǎng)水平，而外源營養(yǎng)元素均會對葉片內(nèi)的色素含量產(chǎn)生顯著變化，進(jìn)而使葉片表現(xiàn)出不同的外觀特征，因此，了解不同營養(yǎng)元素對園林植物色素的影響對指導(dǎo)園林植物施肥養(yǎng)護(hù)具有重要的理論意義。

1外源營養(yǎng)元素對園林植物葉片內(nèi)葉綠素a含量的影響

葉綠素a顏色為藍(lán)綠色，對于園林植物而言，其含量的多少對葉色外觀有較大的影響。多種營養(yǎng)元素對葉綠素a含量均有直接的影響，其中，李煥忠等[4]關(guān)于營養(yǎng)元素對植物葉綠素a含量的影響做了較為詳細(xì)的報道。研究認(rèn)為，外源錳處理可以顯著提高紫葉矮櫻葉片內(nèi)葉綠素a含量，在一定范圍內(nèi)，錳的濃度越大，葉綠素a升高越明顯，表明在施肥中添加入一定的錳元素對提高園林植物葉片內(nèi)葉綠素a含量具有較好的作用。銅元素與錳元素具有相似的作用，但是銅可以延長葉綠素a活躍時間，與錳相比具有更好的效果，但是在林碧英等[5]的研究中證明，過多地使用銅元素反而會對植物產(chǎn)生銅脅迫，從而影響植物的正常生長。分析認(rèn)為，銅作為微量元素，施用量必須保持在合理的濃度（量）范圍內(nèi)才會對園林植物葉片內(nèi)葉綠素a含量的增加具有促進(jìn)作用。

磷作為園林植物需要量較大的營養(yǎng)元素，施用量的多少也會對葉片內(nèi)葉綠素a含量產(chǎn)生較為明顯的影響。洪剛強(qiáng)等[6]研究認(rèn)為磷在可以提高葉片內(nèi)葉綠素a含量，但是差異并不明顯。吳楚等[7]研究了磷對長白落葉松葉片內(nèi)葉綠素a含量影響的變化，其研究結(jié)果證明，當(dāng)磷處理達(dá)到0.5 mmol·L-1時葉綠素a含量達(dá)到最大值，若磷濃度繼續(xù)增加，葉綠素a含量則呈現(xiàn)出下降的趨勢，分析認(rèn)為磷供給水平對長白落葉松幼苗葉綠素的生物合成過程中AIA合成速率和PBG酶活性影響較大，從而會影響到葉綠素a含量的變化。馬兆蘭[8]研究了不同營養(yǎng)元素對銀杏葉片內(nèi)葉綠素a含量的影響，結(jié)果顯示，整個生長季節(jié)，磷處理葉綠素a含量始終高于對照，表明磷對多種園林植物葉綠素a含量的增加有較好的促進(jìn)作用。氮元素被認(rèn)為是促進(jìn)葉綠素a含量增加較好的營養(yǎng)元素，從銀杏的試驗結(jié)果來看，純氮元素處理銀杏葉片中葉綠素a含量雖然低于磷處理，但是與對照相比仍然存在顯著差異，在對草坪的研究中表現(xiàn)出隨著施氮量增加葉綠素a含量顯著增加的變化，氮磷鉀的協(xié)作效應(yīng)因施肥量增加而更加明顯[9]。在對長白落葉松的研究中發(fā)現(xiàn)當(dāng)?shù)獫舛冗_(dá)到8 mmol·L-1時，植物葉片中葉綠素a含量達(dá)到最高，其效應(yīng)結(jié)果表現(xiàn)出與磷具有相似的特點，在氮磷互作效應(yīng)的影響下氮表現(xiàn)出對長白落葉松幼苗葉綠素的生物合成過程中AIA合成速率和PBG酶活性影響更大的效應(yīng)[7]。除了氮磷兩種元素會對園林植物葉片內(nèi)葉綠素a含量產(chǎn)生比較明顯的影響之外，鉀元素也會對葉綠素a的含量產(chǎn)生一定的影響，根據(jù)高福元[10]的研究，低濃度的鉀元素處理美國紅櫨葉片后，葉片內(nèi)葉綠素a含量會顯著提高，但是高濃度的硫酸鉀處理會降低葉片內(nèi)葉綠素a含量。

