鹽脅迫下丁香葉綠素含量與SPAD值相關(guān)性分析

楊志瑩，張海良，王勝，邱玉賓，趙慶柱，高靜，袁永

（1.濰坊市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，山東 濰坊 261071；2.山東勝偉鹽堿地科技有限公司，山東 濰坊 262737）

葉綠體是植物吸收和利用光能的重要器官，其葉綠素含量的高低是反映植物光合能力、營養(yǎng)狀況、葉片成熟度等的重要指標(biāo)［1－3］。葉綠素含量受植物種類、生長季節(jié)、環(huán)境條件等多種因素的影響，有研究表明葉綠素含量與植物抗逆性密切相關(guān)［4－6］。因此，快速準(zhǔn)確地獲取葉綠素含量對研究植物抗逆性具有重要意義。

丁香（Syringa）是我國常用的園林綠化植物，具有觀賞價值高、抗逆性強等特點。目前丁香葉綠素含量的測定多是采用分光光度法［7，8］，測得的是葉綠素的絕對含量，不僅需破壞葉片且耗時較長，不適宜大面積應(yīng)用［9］。而用SPAD葉綠素儀測定葉綠素含量，不僅方便快捷且不損傷葉片，但測得的是相對含量。目前關(guān)于丁香SPAD值與葉綠素含量的相關(guān)性報道較少，只有李海云等研究了白丁香的葉綠素含量與SPAD值之間的相關(guān)性［10］，而有關(guān)鹽脅迫下小葉丁香和紫丁香的葉綠素含量與SPAD值相關(guān)性的研究尚未見報道。因此，本試驗分別利用分光光度法和SPAD葉綠素儀對鹽脅迫下小葉丁香和紫丁香的葉綠素含量進行測定，分析它們之間的相關(guān)關(guān)系并建立回歸方程，以期為今后快速預(yù)測丁香葉綠素絕對含量提供理論參考，為丁香的栽培管理提供指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗在山東省濰坊市濱海地區(qū)進行，該地區(qū)屬于溫帶半濕潤季風(fēng)區(qū)大陸性氣候，年最高氣溫38℃，極端最低氣溫－19.5℃，年平均氣溫12.3℃，年降水量650 mm，年平均光照時數(shù)2 591 h，無霜期189 d。土壤pH值8.5，含鹽量0.3%。

1.2 試驗材料采集

試驗選用小葉丁香（Sytingamicrophylla）和紫丁香（SyringaoblataLindl）的2年生扦插苗，于2019年3月栽種于試驗地，并進行日常養(yǎng)護管理。2019年9月開始進行試驗。每個品種隨機選取20片葉，共采集40片葉用于建立回歸模型，后每個品種各采集5片葉用于方程檢驗。

1.3 測定項目及方法

葉綠素含量的測定采用乙醇浸提法［11］。SPAD測定用日本SPAD－502測定儀進行（注意避開葉脈），每個葉片測前、中、后3個點，取平均值。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Microsoft Excel軟件進行數(shù)據(jù)處理和作圖，采用SPSS 19.0軟件進行單因素方差分析、相關(guān)性分析，并用Duncan’s新復(fù)極差法進行多重比較（P＜0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 丁香葉片中葉綠素含量及SPAD值

從表1可以看出，紫丁香葉綠素a含量為4.51～7.85 mg·g－1，葉綠素b含量為2.23～4.69 mg·g－1，總?cè)~綠素含量為6.74～12.54 mg·g－1，SPAD值為24.9～46.6。小葉丁香葉綠素a含量為5.52～8.75 mg·g－1，葉綠素b含量為2.29～4.27 mg·g－1，總?cè)~綠素含量為7.81～13.02 mg·g－1，SPAD值為25.4～47.1。鹽脅迫下小葉丁香的SPAD值、總?cè)~綠素含量均高于紫丁香。

表1 丁香葉片中葉綠素含量和SPAD值的測定結(jié)果

2.2 丁香葉綠素含量與SPAD值的相關(guān)性

從表2可以看出，紫丁香和小葉丁香的葉綠素a、葉綠素b、總?cè)~綠素、SPAD值之間均呈極顯著正相關(guān)關(guān)系。其中，葉綠素a與總?cè)~綠素含量的相關(guān)性高于葉綠素b與總?cè)~綠素含量的相關(guān)性；紫丁香SPAD值與葉綠素a、葉綠素b、總?cè)~綠素的相關(guān)系數(shù)均高于小葉丁香，兩者總?cè)~綠素與SPAD值的相關(guān)系數(shù)分別達到0.993和0.977。說明SPAD值能夠反映丁香葉片的葉綠素含量。

