灰水脅迫對(duì)八寶景天葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響研究

李玲

摘要：以八寶景天為試驗(yàn)材料，以含有兩種不同洗滌劑灰水為試驗(yàn)水源，研究了植株的葉片葉綠素?zé)晒鈪?shù)。結(jié)果表明：灰水脅迫對(duì)八寶景天的葉綠素?zé)晒鈪?shù)影響較小，PSⅡ光化學(xué)效率（Fv/Fm）、PSⅡ的實(shí)際光能轉(zhuǎn)換效率（Fv′/Fm′）、光化學(xué)淬滅系數(shù)（qP）、非光化學(xué)淬滅系數(shù)（qN）的變化幅度不大，電子傳遞速率（ETR）的波動(dòng)范圍相對(duì)其他參數(shù)較大。在兩種灰水脅迫下，八寶景天的葉綠素?zé)晒鈪?shù)的總趨勢呈上升狀態(tài)，表明灰水脅迫對(duì)植株影響甚小，未抑制其正常生長。

關(guān)鍵詞：八寶景天；灰水；葉綠素?zé)晒鈪?shù)

中圖分類號(hào)：S682

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：16749944（2016）09000703

1 引言

灰水相對(duì)于中水和黑水而言，是一個(gè)較新的概念，一般是指住宅內(nèi)未被糞便污染的生活排水，包括廚房排水、淋浴水和洗衣水等[1]?；宜幕厥绽茫粌H能節(jié)約水資源，還能推動(dòng)整個(gè)社會(huì)向循環(huán)型社會(huì)轉(zhuǎn)變。目前，國內(nèi)外對(duì)于灰水回收利用的研究主要集中于分類、灰水處理技術(shù)和工藝等方面[2～4]，而針對(duì)其在植物澆灌方面的應(yīng)用研究卻有限，缺乏比較完善的理論體系。與此同時(shí)，八寶景天是一種應(yīng)用范圍廣、生命力強(qiáng)、景觀效果好的地被植物，因此，本項(xiàng)研究擬通過對(duì)八寶景天在兩種灰水脅迫下的葉綠素?zé)晒鈪?shù)各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行測定和分析，來探討該種植物可能的抗逆性。

2 試驗(yàn)材料與方法

2.1 主要材料

試驗(yàn)用的八寶景天于2015年8月由湖南長沙市暮云鎮(zhèn)許橋村苗圃基地提供。八寶景天（Sedum spectabile）為多年生肉質(zhì)草本植物，株高30～50 cm。地下莖肥厚，地上莖簇生，葉輪生或?qū)ι孤研?，肉質(zhì)，具波狀齒。常見栽培的尚有白色、紫紅色、玫紅色品種。性喜強(qiáng)光和干燥、通風(fēng)良好的環(huán)境，能耐-20 ℃的低溫；喜排水良好的土壤，耐貧瘠和干旱，忌雨澇積水。植株強(qiáng)健，管理粗放，各地廣為栽培[5]。

2.2 試驗(yàn)用水

試驗(yàn)期間，八寶景天的澆灌用水均來自高校學(xué)生宿舍的灰水和自來水。文章中的灰水分為兩種，一種是含有洗衣粉成分的洗滌水，下文稱為A型灰水；另一種是含有肥皂成分的洗滌水，下文稱為B型灰水。兩種灰水的收集對(duì)象均為高校學(xué)生宿舍中固定的四位學(xué)生，且洗滌劑用量、衣物量、用水量和洗衣程序皆為統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 試驗(yàn)一儀器

儀器：Licor6400便攜式光合儀。

2.4 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)始于2014年8月31日，在中南林業(yè)科技大學(xué)風(fēng)景園林學(xué)院天臺(tái)上的塑料大棚內(nèi)進(jìn)行灰水脅迫處理試驗(yàn)，為期60 d。

選取27株生長情況相對(duì)一致，無病蟲害的八寶景天作為研究對(duì)象，栽植于口徑為14 cm，高10.5 cm 的塑料花盆里，盆底鋪上細(xì)密紗布以防止基質(zhì)滲漏，盆栽基質(zhì)為動(dòng)物糞便發(fā)酵的有機(jī)基質(zhì)。試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)均用SPASS2.0和Excel進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，以求得不同灰水脅迫處理下植株各項(xiàng)生理和生長指標(biāo)有無明顯的差異。

3 試驗(yàn)結(jié)果與分析

葉綠素?zé)晒庹T導(dǎo)動(dòng)力學(xué)及其參數(shù)是以植物體內(nèi)的葉綠素為探針，其光信號(hào)能快速地反映植物生理狀態(tài)及其與環(huán)境的關(guān)系，在不傷害葉片的情況下就能探知光合機(jī)構(gòu)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況[6]。

試驗(yàn)條件：每株植物選取生長狀態(tài)最好的分支葉片來測定，使用的儀器為Licor6400便攜式光合儀，主要熒光參數(shù)有：在1000 μmol-2s-2光強(qiáng)下進(jìn)行光適應(yīng)，待Fv/Ft在±5以內(nèi)時(shí)測定光下的Fo′、Fm′、Fv′和表觀光合電子傳遞速率ETR（光化光的光強(qiáng)為800 μmol-2s-22）；暗適應(yīng)20 min以后測定其最小熒光（Fo）、最大熒光（Fm）、可變熒光（Fv）、qP（光化學(xué)淬滅系數(shù)）、qN （非光化學(xué)淬滅系數(shù)）[7～12]。