硼鋅兩種元素對園林植物葉綠素a含量的影響與氮磷兩種元素相反，與鉀元素具有相似的效果，即低濃度的硼鋅處理會提高園林植物葉片內(nèi)的葉綠素a含量，而高濃度的硼鋅元素處理會降低葉片內(nèi)葉綠素a含量。

2 外源營養(yǎng)元素對園林植物葉片內(nèi)葉綠素b含量的影響

葉綠素b存在于多種園林植物中，其在葉片內(nèi)含量的高低對園林植物外觀鮮嫩程度有直接的關(guān)系[9]。不同植物葉片在外源營養(yǎng)物質(zhì)影響下葉綠素b含量變化結(jié)果不同，在對銀杏的研究中發(fā)現(xiàn)，氮元素有利于葉片內(nèi)葉綠素b含量降低，磷鉀元素有利于葉綠素b含量的增加，當(dāng)?shù)租浥浜鲜┯脮r，葉綠素b含量增加較為顯著，因此，銀杏施肥最好以氮磷鉀混合施用較好[8]。早熟禾葉綠素b含量變化與銀杏相似，但是較低的施肥量促進(jìn)效果要優(yōu)于較高的施肥量，因此，草坪景觀施肥應(yīng)當(dāng)以低量施肥為佳[9]。美國紅櫨為紅色葉樹種，鉀元素同樣會影響到葉綠素b含量，研究證明較低量鉀肥處理會使葉綠素b含量增加，較高施肥量會降低紅葉樹種葉片內(nèi)葉綠素b含量，對提高紅葉樹種觀賞價值具有較好的效果。

除了營養(yǎng)元素之外，土壤中氯化鈉含量的高低也會影響到園林植物葉片內(nèi)葉綠素b含量的變化。夏陽[11]研究了烏柏、欒樹、黃櫨、法桐4種園林樹種葉綠素b含量的變化情況，認(rèn)為隨著氯化鈉濃度的增加葉片內(nèi)葉綠素b含量呈現(xiàn)出降低變化，在部分園藝作物的研究中則表現(xiàn)為低濃度的鹽處理反而會增加葉綠素b含量的增加。在樹錦雞兒的研究中，葉綠素b變化在不同月份表現(xiàn)不同，但是總的趨勢是鹽濃度越高葉片中葉綠素b含量越低[12]。

3外源營養(yǎng)元素對園林植物葉片內(nèi)類胡蘿卜素含量的影響

類胡蘿卜素是一大類天然色素的總稱，其含量的高低與園林植物葉片的鮮艷程度直接相關(guān)。在眾多的園林植物中，主要作為觀葉的植物是早熟禾，根據(jù)氮磷鉀配合使用的研究來看，施肥量在97.03 kg·hm-2和135.93 kg·hm-2的條件下,類胡蘿卜素含量無顯著差異，當(dāng)施肥量達(dá)到了116.47 kg·hm-2時，類胡蘿卜素含量達(dá)到最高值，因此，當(dāng)以提高早熟禾葉片內(nèi)類胡蘿卜素含量為目的時，施肥量最好控制在116.47 kg·hm-2。

