不同濃度可殺得叁千對西瓜幼苗葉片光合系統(tǒng)的影響

賈云鶴

(黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝分院，哈爾濱 150069)

盛積貴等[1],潘雪峰等[2]研究表明，銅雖然是一種重金屬元素，也是植物生命活動(dòng)必須的微量元素，當(dāng)其濃度較低時(shí)能夠促進(jìn)光合作用，反之則抑制。重金屬對植物光合作用的抑制機(jī)理一般是降低葉綠素含量，損傷葉綠體結(jié)構(gòu)和膜系統(tǒng)，導(dǎo)致葉片光合酶損傷，抑制光合和非光合磷酸化、RUBP羧化酶活性和光系統(tǒng)的電子傳遞[3]。銅和D1蛋白的絡(luò)氨酸殘基相結(jié)合，可抑制光系統(tǒng)II(PSⅡ)的電子傳遞[4]，光合作用所儲(chǔ)存的能量減少，光合電子傳遞降低，導(dǎo)致生物量減少[5]，銅脅迫使葉綠素含量大幅下降，24 h內(nèi)使初始熒光(Fo)和最大熒光(Fm)升高，特別是Fm可能出現(xiàn)負(fù)值，表明光合器官己受到破壞[6]。

銅又是一種光譜性殺菌劑，對植物真菌、細(xì)菌病害都有較好的防治效果。可殺得叁千以其先進(jìn)的專利制劑工藝,可在葉面形成化合態(tài)銅(固態(tài)銅)+螯合態(tài)銅離子庫+二價(jià)銅離子3種形式的銅，并且保持最佳平衡；高質(zhì)量的水分散粒劑在水中迅速溶解，改良的低泡霧化性，易于操作，使用方便；與其他銅制劑相比持效期更長[7]。何澤敏[8]等人研究了不同濃度可殺得叁仟對哈密瓜細(xì)菌性角斑病的防治效果，試驗(yàn)結(jié)果表明，可殺得叁仟稀釋1500倍對哈密瓜細(xì)菌性角斑病的防治效果最好，平均防效達(dá)到70%以上，哈密瓜的產(chǎn)量隨著可殺得叁仟稀釋倍數(shù)的增加而提高。

本文作者先前也進(jìn)行了可殺得叁仟對西瓜幼苗生長發(fā)育影響的研究[9]，本文研究的目的旨在進(jìn)一步闡明可殺得叁仟(銅離子)影響西瓜光合作用的機(jī)制及篩選適合西瓜幼苗的可殺得叁仟噴施濃度。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于 2018 年在黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝分院溫室及實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。穴盤基質(zhì)育苗，西瓜品種為科室自育大果型品種龍盛佳甜?？蓺⒌萌徸远虐罟?，成分為46%氫氧化銅水分散顆粒。

西瓜育苗于2018年6月9日在育苗棚中進(jìn)行。待幼苗子葉展平時(shí)，開始噴施可殺得叁仟，每隔4天(安全期為3天)噴1次，共噴施5次。生理試驗(yàn)的種子經(jīng)過種子處理(中國農(nóng)科院趙廷昌研究員提供的殺菌劑1號(hào)浸泡種子)，經(jīng)過育苗預(yù)試驗(yàn)和PCR檢測不帶菌，子葉展平開始噴施可殺得叁仟。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與處理

2018 年 6 月 12日對子葉展平的西瓜幼苗噴施可殺得叁仟。試驗(yàn)設(shè)5個(gè)濃度，連同清水對照形成了 6個(gè)處理：(1)處理1：噴施清水對照，氫氧化銅濃度0 mmol/L；(2)處理2：噴施稀釋4000倍的可殺得叁仟，氫氧化銅濃度1.2 mmol/L；(3)處理3：噴施稀釋2000倍的可殺得叁仟，氫氧化銅濃度2.4 mmol/L；(4)處理4：噴施稀釋1000倍的可殺得叁仟，氫氧化銅濃度4.7 mmol/L；(5)處理5：噴施稀釋500倍的可殺得叁仟，氫氧化銅濃度9.4 mmol/L；(6)處理6：噴施稀釋250倍的可殺得叁仟，氫氧化銅濃度18.9 mmol/L。每隔4天噴1遍，共噴5遍，噴施日期分別為6月12日，6月17日，6月22日，6月27日，7月2日。

