野生益智的光合特性研究

景康欣　王士泉

摘要：以陵水、保亭、萬寧3地的野生益智（Alpinia oxyphylla Miq.）為材料，研究不同地點(diǎn)益智的光合特性，包括凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、胞間CO2濃度、蒸騰速率、葉面積、葉綠素含量、土壤養(yǎng)分及它們之間的關(guān)系。結(jié)果表明，除保亭和萬寧的氣孔導(dǎo)度沒有顯著差異外，其他光合指標(biāo)都存在顯著差異；3地的葉面積存在顯著差異，保亭和萬寧、陵水和萬寧的葉綠素含量也存在顯著差異；陵水與萬寧、保亭與萬寧的土壤氮、磷含量差異都達(dá)到了顯著水平，保亭與陵水、萬寧與陵水的土壤鉀含量差異達(dá)到了顯著水平；凈光合速率與葉面積、葉綠素含量呈顯著正相關(guān)，胞間CO2濃度與葉綠素含量呈極顯著正相關(guān)；土壤磷含量與益智的高度和密度呈顯著或極顯著正相關(guān)，與凈光合速率呈顯著負(fù)相關(guān)，與胞間CO2濃度呈極顯著正相關(guān)；鉀含量與凈光合速率、蒸騰速率呈極顯著負(fù)相關(guān)；氮含量與氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率呈顯著正相關(guān)。試驗(yàn)結(jié)果為提高益智的品質(zhì)，為野生益智的馴化、改良和保護(hù)提供了基礎(chǔ)資料與科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：益智（Alpinia oxyphylla Miq.）；野生居群；光合特性；土壤養(yǎng)分；葉面積；葉綠素含量

中圖分類號：S567.23+9.11 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：0439-8114（2017）04-0678-04

益智（Alpinia oxyphylla Miq.）為姜科（Zingiberaceae）山姜屬（Alpinia L.）多年生草本植物，主要分布在海南省南部和中部一帶[1]。國內(nèi)外對益智的研究主要集中在化學(xué)成分[2-5]、藥理作用[6-9]、土壤養(yǎng)分影響[10]等方面。益智是四大南藥之一，是國家衛(wèi)生部公布的既是藥品又是食品的植物資源之一[11]。隨著對益智藥材需求量的持續(xù)增加，益智人工栽培面積不斷擴(kuò)大；但是與野生益智資源相比，栽培益智的質(zhì)量和產(chǎn)量卻在下降[12]?；诖?，人們提出了對益智進(jìn)行野生撫育的發(fā)展模式[12]；但目前野生撫育栽培的產(chǎn)量受環(huán)境影響較大，而光合作用通過影響植物營養(yǎng)物質(zhì)的累積與代謝，從而影響產(chǎn)量。為此，試驗(yàn)以益智野生居群為研究對象，研究海南島不同地區(qū)野生益智的光合特性、葉面積大小、葉綠素含量、生長環(huán)境土壤養(yǎng)分影響及其相關(guān)性，以期掌握環(huán)境因子對野生益智光合作用的影響，為提高益智的品質(zhì)及加速野生益智的馴化、改良和保護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 地點(diǎn)

試驗(yàn)地點(diǎn)為海南省陵水黎族自治縣（2個樣地）、保亭黎族苗族自治縣（3個樣地）、萬寧市（2個樣地）。

1.2 方法

1.2.1 光合參數(shù)測定 采用Li-6400 XT便攜式光合作用測定儀測定益智的光合參數(shù)，包括凈光合速率（Pn）、氣孔導(dǎo)度（Gs）、胞間CO2濃度（Ci）、蒸騰速率（Tr）等。野外測定時間為2014年11月至2015年5月，選擇自然晴天的10：00-15：00時段，分別測3個樣區(qū)7個樣地的益智野生居群不同葉位葉片的光合參數(shù)，每個樣地測10株，每株測3片葉，每片葉測3次，各樣區(qū)取均值。

1.2.2 葉面積測定 使用便攜式葉面積測定儀Li-3000C（Li-COR）進(jìn)行葉面積測定，每個樣地測10株，每株測3片葉，每片測3次。

1.2.3 葉綠素含量測定 使用便攜式葉綠素測定儀（SPAD-502 plus）對葉綠素含量進(jìn)行測定，每個樣地測10株，每株測3片葉，每片測3次。

1.2.4 土壤理化性質(zhì)測定 野生益智生長環(huán)境土壤有機(jī)質(zhì)采用高溫外加熱重鉻酸鉀氧化-容量法測定；全氮量采用凱氏定氮法測定；全磷量采用鉬銻抗比色法測定；全鉀量采用火焰光度計測定。土壤溫度、pH、NaCl含量、水分含量測定參見文獻(xiàn)[13]的方法。

1.3 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)采用Microsoft Office Excel 2007程序處理，并用其制表；運(yùn)用SPSS 12.0軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行多重比較分析及相關(guān)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 野生益智的光合特性差異分析

