淹水脅迫對(duì)3個(gè)樹種葉綠素含量的影響

龐宏東+胡興宜+胡文杰

摘要：通過模擬長(zhǎng)江灘地季節(jié)性淹水過程，研究楓楊等3個(gè)樹種在淹水脅迫下葉綠素含量的變化。結(jié)果表明：（1）不同淹水深度脅迫下楓楊葉綠素含量均比對(duì)照有所降低，但降低值與淹水深度并無明顯相關(guān)性；落羽杉在不同淹水深度脅迫下其葉綠素含量變化不明顯；只有楓香葉綠素含量明顯隨著淹水深度增加而逐漸減少。（2）不同淹水時(shí)間長(zhǎng)度脅迫下，3個(gè)樹種所有處理組葉綠素含量均呈波狀變化趨勢(shì)。（3）淹水脅迫解除后，楓楊、落羽杉葉綠素含量均低于對(duì)照組，也低于相同處理未解除淹水脅迫的處理組，而楓香葉綠素含量低于對(duì)照組，但稍微高于未解除淹水脅迫組；隨脅迫解除時(shí)間延長(zhǎng)，3個(gè)樹種葉綠素含量變化呈現(xiàn)高-低-高的變化趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：楓楊；楓香；落羽杉；淹水脅迫；葉綠素

中圖分類號(hào)：S728文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1004-3020（2017）03-0007-05

Abstract： By simulating the Yangtze River seasonal flooding happened， chlorophyll content of three tree species in different waterlogging stress were studied. The results showed that：（1）Chlorophyll content of Pterocarya stenoptera was lower than CK in different waterlogging depth stress， but has no obvious correlation with the depth. Chlorophyll content change of Taxodium distichum was not obvious and regularity. Chlorophyll content of Liquidambar formosana gradually decreased obviously with the increase of submergence depth. （2） Chlorophyll content of all three tree species were wavy change in different waterlogging time stress. （3）Chlorophyll content of P.stenoptera and T.distichum were lower than CK and lower than the same treatment of unwinding waterlogging stress after stress relieve. And chlorophyll content of L.formosana was lower than CK， but slightly higher than the groups not relieve waterlogging stress. Chlorophyll content of three tree species presented high-low-high changes with prolonged of stress relieve.

Key words：Pterocarya stenoptera；Liquidambar formosana；Taxodium distichum；waterlogging stress；Chlorophyll

葉綠素是植物進(jìn)行光合作用的最主要色素，其含量高低往往直接影響到植物正常的光合作用，進(jìn)而影響植物的正常生長(zhǎng)。有研究表明，葉片葉綠素含量與植物的抗逆性存在密切聯(lián)系[1-2]。何海軍[3]等人的研究發(fā)現(xiàn)，干旱脅迫可導(dǎo)致玉米葉片葉綠素含量顯著降低。賈志遠(yuǎn)[4]等人發(fā)現(xiàn)，麻櫟Quercus acutissima經(jīng)淹水處理后苗木葉片含水量、葉綠素含量以及光合速率均明顯低于對(duì)照。王瑞[5]等人的研究也發(fā)現(xiàn)，淹水脅迫能明顯降低紫穗槐葉片葉綠素含量和光合速率。長(zhǎng)江中下游灘地由于每年江河水位的季節(jié)性變動(dòng)，形成冬陸夏水這種獨(dú)特的季節(jié)性淹水特征，大部分灘地每年都有1個(gè)月左右的淹水時(shí)間。這對(duì)灘地造林造成了極大的影響，不但影響了樹木的正常生長(zhǎng)，嚴(yán)重淹水甚至?xí)?dǎo)致苗木的死亡。楓楊Pterocarya stenoptera、落羽杉Taxodium distichum和楓香Liquidambar formosana等為長(zhǎng)江中下游地區(qū)常見的用材樹種，耐水淹能力較強(qiáng)，在灘地血防林的建設(shè)中，具有較高的推廣利用價(jià)值。本研究通過模擬江灘地季節(jié)性淹水過程，研究楓楊等3個(gè)樹種在淹水脅迫下葉綠素含量的變化，探討植物對(duì)淹水脅迫的適應(yīng)機(jī)制。從而也為長(zhǎng)江灘地治理開發(fā)、抑螺防病林和防護(hù)林建設(shè)提供一定的理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料與方法

