8 個山毛櫸引進品種秋季葉色變化研究

馬俊青，盧紹輝

（河南省林業(yè)科學研究院，河南 鄭州 450008）

歐洲山毛櫸（Fagus sylvatica），為殼斗科（Fagaceae） 水青岡屬（Fagus L. ）植物，是一種高大的落葉喬木，廣泛分布于亞洲、歐洲與北美洲等地區(qū)，用途非常廣泛[1]。歐洲山毛櫸質地細膩，姿態(tài)美觀，秋色葉褐色帶紅，可作為大型庭園、園林、綠地及公共場所或周邊樹種，也可用作行道樹。在歐洲、北美和新西蘭，歐洲山毛櫸是一種非常受歡迎的公園和庭院的觀賞樹木。同時，歐洲山毛櫸木材堅硬，紋理密致，適做家具和農具用，亦為很好的鐵路枕木[2]。筆者以加拿大引種的8 個山毛櫸品種為材料，通過分析其葉片可溶性糖、可溶性蛋白的含量以及秋季葉色變化期葉片的L*、a*、b*值，來挑選適宜在河南地區(qū)栽植的山毛櫸品種。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗材料栽植于濟源市的苗圃場。濟源市地處河南省西北部太行山南麓，與山西省毗鄰，屬暖溫帶季風氣候，該地山區(qū)丘陵面積占88%，地貌復雜、河流縱橫、氣候多樣，森林覆蓋率為44.39%，獨特的地理環(huán)境，孕育了較為豐富的野生動植物資源。

1.2 試驗材料

試驗材料為2017 年從加拿大引進的山毛櫸容器苗，共引進8 個品種，每個品種200 株。這8 個品種分別為“Roseomarginata”（1 號），“Red Obelisk”（2 號）， “Zlatia”（3 號），“Riversii”（4 號），“Rohanii”（5 號），“Dawyck Gold Beech”（6 號），“Dawyck Purple Beech”（7號），“Purple Fountain ”（8 號）。

1.3 考察指標的方法

采用日本全自動色差儀NF333 測定葉片顏色。選取長勢相近的30 片葉片，在每個葉片的中部正反兩面分別進行測試，記錄L*、a*、b*值表示葉片顏色，其中L*表示光澤明亮度，L*值越大，亮度越高，范圍從黑（0）到白（100）；a*值的正值表示色澤紅，正值越大紅色越深，負值表示色澤綠，負值越小，綠色越深；b*的正值表示黃色程度，負值表示藍色程度[3]。 此外。色度C 和色光度分別根據下述公式計算：C=（a*2+b*2）1/2，色光值=2 000×（a*/L*）×（a*2+b*2）1/2。

葉片可溶性糖含量采用硫酸蒽酮法測定，蛋白質含量采用考馬斯亮藍G-250 法測定，以上測定均重復3 次。

2 結果與分析

2.1 不同生長時期各品種葉色色差值的變化

由表1 可知，相比其他品種1 號的L*值最高，且6—9 月L*值一直處于穩(wěn)定狀態(tài)，保持在42 左右，沒有大的波動，說明1 號的葉色最為光亮。4、7、8號的葉片a*值在6—9 月一直為負值，說明4、7、8號在秋季一直為綠色；1、2、3、5、6 號在6—9 月a*值有正值也有負值，說明這幾個品種在秋季葉片顏色存在綠色轉紅色的變化。1 號b*值最高，6—9 月一直穩(wěn)定處于18 左右；3 號和5 號的b*值均較低，6—9 月一直處于10 以下區(qū)間范圍；8 號b*值在2019 年7 月3 日最高為45.35，在整個秋季中波動最大，范圍在11.10～45.35。因為b*值表黃色程度，正值越大，葉片越黃。從測試結果推斷，8 號的葉色在7 月最黃，1 號的葉色在6—9 月一直保持為彩葉。