表2 丁香葉綠素含量與SPAD值的相關(guān)性分析

2.3 丁香葉綠素含量與SPAD值之間的擬合回歸方程

選用線性方程、對數(shù)方程、二次多項式方程、冪函數(shù)、指數(shù)函數(shù)對紫丁香、小葉丁香及兩者整合后的葉綠素a、葉綠素b、總?cè)~綠素含量與SPAD值的關(guān)系進行擬合分析，結(jié)果（表3）顯示，各方程的R2均在0.880以上，均達到顯著水平。無論是紫丁香、小葉丁香還是兩者整合后，葉綠素a、葉綠素b、總?cè)~綠素含量與SPAD值的擬合方程均以二次多項式的R2最大，為0.924～0.987，擬合效果最好；線性方程的R2在0.912～0.985之間，雖略低于二次多項式，但仍達到顯著水平，考慮到實際計算方便，最終選擇線性方程作為丁香葉綠素含量與SPAD值的擬合方程。

表3 丁香葉片SPAD值與葉綠素各成分間的擬合方程

2.4 擬合方程擬合效果的試驗驗證

為驗證選出的線性方程的擬合效果，我們從紫丁香和小葉丁香上各取5個葉片分別測定葉綠素含量和SPAD值，并利用擬合方程進行預(yù)測。通過對實測值與預(yù)測值的比較（表4），紫丁香、小葉丁香葉綠素a、葉綠素b、總?cè)~綠素含量的實測值與預(yù)測值間差異均不顯著（P＞0.05），說明可以利用SPAD值通過線性方程預(yù)測丁香葉片的葉綠素含量；利用整合后的線性方程預(yù)測的丁香葉綠素含量與實測值間差異也不顯著（P＞0.05），說明該整合后的擬合方程同樣適用于紫丁香和小葉丁香葉綠素含量的預(yù)測，這為其它丁香品種葉綠素含量的測定提供了參考。

表4 丁香葉片葉綠素含量實測值與預(yù)測值的比較分析

3 討論

SPAD－502葉綠素計由于攜帶方便且不受氣候等條件限制，已廣泛應(yīng)用于甘蔗［12］、煙草［13］、葡萄［14］、檸檬［15］、甜瓜［16］、水稻［17］等多種植物葉綠素相對含量的測定，但在丁香上應(yīng)用較少。本研究結(jié)果表明小葉丁香和紫丁香的SPAD值與其葉綠素a、葉綠素b、總?cè)~綠素含量均呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，說明通過使用SPAD－502葉綠素計測定丁香葉綠素相對含量來反映丁香葉片中的葉綠素含量是可行的。

通過試驗我們發(fā)現(xiàn)，葉綠素a和總?cè)~綠素與SPAD的相關(guān)系數(shù)要高于葉綠素b，這與SPAD－502葉綠素計的工作原理有關(guān)，因為SPAD－502葉綠素計的發(fā)射波長更接近于葉綠素a的吸收波長，這與李玉杰等［18］的研究結(jié)果相一致。

本試驗選用多種方程對SPAD值與兩種丁香葉綠素含量的關(guān)系進行擬合，結(jié)果均以二次多項式的擬合效果最好；但線性方程的擬合效果也較好，R2值與二次多項式方程的相差不大，且均在0.910以上。因此，最終選擇線性方程作為預(yù)測丁香葉片葉綠素含量的擬合模型。這與李海云等［10］在白丁香上的研究結(jié)果不一致，可能是品種差異導(dǎo)致的。另外，我們將2個丁香品種測得的數(shù)據(jù)整合到一起后進行回歸分析，得到的擬合方程R2值仍大于0.890，但要小于單個品種的，說明在預(yù)測丁香葉綠素絕對含量時，使用單個品種的回歸方程進行預(yù)測的精確度要優(yōu)于整合后的，這與李田等［19，20］的研究結(jié)果一致。

由于試驗條件有限，本試驗僅對鹽脅迫條件下的小葉丁香和紫丁香進行了研究，所得出的擬合方程是否適用于其他丁香品種及非鹽脅迫條件尚待進一步研究。

4 結(jié)論

在鹽脅迫條件下，小葉丁香和紫丁香的SPAD值與葉綠素a、葉綠素b和總?cè)~綠素含量均呈極顯著正相關(guān)關(guān)系。在實際生產(chǎn)中，可利用SPAD值通過如下方程對這2種丁香葉片的葉綠素含量進行預(yù)測:y1＝0.150x＋1.496，y2＝0.111x－0.775，y3＝0.260x＋0.783，其中，x為SPAD值，y1、y2、y3分別為葉綠素a、葉綠素b、總?cè)~綠素含量。