選取楓楊、楓香、落羽杉1～2 a實(shí)生苗為研究對(duì)象，在室外采用盆栽方法人工模擬江灘季節(jié)性淹水環(huán)境。共設(shè)7個(gè)模擬處理組，分別為：A組，短期漬水（水面與土壤表面持平，28 d后解除漬水恢復(fù)正常生長(zhǎng)）；B組，長(zhǎng)期漬水（水面與土壤表面相平，漬水時(shí)間超過56 d）；C組，短期輕度淹水（水面在土壤表面10 cm以下，28 d后解除淹水恢復(fù)正常生長(zhǎng)）；D組，長(zhǎng)期輕度淹水（水面在土壤表面10cm以下，淹水時(shí)間超過56 d）；E組，短期深度淹水（水面保持在土壤表面50 cm處，頂端不淹入水中，28 d后解除淹水恢復(fù)正常生長(zhǎng)）；F組，長(zhǎng)期深度淹水（水面保持在土壤表面50 cm處，頂端不淹入水中，淹水時(shí)間超過56 d）；CK，對(duì)照組，不淹水，常規(guī)管理。每個(gè)處理5株，取3株用于指標(biāo)測(cè)定，其余留作觀測(cè)。

1.2數(shù)據(jù)測(cè)定與分析方法

2016年7月18日開始淹水，從淹水之日起，每間隔7d選取植株成熟葉片測(cè)定葉綠素a、b及總?cè)~綠素含量，一共連續(xù)測(cè)定9次，每個(gè)處理取3個(gè)重復(fù)測(cè)定，取其平均值。葉綠素采用乙醇、丙酮混合液浸提法[6]提取，稱取0.2 g新鮮植物樣品于10 mL具塞離心管中，加入乙醇∶丙酮=1∶1的混合液（乙醇95%，丙酮80%）5 mL，充分振搖后于暗柜中靜置，待葉片完全變白后取上清液測(cè)定，樣品測(cè)定分別在波長(zhǎng)645 nm、663 nm下測(cè)定吸光度。葉綠素含量計(jì)算公式如下：

葉綠素a （Ca）=（12.7A663-2.69A645）×（V×N）/（1000×W）

葉綠素b （Cb）=（22.9A645-4.68A663） ×（V×N）/（1000×W）

總?cè)~綠素（Ca+b）= Ca+ Cb

式中，A645、A663分別為對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)下的吸光值；W為樣品鮮重（g）；V為提取液體積（ml）；N為稀釋倍數(shù)；Ca、Cb、Ca+b的單位為mg/g。

吸光值測(cè)定均使用德國(guó)耶拿公司產(chǎn)的Specord200 plus紫外可見分光光度計(jì)進(jìn)行測(cè)量。測(cè)定結(jié)果用Excel和SPSS統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析處理。

2結(jié)果與分析

2.1不同淹水深度脅迫對(duì)葉綠素含量的影響

對(duì)長(zhǎng)期漬水（B組）、長(zhǎng)期輕度淹水（D組）、長(zhǎng)期深度淹水（F組）和對(duì)照（CK組）這4個(gè)處理組的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從表1的結(jié)果可知，在淹水脅迫下，3個(gè)不同樹種葉綠素含量變化有所不同。楓楊淹水后葉綠素a、葉綠素b和總?cè)~綠素含量均有所降低，葉綠素a含量，B組最低，比對(duì)照低了87%，但在不同處理組間無顯著差異；葉綠素b含量，D組最低，比對(duì)照低了15.8 %，同時(shí)D組與CK、B組之間存在顯著差異（p<0.05）；總?cè)~綠素含量D組含量最低，比對(duì)照低了11.1 %，CK組與D、F組之間存在顯著差異；Ca/Cb值，以D處理組最大，B處理組最低，且B組與D、F組之間存在顯著差異。

楓香淹水后，葉綠素a、b和總?cè)~綠素含量均隨著淹水深度增加而逐漸減少。葉綠素a含量，F(xiàn)組最低，與其他各處理組間均有顯著差異；葉綠素b含量F組與CK、B組之間存在顯著差異；總?cè)~綠素含量F組葉綠素含量下降最為顯著，與對(duì)照相比下降了16.3 %，與其他各處理組間均有顯著差異；Ca/Cb值，D處理組最大，但各組間無顯著差異。

落羽杉淹水后，葉綠素a、b和總?cè)~綠素含量變化不明顯，規(guī)律性不強(qiáng)，各處理組間均無顯著差異。

2.2不同淹水時(shí)間脅迫對(duì)葉綠素含量的影響

隨著淹水時(shí)間的延長(zhǎng)，3個(gè)樹種所有處理組葉綠素含量均呈波狀變化趨勢(shì)，與對(duì)照組的葉綠素含量變化較為一致（圖1）。楓楊B、D、F處理組總?cè)~綠素含量在各淹水時(shí)間段內(nèi)無顯著差異，與淹水前（0 d）也無顯著差異。葉綠素a、b含量在D組和F組中在不同淹水時(shí)間段內(nèi)存在顯著差異。D組葉綠素a含量淹水7 d時(shí)顯著低于（p<005）淹水21，42，49 d時(shí)；葉綠素b含量淹水28 d時(shí)顯著低于淹水0，49 d時(shí)。F組葉綠素a含量淹水7 d時(shí)顯著低于淹水21，28，42，48 d時(shí)；葉綠素b含量淹水21 d時(shí)顯著高于淹水28，42 d時(shí)。