美國紅櫨為紅葉樹種，類胡蘿卜素含量變化受外源營養(yǎng)物質(zhì)的影響較大，高福元[12]研究表明，葉面噴施鉀肥量越大，美國紅櫨葉片內(nèi)類胡蘿卜素含量降低越明顯，并且所有處理葉片內(nèi)類胡蘿卜素含量均低于對照。劉振平[13]在磷鉀元素對紫葉矮櫻葉片內(nèi)類胡蘿卜素含量的影響研究中發(fā)現(xiàn)，紫葉矮櫻葉片內(nèi)噴施磷鉀元素會提高葉片內(nèi)類胡蘿卜素含量，并且噴施量越大增加效果越差；鉀肥對類胡蘿卜素含量的影響與磷不同，表現(xiàn)為僅噴施濃度在0.8%時葉片內(nèi)類胡蘿卜素含量高于對照，葉面噴施鉀濃度在0.4%和1.2%濃度時低于對照，特別是1.2%濃度的鉀肥處理，降低程度顯著低于對照。當(dāng)磷鉀肥混合處理紫葉矮櫻時，表現(xiàn)結(jié)果與單獨(dú)噴施磷鉀肥不同，即低濃度和高濃度磷鉀復(fù)合肥處理會提高葉片內(nèi)類胡蘿卜素含量，而中濃度的磷鉀肥處理會降低類胡蘿卜素含量。

4外源營養(yǎng)元素對園林植物光合作用的影響

在關(guān)于外源營養(yǎng)元素對園林植物光合特性影響的研究中，比較多的集中于氮磷鉀3種元素。2010年，劉振平等[14]使用尿素，硫酸鉀，過磷酸鈣，磷酸二氫鉀溶解于水中，按照設(shè)計濃度對紫葉矮櫻葉片進(jìn)行處理，結(jié)果表明，僅尿素處理可以提高紫葉矮櫻葉片的凈光合速率，其余營養(yǎng)元素能夠顯著降低凈光合速率。蒸騰速率與氣孔導(dǎo)度的變化規(guī)律相似，即尿素可以提高紫葉矮櫻葉片的蒸騰速率與氣孔導(dǎo)度，其余營養(yǎng)元素會降低這兩項光合指標(biāo)，其中，鉀元素降低效果最為明顯，磷鉀元素效果較差。在對細(xì)胞間二氧化碳濃度的測定結(jié)果中發(fā)現(xiàn)，外源營養(yǎng)元素會使紫葉矮櫻葉片細(xì)胞間二氧化碳濃度升高，但是不同元素處理之間差別不明顯。

另外，不同濃度的營養(yǎng)元素同樣會對園林植物光合特性產(chǎn)生影響。在對美國紅櫨[15]的研究中發(fā)現(xiàn)，不同濃度的鉀元素處理會改變?nèi)~片的凈光合速率，所有鉀處理美國紅櫨葉片凈光合速率均低于對照，其中，鉀濃度越大，降低效果越顯著，同時，鉀肥處理不能改變美國紅櫨葉片凈光合速率的日變化曲線和“午休”現(xiàn)象，這與紫葉矮櫻的研究結(jié)果相似[16]，但是紫葉矮櫻光合作用的午休時間要晚于美國紅櫨。在鉀元素的影響下，美國紅櫨葉片氣孔導(dǎo)度呈現(xiàn)出下降的變化，并且鉀處理濃度越大下降越明顯，與對照相比差異達(dá)到了極顯著水平。葉片蒸騰速率的變化也是衡量光合作用強(qiáng)弱的一項指標(biāo)，鉀元素對園林植物蒸騰速率的影響與氣孔導(dǎo)度相似，而葉片胞間二氧化碳濃度變化相反[17-18]。

不同濃度的磷處理對園林植物凈光合速率的影響與鉀不同，磷處理僅在上午10:00之前凈光合速率低于對照，而其余時間內(nèi)中低濃度的磷肥處理光合速率均高于對照，僅當(dāng)磷濃度達(dá)到了1.5%時凈光合速率在1 d內(nèi)均低于對照，表明較低濃度的磷肥處理對提高園林植物凈光合速率具有較好的作用。磷鉀肥混合處理后，上午凈光合速率低于對照，下午卻高于對照，表現(xiàn)出磷鉀肥單獨(dú)施用和混合施用對園林植物光合作用的影響具有不同的特點[16]。

