干旱脅迫對(duì)金花茶幼苗光合生理特性的影響

何夢(mèng)伊

摘要：采用盆栽控水的試驗(yàn)，研究干旱脅迫對(duì)金花茶幼苗光合生理特性的影響。研究結(jié)果顯示：不同水分處理對(duì)金花茶幼苗光合生理指標(biāo)的影響不同，重度干旱脅迫會(huì)導(dǎo)致金花茶植株過(guò)于干旱而死亡，即金花茶幼苗的耐受干旱脅迫的極限為土壤含水量15.04%-16.54%，而且干旱脅迫程度越高，金茶花幼苗葉面各指標(biāo)均有顯著降低，包括葉片凈光合速率、葉面蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度和氣孔限制值等。金花茶幼苗對(duì)干旱脅迫十分敏感，土壤欠缺水分會(huì)對(duì)金花茶的光合作用產(chǎn)生一定的抑制作用，在很大程度上限制金花茶種群的擴(kuò)散。

關(guān)鍵詞：金花茶幼苗；干旱脅迫；氣體交換；葉綠素?zé)晒猓簧硖匦?/p>

在植物的生長(zhǎng)過(guò)程中，水分汲取是最為關(guān)鍵的影響因素，環(huán)境水分供應(yīng)量決定了植物生長(zhǎng)的適應(yīng)性和延續(xù)性，例如某些瀕危植物的環(huán)境適應(yīng)性差，導(dǎo)致生存力極低，從生態(tài)學(xué)角度來(lái)看，表現(xiàn)出不耐干旱的性質(zhì)。金花茶屬山茶科山茶屬金花茶組常綠灌木，不僅具有較高的觀賞價(jià)值，而且還有重要的科研價(jià)值。本文主要研究干旱脅迫對(duì)金花茶幼苗光合生理特性的影響，探討其響應(yīng)規(guī)律，為實(shí)際金花茶保護(hù)和開(kāi)發(fā)提供理論依據(jù)。

1.材料和方法

1.1材料

本試驗(yàn)地點(diǎn)：廣西植物研究所苗圃玻璃房；棚內(nèi)光照強(qiáng)度：強(qiáng)于自然光20k左右；移栽具體步驟：所移植的實(shí)生苗長(zhǎng)勢(shì)基本一致，花盆內(nèi)徑30cm、深度25cm，每盆栽1株，土壤采用表層田園土，土重5kg左右，土壤持水量30.08%，試驗(yàn)期間確保土壤水分充足。以4種土壤水分處理為試驗(yàn)，田間持水量85%～90%、65%～70%、50%～55%、35%～40%分別表示為T0、T1、T2、T3，每種10盆。所有植株在9月初達(dá)到預(yù)定含水量后，立即進(jìn)行控水，每晚18點(diǎn)進(jìn)行盆重測(cè)量，并將白天失水量補(bǔ)足至原設(shè)定水平，對(duì)其進(jìn)行干旱脅迫試驗(yàn)后15日，測(cè)定植株光合生理指標(biāo)。

1.2測(cè)定項(xiàng)目

選取植株頂端向下第3～5片成熟功能葉，測(cè)定各項(xiàng)光合屬性參數(shù)，具體項(xiàng)目包括：相對(duì)含水量、凈光合速率、蒸騰速率、氣體交換參數(shù)、葉綠素?zé)晒鈪?shù)、丙二醛、普氨酸含量。在T3時(shí)，金花茶幼苗死亡，因此，只能測(cè)定T0、T1、T2這3個(gè)處理的光合生理指標(biāo)測(cè)定。

1.2.1氣體交換參數(shù)。采用光合測(cè)定系統(tǒng)分析儀測(cè)定不同干旱脅迫條件下的苗木光合特性指標(biāo)，并計(jì)算出水分利用效率和氣孔限制值，在9：00～11：00進(jìn)行測(cè)定，此時(shí)光合有效輻射為200w/m2，室溫為28℃，二氧化碳濃度為370mg/mL，取每株3片葉，以平均值為準(zhǔn)。

1.2.2葉綠素?zé)晒鈪?shù)。取每株3片葉，先進(jìn)行20min暗適應(yīng)處理，再測(cè)定植株初始熒光、最大熒光和最大光化學(xué)效率，以平均值為準(zhǔn)。

1.2.3光合色素含量。采取乙醇提取葉片光合色素，乙醇濃度為95%，波長(zhǎng)為665nm、649nm和470nm，并將葉綠素a、b和其比值以及類胡蘿卜素和其比值算出來(lái)。