楓香葉綠素a、b及總?cè)~綠素含量除B組在各淹水時(shí)間段內(nèi)無顯著差異外，D組和F組在不同淹水時(shí)間段內(nèi)存在顯著差異。D組總?cè)~綠素含量淹水21 d時(shí)顯著低于淹水0，35 d時(shí)；葉綠素a含量淹水35 d時(shí)顯著高于淹水7，21 d時(shí)；葉綠素b含量淹水0 d時(shí)顯著高于淹水14，21，28，49，56 d時(shí)。F組葉綠素a、總?cè)~綠素含量淹水35 d時(shí)顯著高于淹水0，7，42 d時(shí)；葉綠素b含量淹水14 d時(shí)顯著低于淹水0，28，35 d時(shí)。

落羽杉總?cè)~綠素含量均為淹水前最高，B組淹水0 d時(shí)顯著高于淹水49，56 d時(shí)，D組淹水0 d時(shí)顯著高于淹水42，49 d時(shí)，只有F組在淹水前后無顯著差異。B組葉綠素a含量淹水35 d時(shí)顯著高于淹水49 d時(shí)；葉綠素b含量淹水0 d時(shí)顯著高于淹水7，21，28，49，56 d時(shí)。D組葉綠素a含量淹水42 d時(shí)顯著低于淹水0，35 d時(shí)；葉綠素b含量淹水0，7 d時(shí)分別顯著高于淹水21，28，35，42，49，56 d時(shí)。F組葉綠素a含量淹水7 d時(shí)顯著低于淹水0，21，35，49 d時(shí)；葉綠素b含量淹水0，14 d時(shí)分別顯著高于淹水21，35，49 ，56 d時(shí)。

2.3淹水脅迫解除后對(duì)葉綠素含量的影響

對(duì)短期漬水（A組）、短期輕度淹水（C組）、短期深度淹水（E）和對(duì)照（CK組）這4個(gè)處理組的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析可知，淹水脅迫解除后，3個(gè)樹種所有處理組葉綠素含量變化呈現(xiàn)高-低-高變化趨勢(shì)，與CK組葉綠素含量變化相一致（圖2）。楓楊淹水脅迫解除后，A、C、E這3個(gè)處理組葉綠素a、b及總?cè)~綠素含量均低于對(duì)照組，也低于相同處理未解除淹水脅迫的處理組；葉綠素a及總?cè)~綠素含量顯著低于CK組；葉綠素b含量，只有C組顯著低于CK組。隨著脅迫解除時(shí)間的延長(zhǎng)，A組葉綠素b、總?cè)~綠素含量在脅迫解除28 d時(shí)顯著低于淹水0 d時(shí)；而葉綠素a含量在各時(shí)間段無顯著差異。C組總?cè)~綠素在脅迫解除28 d時(shí)顯著低于淹水0 d時(shí)；葉綠素a在脅迫解除28 d時(shí)顯著低于淹水0 d、脅迫解除14 d時(shí)；葉綠素b含量淹水0 d時(shí)顯著高于脅迫解除14，21，28 d時(shí)。E組總?cè)~綠素含量淹水21 d時(shí)顯著高于脅迫解除后所有時(shí)間段的值；葉綠素a含量淹水21 d時(shí)顯著高于脅迫解除14，21，28 d時(shí)；葉綠素b在脅迫解除7 d時(shí)最大，14 d時(shí)最小，兩者間存在顯著差異，同時(shí)淹水21 d時(shí)顯著高于解除14，28 d時(shí)。

楓香淹水脅迫解除后A、C、E組葉綠素a、b及總?cè)~綠素含量低于CK組，稍微高于未解除淹水脅迫組，但各處理間無顯著差異。隨著脅迫解除時(shí)間的延長(zhǎng)，A組總?cè)~綠素、葉綠素a、b含量均在脅迫解除7 d時(shí)最大，28 d時(shí)最小，解除7 d時(shí)顯著高于淹水0，7，28 d時(shí)。C組總?cè)~綠素、葉綠素a、b含量均在在脅迫解除7 d時(shí)最大，28 d時(shí)最?。豢?cè)~綠素含量解除7 d時(shí)顯著高于淹水0，7，14，21，28 d時(shí)；葉綠素b含量解除7，14，21 d時(shí)均分別顯著高于淹水0，14，21，28 d時(shí)。E組總?cè)~綠素、葉綠素a、b含量均在在脅迫解除7 d時(shí)最大，14 d時(shí)最小，均無顯著差異。