3.1 不同灰水處理對(duì)八寶景天Fv/Fm的影響

在葉綠素?zé)晒鈪?shù)中，F(xiàn)v/Fm值是PSⅡ最大光化學(xué)量子量，體現(xiàn)著PSⅡ反應(yīng)中心內(nèi)稟光能轉(zhuǎn)換效率[13]。不同水分處理對(duì)Fv/Fm的影響如表1。

由表2可知，第40 d，兩種灰水組雖保持了第30d時(shí)的顯著性差異水平，但其值高于對(duì)照組。第50 d，三組數(shù)值幾乎持平，B型灰水組有顯著性差異性。第60 d，兩種灰水組均未達(dá)顯著性差異水平。兩種灰水脅迫下的Fv/Fm值總體呈上升趨勢，過程雖有變化微小，但差異水平也是從顯著到無，這表示八寶景天對(duì)灰水的抗逆性較強(qiáng)。

3.2 不同水分處理對(duì)佛甲草Fv′/Fm′的影響

Fv′/Fm′為光下PSⅡ的實(shí)際光能轉(zhuǎn)換效率[14，15]。灰水脅迫對(duì)Fv′/Fm′的影響如表2。

由表2可知，處理第30 d，兩種灰水脅迫組保持差異水平，但它們的Fv′/Fm′值有上升，僅低于對(duì)照0.13%。到第40 d時(shí)，三種處理組的Fv′/Fm′值持續(xù)上升，A型灰水脅迫組顯示出差異性。第60 d，B型灰水組和對(duì)照組的Fv′/Fm′值均小幅度下降，A型灰水組雖達(dá)差異水平，但其值高于對(duì)照組。兩種灰水脅迫下，植株的Fv′/Fm′值總體呈上升狀態(tài)，說明灰水對(duì)八寶景天產(chǎn)生的抑制作用較小，并未影響植株的正常生長。

3.3 不同水分處理對(duì)佛甲草qP、qN的影響

研究表明，qP為光化學(xué)淬滅參數(shù)，當(dāng)qP值降低時(shí)，說明該植物受到了逆境條件的影響，從而抑制了植物的正常生長[16]。水分處理對(duì)qP的影響如表3。

由表3可知，試驗(yàn)第40 d時(shí)，B型灰水組的qP值有小范圍下降，稍低于對(duì)照組，達(dá)差異水平，說明此階段佛甲草受到B型灰水的輕微影響。第50 d時(shí)，兩種灰水組的qP值都有上升，其值接近對(duì)照組，未達(dá)顯著性差異水平，說明灰水表現(xiàn)出了較強(qiáng)的抗逆能力。第60 d，兩種灰水組的qP值有小幅度下降，達(dá)差異水平，對(duì)照組降低了0.2%，這表示植株此時(shí)有受其他因素的影響，但效果不明顯。

qN為非光化學(xué)淬滅，其值越高表示光能中轉(zhuǎn)變?yōu)闊岷蜔晒獾哪芰吭蕉?，植物?duì)光能的利用效率也越高[17]。水分處理對(duì)qN的影響如表4。

由表4可以得出，整體的qN值變化幅度較小，雖有升有降，但試驗(yàn)60d后，三種處理均未達(dá)到顯著性差異水平，這表示八寶景天受兩種灰水的影響較小。

3.4 不同水分處理對(duì)八寶景天ETR的影響

相對(duì)電子傳遞速率ETR是反映植物光合作用快慢的一個(gè)重要因素，ETR值越大，說明植物光合作用越快，生長狀況越好[18～20]?；宜幚韺?duì)ETR的影響如表5。

由表5可知，試驗(yàn)第30 d，三種處理組的ETR值均小幅度降低，對(duì)照組的下降幅度稍大，兩種灰水處理有顯著性差異。第40 d時(shí)，B型灰水組的ETR值下降了3%，其他兩組的ETR值大范圍升高，兩種灰水組達(dá)顯著性差異水平。第60d時(shí)，三組處理的ETR值繼第50 d后都有所降低。整個(gè)試驗(yàn)過程中，灰水脅迫組的ETR值總體呈上升狀態(tài)，說明八寶景天雖受到灰水的影響，但并未阻礙其正常生長。

4 結(jié)論與討論

本試驗(yàn)結(jié)論表示，在灰水脅迫條件下，八寶景天的葉綠素?zé)晒鈪?shù)在整個(gè)試驗(yàn)過程中變化幅度均較小，總體呈上升趨勢。兩種灰水脅迫下測定的各項(xiàng)指標(biāo)和對(duì)照組比較起來偏差不大，差異性水平也不高，這說明，一方面八寶景天的抗逆性很強(qiáng)，另一方面，灰水對(duì)八寶景天的生理影響也比較小。綜合各數(shù)據(jù)分析可知，兩種灰水在一定程度上促進(jìn)了八寶景天的正常生長，可在園林綠化中直接應(yīng)用于這八寶景天的澆灌。

本研究僅結(jié)合高校學(xué)生宿舍的其中兩種灰水來測試八寶景天這一植物是否能正常生長，而現(xiàn)代城市生活產(chǎn)生的灰水種類比較多，應(yīng)用于園林綠化的植物也不計(jì)其數(shù)，但該成果補(bǔ)充了八寶景天在城市園林綠化中的相關(guān)應(yīng)用研究，也為灰水用于節(jié)水灌溉提供了借鑒[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