表1 不同生長時期各品種葉色的色差值

2.2 不同生長時期各品種葉片色度值和色光度的變化

由表2 可知，色度C 為正值表示飽和度偏光鮮，且正值越大，飽和度越光鮮；C 為負值表示飽和度偏暗，且負值越大，色澤越暗。色光度為正值時，需偏逆時針方向調色；為負值時，需偏正時針方向調色。1、4、6、7、8 號的C 值較大，均在10 以上；2、3、5 號的C 值較低，均在8 以下，說明1、4、6、7、8號的葉片顏色比較亮麗；2、3、5 號的葉片顏色比較暗淡。4、7、8 號的色光度在6—9 月均為負值且較低（均在-20 以下），表明這幾個品種葉片的色度需要向正方向改良，也就是需要向彩葉的方向改良。

從圖1 中可以看出，8 個山毛櫸品種的C 值和色光度隨時間表現出一個總體的變化趨勢，即色光度在7 月為最低點，為-21.08，9 月為最高點且為正值，為0.82，說明這8 個品種的山毛櫸葉片在7 月最綠，9 月變?yōu)椴嗜~，葉片的色度需要向負方向改良。8 個山毛櫸品種8 月葉片的平均C 值為9.72，低于其他月份，即8 月山毛櫸葉片多為綠葉，出現彩葉的情況非常少。

2.3 不同生長期各品種的葉色變化與可溶性蛋白和可溶性糖含量的關系

由圖2 可知，各品種葉片的a*值在6—8 月均為負值，在-5～0 的區(qū)間內變化，9 月最高，為2.89；各品種葉片可溶性糖平均含量6—9 月間一直在4%～5%的范圍內變化，整體呈上升趨勢；各品種葉片可溶性蛋白含量6—9 月間變化也不大，總體呈上升趨勢，以9 月可溶性蛋白含量最高，達到了15.29%。從數據來看，葉片可溶性蛋白含量與a*值呈正相關關系，由此可推測，當葉片中的可溶性蛋白含量升高時，葉色轉為紅色，并且隨著可溶性蛋白含量的上升，葉片的紅色越深。由表3 可知，多個山毛櫸品種的葉片在6—9 月出現了由綠色轉為橙色的變化，這與色差儀測試的L*、a*、b*值的變化基本一致。

表2 不同生長時期各品種葉色的色度值和色光度

圖1 不同生長時期8 個山毛櫸品種葉片的平均C 值和 色光值的總體變化趨勢

圖2 各品種葉片中可溶性蛋白、可溶性糖含量與a*值隨 時間的變化趨勢

表3 不同生長時期各品種的葉色

3 結論與討論

山毛櫸是溫帶闊葉落葉林的主要構成樹種之一，其樹葉在秋季可轉變成彩葉，有紅、黃、粉3 種顏色，尤其是粉色樹葉在其他樹種很少出現，科研價值較大，可探尋影響樹葉顏色變化的外部條件和內在機理，選育適宜河南生長環(huán)境的山毛櫸品種，培育優(yōu)良的彩葉樹種。

可溶性蛋白是大多數酶的組成成份，是新陳代謝的重要物質，試驗結果表明山毛櫸葉片可溶性蛋白含量與葉色參數a*值正相關，可能是由于低溫環(huán)境下，彩葉植物為了維持自身的生長代謝，具有防御功能的酶含量升高，導致可溶性蛋白含量升高，體現了彩葉植物對環(huán)境變化的應激反應[4]?？扇苄蕴鞘侵参镄玛惔x的重要物質，對調節(jié)植物的生長、發(fā)育和抗性具有重要作用，也會參與細胞內信號調節(jié)和轉導過程。有研究表明，糖是花色苷合成的前提，而花色苷合成是葉片變色的重要因素之一?？扇苄蕴鞘軠囟扔绊戄^大，低溫可促使葉片中可溶性糖的積累。這與楚愛香等[5]對槭樹屬的研究結果一致。

試驗結果顯示，8 個山毛櫸品種中“Purple Fountain”“Dawyck Gold Beech”“Red Obelisk”“Rose- omarginata”，這4 個品種秋季出現彩葉的時間較長，葉色較為明麗，可作為彩葉山毛櫸的優(yōu)良品種進一步培育。