采用公式計(jì)算出葉片相對(duì)含水量、丙二醇和普氨酸含量。

2.結(jié)果

2.1干旱脅迫對(duì)金花茶氣體交換參數(shù)的影響

重度脅迫中，植株均死亡，表明金花茶幼苗的耐受干旱脅迫極限為50%～55%田間持水量。干旱脅迫對(duì)金花茶幼苗氣體交換參數(shù)影響較大，隨著干旱脅迫程度升高，金花茶幼苗氣體交換參數(shù)均顯著降低。與T0相比，T1處理的凈光合速率、蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度分別下降53.5%、49.6%和50.9%，T2處理的凈光合速率、蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度分別下降90.5%、88.6%和90.9%。干旱脅迫下，金花茶水分利用效率降低，胞間二氧化碳的濃度升高，但程度不明顯（P>0.05），表明金花茶光合速率與受干旱脅迫有直接關(guān)聯(lián)，干旱脅迫敏感度極強(qiáng)，輕度缺水時(shí)金花茶光合速率會(huì)明顯降低。

2.2干旱脅迫對(duì)金花茶葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響

金花茶幼苗初始熒光隨著干旱脅迫程度的增加而升高，最大熒光和最大光化學(xué)效率隨著干旱脅迫程度的加劇呈下降的趨勢(shì)，與T0處理下相比，T2的初始熒光、最大熒光和最大光化學(xué)效率均有顯著差異（P<0.05），說(shuō)明在干旱脅迫條件下，金花茶的葉綠素的結(jié)構(gòu)和功能會(huì)受到損傷和破壞。

2.3干旱脅迫對(duì)金花茶光合色素含量的影響

金花茶葉片在發(fā)生光合作用時(shí)，吸收、傳遞、轉(zhuǎn)化光能的主要因素為光合色素，光合色素在很大程度上決定了植株的光合作用能力，當(dāng)干旱脅迫增強(qiáng)時(shí)，金花茶葉片葉綠素a、葉綠素b以及類胡蘿卜素含量顯著降低（P<0.05）。

2.4干旱脅迫對(duì)金花茶葉片相對(duì)含水量、丙二醇和普氨酸含量的影響

金花茶的相對(duì)含水量、丙二醇和普氨酸含量均隨著干旱脅迫程度的增加而顯著降低（P<0.05），說(shuō)明金花茶的抗干旱脅迫的能力弱。

3.討論

干旱脅迫會(huì)對(duì)植物的光合作用產(chǎn)生抑制，降低植物的光合速率，在氣孔因素和非氣孔因素的雙重作用下，植株葉片氣孔導(dǎo)度下降，大氣中二氧化碳擴(kuò)散減少，從而影響到植物的光合作用，非氣孔因素是指金花茶在輕度干旱脅迫下葉肉細(xì)胞光合能力直接受到水分虧缺的影響。干旱脅迫除了抑制植物的光合作用外，還會(huì)對(duì)植物光合電子傳遞、暗反應(yīng)有關(guān)酶系產(chǎn)生、光合磷酸化等方面產(chǎn)生不同程度的影響。目前葉綠素?zé)晒鈩?dòng)力學(xué)是對(duì)干旱脅迫植物光合作用定量檢測(cè)的有效方法，能直接反應(yīng)出植物葉綠素含量對(duì)光合作用的影響，在本次研究中，金花茶幼苗初始熒光與干旱脅迫程度呈正比，干旱脅迫程度越高，初始熒光參數(shù)越高；而最大熒光參數(shù)和最大光化學(xué)效率則與干旱脅迫程度呈反比，干旱脅迫程度越高，最大熒光參數(shù)和最大光化學(xué)效率急劇下降，充分證實(shí)了金花茶不耐干旱的性質(zhì)。評(píng)價(jià)植物耐旱性的另一個(gè)有效指標(biāo)為葉片相對(duì)含水量，含水量越大表明抗旱能力越強(qiáng)，在本次研究中，金花茶的相對(duì)含水量、丙二醇和普氨酸含量均隨著干旱脅迫程度的增加而顯著降低（P<0.05），說(shuō)明金花茶的抗干旱脅迫的能力弱。

綜上所述，不同水分處理對(duì)金花茶幼苗光合生理指標(biāo)的影響不同，重度干旱脅迫會(huì)導(dǎo)致金花茶植株過(guò)于干旱而死亡，即金花茶幼苗的耐受干旱脅迫的極限為土壤含水量15.04%～16.54%，而且干旱脅迫程度越高，金茶花幼苗葉面各指標(biāo)均有顯著降低。