落羽杉淹水脅迫解除后A、C、E組葉綠素a、b及總?cè)~綠素含量均低于CK組，也低于相同處理未解除淹水脅迫的處理組。總?cè)~綠素含量，各處理組間均無顯著差異；葉綠素a含量，只有E組顯著低于F組；葉綠素b含量，只有C組顯著低于D組。隨著脅迫解除時(shí)間的延長(zhǎng)，A組總?cè)~綠素含量解除21 d時(shí)顯著低于淹水0，7 d時(shí)，葉綠素a含量解除21 d時(shí)顯著低于淹水21 d時(shí)，葉綠素b含量解除28 d時(shí)顯著低于淹水0，7 d時(shí)。C組葉綠素a、b及總?cè)~綠素含量在脅迫解除7 d時(shí)最大，28 d時(shí)最??；總?cè)~綠素、葉綠素a含量各時(shí)間段內(nèi)無顯著差異，葉綠素b含量解除28 d時(shí)顯著低于淹水0 d和解除7 d時(shí)。E組總?cè)~綠素含量淹水0，14，21 d時(shí)均顯著大于脅迫解除21，28 d時(shí)，脅迫解除7 d時(shí)顯著大于解除21，28 d時(shí)；葉綠素a含量解除21 d時(shí)顯著小于淹水14，21 d時(shí)及解除7 d時(shí)；葉綠素b含量淹水0 d時(shí)顯著大于解除7，21，28 d時(shí)，淹水7，14 d時(shí)，顯著大于解除21，28 d時(shí)。

3結(jié)論與討論

（1）葉綠素含量是植物生長(zhǎng)的重要生理參數(shù)，大多數(shù)研究發(fā)現(xiàn)，水分脅迫不僅會(huì)影響植物葉片葉綠素的生物合成，而且能夠促進(jìn)已形成的葉綠素加速分解，導(dǎo)致葉片葉綠素含量降低[7]。但也有研究發(fā)現(xiàn)，水分脅迫會(huì)使花生葉片中葉綠素含量明顯升高[8]。本研究中，不同淹水深度脅迫下楓楊葉綠素含量均比對(duì)照有所降低，但降低值與淹水深度并無明顯相關(guān)性；落羽杉葉綠素含量變化不明顯，規(guī)律性不強(qiáng)；只有楓香葉綠素含量明顯隨著淹水深度增加而逐漸減少。這可能與植物的抗逆境能力有關(guān)，抗逆能力強(qiáng)的植物在遭受脅迫時(shí)能較快適應(yīng)新環(huán)境，恢復(fù)正常的生理活動(dòng)。

（2）在不同淹水時(shí)間脅迫下，隨淹水時(shí)間延長(zhǎng)，3個(gè)樹種所有處理組葉綠素含量均呈波狀變化。陳鳳娟[9]等發(fā)現(xiàn)，水分脅迫可導(dǎo)致豌豆幼苗葉片中的葉綠素含量呈先升后降、最后又上升的趨勢(shì)。余世雄[10]等研究也發(fā)現(xiàn)，小麥花期在干旱脅迫下，葉綠素含量先有所上升，但隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng)又呈現(xiàn)出顯著下降的趨勢(shì)。何奇江[11]等發(fā)現(xiàn)，雷竹在不同鹽濃度脅迫下，葉綠素含量基本呈高-低-高的變化趨勢(shì)。這些研究結(jié)果與本研究結(jié)果都較為相似。

（3）淹水脅迫解除后，楓楊、落羽杉葉綠素含量均低于對(duì)照組，也低于相同處理未解除淹水脅迫的處理組，而楓香葉綠素含量低于對(duì)照組，但稍微高于未解除淹水脅迫組。隨脅迫解除時(shí)間延長(zhǎng)，3個(gè)樹種葉綠素含量變化呈現(xiàn)高-低-高的變化趨勢(shì)，與對(duì)照組葉綠素含量變化相一致。

研究結(jié)果顯示，楓楊、楓香、落羽杉等3個(gè)樹種對(duì)淹水脅迫反應(yīng)不敏感，葉綠素含量變化幅度不大；對(duì)試驗(yàn)苗木存活率觀測(cè)也發(fā)現(xiàn)，這3個(gè)樹種在淹水58 d后存活率為100%，而且在試驗(yàn)結(jié)束后至冬季落葉時(shí)，持續(xù)淹水的樹苗仍繼續(xù)存活，表明這3個(gè)樹種抗淹水脅迫能力極強(qiáng)，均適合在季節(jié)性淹水灘地推廣種植。

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（責(zé)任編輯：夏劍萍）