每個(gè)處理12株苗，3次重復(fù)。由于基質(zhì)中的養(yǎng)分足夠支持幼苗生長，所以不另外施肥；為消除澆水對試驗(yàn)結(jié)果的影響，采用吸水法補(bǔ)水，具體做法為：將種有12株苗的穴盤裝入大小一致的矮塑料箱中，用燒杯量取500 mL水倒入箱中，每隔2天補(bǔ)水1次。

2018 年 7 月 3 日(最后1次噴施銅的第二天)對所有處理各進(jìn)行取樣，此時(shí)西瓜幼苗處于4葉1心時(shí)期。

1.3 指標(biāo)測定

光合作用相關(guān)參數(shù)采用澤泉科技有限公司CI-340型光合測定系統(tǒng)、北京雅欣理儀科技有限公司Yaxin-1161型葉綠素?zé)晒鈨x測定，丙酮法測定葉綠素含量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2003進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，SPSS 17.0 進(jìn)行方差分析，鄧肯氏新復(fù)極差法進(jìn)行差異顯著性檢測。

2 結(jié)果與分析

不同濃度可殺得叁仟對西瓜幼苗葉片光合作用的影響見表1。如表1所示，西瓜幼苗最大光化學(xué)效率Fv/Fm隨銅濃度的升高先升高后降低，但各處理之間差異不顯著，都保持在0.9以上。實(shí)際量子效率ΦPSⅡ先隨氫氧化銅濃度的升高而緩慢提高，在氫氧化銅濃度達(dá)到4.7 mmol/L時(shí)最高，在氫氧化銅濃度達(dá)到9.4 mmol/L時(shí)急劇降低。凈光合速率(Pn)、氣孔導(dǎo)度Cleaf、胞間二氧化碳濃度CO2int的變化趨勢相同，先隨氫氧化銅濃度的升高而緩慢提高，當(dāng)氫氧化銅濃度達(dá)到9.4 mmol/L急劇下降。葉綠素a和葉綠素b含量隨著氫氧化銅濃度的升高先有所提高再少許下降，各處理間差異不顯著。

表1 不同濃度可殺得叁仟對西瓜幼苗葉片光合作用的影響

3 結(jié)論

不同濃度的可殺得叁仟噴施西瓜幼苗葉片，各個(gè)光合相關(guān)指標(biāo)的變化趨勢相同，都是隨著銅濃度的升高先升高后下降，且都以銅濃度4.7 mmol/L和9.4 mmol/L為分水嶺，銅濃度4.7 mmol/L各指標(biāo)達(dá)到最大，銅濃度9.4 mmol/L各指標(biāo)急劇下降。噴施KCD3000濃度為4.7 mmol/L時(shí)，F(xiàn)v/Fm、ΦPSⅡ、PN、Cleaf、CO2int、葉綠素a、葉綠素b分別比對照提高8.09%、10.01%、36.36%、22.36%、14.29%、11.56%、31.45%。噴施KCD3000濃度為9.4 mmol/L時(shí)，ΦPSⅡ、PN、Cleaf、葉綠素a、葉綠素b分別比對照降低9.74%、13.58%、10.57%、1.18%、4.84%。西瓜幼苗最大光化學(xué)效率Fv/Fm和胞間二氧化碳濃度CO2int對銅的耐受能力較強(qiáng)，KCD3000濃度為18.9 mmol/L時(shí)才比照對照稍有下降。

4 討論

在同樣水平的可殺得叁仟處理下，西瓜幼苗葉片光系統(tǒng)Ⅱ?qū)嶋H量子效率ΦPSⅡ的變化比最大光化學(xué)效率Fv/Fm的變化明顯，在銅濃度為9.4 mmol/L處理下就明顯降低。實(shí)際量子效率的降低可能是由于重金屬脅迫下植物碳同化能力的降低或光合作用暗過程對ATP和NADH利用能力的降低所致[10]。本試驗(yàn)所測的西瓜幼苗光合參數(shù)中，凈光合速率受銅的影響最明顯，這個(gè)結(jié)果證實(shí)光合作用的碳還原和隨后進(jìn)行的暗反應(yīng)比光反應(yīng)對銅更敏感。1.2 mmol/L和2.4 mmol/L銅處理下西瓜幼苗凈光合速率顯著提高，分別為對照的104.1%和119.2%。4.7 mmol/L和9.4 mmol/L銅處理下西瓜幼苗凈光合速率急劇降低，分別為對照的86.4%和63.6%。同時(shí)，氣孔導(dǎo)度的降低幅度也較大。低氣孔導(dǎo)度可能引起葉綠體中CO2濃度降低，導(dǎo)致原料不足使光合減弱。