5展望

園林植物施肥對提高園林植物的觀賞價值具有較好的作用，特別是對提高色素含量的影響，除了提高觀賞質(zhì)量之外，還促進(jìn)了園林植物光合作用的進(jìn)行，對于園林植物的健壯生長具有較好的作用。在當(dāng)前的研究中，較多地集中于葉片噴肥的研究，而土壤施肥對園林植物色素和光合特性影響的研究較少，并且土壤施肥相對于葉片噴肥而言具有更好的作用，但是由于不同地區(qū)土壤條件的差異，施肥量很難掌握，為此精確確定促進(jìn)園林植物色素和光合作用的土壤施肥量研究將是重點研究方向。

參考文獻(xiàn)：

[1] 黃印冉.彩色樹種在城市綠化中的應(yīng)用和分類[J].園林工程，2005(1)：50-55.

[2] 劉洪雨，張吉立，李新，等.彩葉植物在華北園林中的應(yīng)用[J].浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011（2）:296-298.

[3] 李佩萍.城市土壤特性及其改良[J].中國城市林業(yè)，2010（1）:50-51.

[4] 李煥忠，張吉立.5種微量元素對紫葉矮櫻葉綠素a含量影響的研究[J].中國農(nóng)學(xué)通報，2010（16）:242-245.

[5] 林碧英,謝秋梅,林義章. 銅脅迫對莧菜葉片葉綠素a熒光誘導(dǎo)動力學(xué)的影響[J].熱帶作物學(xué)報，2011（3）:383-388.

[6] 洪剛強(qiáng)，王萍，吳常文. 活性磷對滸苔生長和葉綠素含量影響的初步研究[J].河北漁業(yè)，2011（5）:16-18.

[7] 吳楚,王政權(quán),孫海龍,等. 氮磷供給對長白落葉松葉綠素合成、葉綠素?zé)晒夂凸夂纤俾实挠绊慬J].林業(yè)科學(xué)，2005（4）:31-36.

[8] 馬兆蘭，楊豐波，單晶晶，等.不同肥料配方對銀杏葉片葉綠素及含水量的影響[J].山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011（2）:68-70.

[9] 張俊艷.施肥對早熟禾生長以及葉片色素含量的影響[J].山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011（2）:65-67.

[10] 高福元，張吉立，劉振平，等. K2SO4對美國紅櫨葉片色素和可溶性糖含量影響的研究[J].江西農(nóng)業(yè)學(xué)報，2010（2）:55-57.

[11] 夏陽,孫明高,李國雷,等. 鹽脅迫對四園林綠化樹種葉片中葉綠素含量動態(tài)變化的影響[J].山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2005（1）:30-34.

[12] 高福元，張吉立，劉振平，等.鹽脅迫對樹錦雞兒葉綠素含量和根系活力的影響[J].貴州農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010,38（5）：46-48.

[13] 劉振平.葉面噴施磷鉀肥對紫葉矮櫻葉色表達(dá)及光合特性的影響[D].太谷：山西農(nóng)業(yè)大學(xué)，2010.

[14] 劉振平，張吉立，張金安，等.營養(yǎng)元素對紫葉矮櫻葉片色素性質(zhì)即光合特性的影響[J].北方園藝，2010（2）:104-106.

[15] 李煥忠. 鉀元素對美國紅櫨光合速率和氣孔導(dǎo)度變化規(guī)律影響的研究[J].湖南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010（4）:116-118.

[16] 劉振平，張吉立，伊峰，等.葉面噴施磷鉀肥對紫葉矮櫻凈光合速率的影響[J].浙江林業(yè)科技，2010,30（1）：79-81.

[17] 李煥忠，張吉立.葉面噴肥對美國紅櫨葉片蒸騰速率和胞間二氧化碳濃度影響的研究[J].北方園藝，2011（5）:94-97.

[18] 張金榮，張吉立，張金安.氮磷鉀配施對園林草坪色素及觀賞特性影響的研究[J].中國農(nóng)學(xué)通報，2011,27（22）：296-300.