野生益智的光合特性測定情況見表1。從表1可見，陵水與保亭、陵水與萬寧、保亭與萬寧之間的野生益智居群凈光合速率差異達(dá)顯著水平 （P<0.05）；陵水與保亭、陵水與萬寧之間的氣孔導(dǎo)度差異達(dá)顯著水平（P<0.05）；保亭與陵水、保亭與萬寧、陵水與萬寧之間的胞間CO2濃度差異達(dá)顯著水平（P<0.05）；陵水與萬寧、陵水與保亭、萬寧與保亭之間的蒸騰速率差異達(dá)顯著水平（P<0.05）。在這3個樣區(qū)中，陵水益智野生居群的凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率都最高，而胞間CO2則是保亭的最高。

2.2 野生益智的葉面積、葉綠素含量差異分析

野生益智的葉片特性測定情況見表2。從表2可見，保亭與陵水、萬寧與陵水，保亭與萬寧之間的益智野生居群葉面積大小差異達(dá)到了顯著水平（P<0.05）；陵水與萬寧、保亭與萬寧之間的葉綠素含量差異達(dá)顯著水平（P<0.05）。在3個樣區(qū)中，保亭的益智葉面積較陵水、萬寧的大，其葉綠素含量也相應(yīng)的高于后2個樣區(qū)。

2.3 野生益智生長環(huán)境土壤養(yǎng)分含量差異分析

野生益智生長環(huán)境土壤養(yǎng)分含量測定情況見表3。從表3可見，保亭與萬寧、陵水與萬寧之間的土壤磷含量差異達(dá)到顯著水平（P<0.05）；保亭與陵水、萬寧與陵水之間的土壤鉀含量差異達(dá)顯著水平（P<0.05）；陵水與萬寧、保亭與萬寧之間的土壤氮含量差異顯著（P<0.05）；不過各樣區(qū)的有機(jī)質(zhì)含量差異均不顯著。參考海南省農(nóng)業(yè)廳土肥站對土壤的分級標(biāo)準(zhǔn)[14]，筆者對3個樣區(qū)的土壤養(yǎng)分進(jìn)行了分級，結(jié)果見表3。從表3可見，3個樣區(qū)的土壤有機(jī)質(zhì)含量都為IV級，數(shù)值均低于20，處于有機(jī)質(zhì)缺乏的狀態(tài)；另外，陵水和保亭的氮含量為III級，萬寧為V級；3個樣區(qū)的土壤鉀含量都為I級，而磷含量卻都為VI級。

2.4 野生益智葉面積、葉綠素含量、光合特性的相關(guān)分析

在植物光合生理特性的指標(biāo)中，凈光合速率最為重要，其體現(xiàn)了光合效能的高低，也是光合能力的綜合反映；野生益智的葉面積、葉綠素含量、光合特性的相關(guān)分析情況見表4。從表4可見，凈光合速率與葉面積和葉綠素含量呈顯著正相關(guān)，胞間CO2濃度與葉綠素含量呈極顯著正相關(guān)。通常情況下，葉面積越大，葉片吸收CO2或釋放的O2越多，光合速率越高；進(jìn)而葉綠素含量也就高，光合作用捕獲的光能也就多，光合產(chǎn)物因此也多。

2.5 土壤因子與光合特性、葉面積、葉綠素含量的相關(guān)分析

野生益智生長環(huán)境土壤因子與益智葉面積、葉綠素含量、光合特性的相關(guān)分析情況見表5。從表5可見，土壤水分含量與胞間CO2濃度和葉綠素含量呈顯著正相關(guān)；土壤NaCl含量與蒸騰速率呈顯著正相關(guān)；其他指標(biāo)的相關(guān)性均不顯著。

2.6 土壤養(yǎng)分含量與益智生長指標(biāo)的相關(guān)分析

野生益智生長環(huán)境土壤養(yǎng)分含量與益智生長指標(biāo)的相關(guān)分析情況見表6。從表6可見，土壤磷含量與益智的密度呈極顯著正相關(guān)，與高度呈顯著正相關(guān)；鉀含量、氮含量、有機(jī)質(zhì)含量分別與蓋度、密度和高度呈正相關(guān)或負(fù)相關(guān)。

2.7 土壤養(yǎng)分含量與光合特性、葉面積、葉綠素含量的相關(guān)分析

野生益智生長環(huán)境土壤養(yǎng)分含量與益智光合特性、葉面積、葉綠素含量的相關(guān)分析情況見表7。從表7可見，土壤磷含量與凈光合速率呈顯著負(fù)相關(guān)，與胞間CO2濃度呈極顯著正相關(guān)。鉀含量與凈光合速率、蒸騰速率呈極顯著負(fù)相關(guān)。氮含量與氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率呈顯著正相關(guān)。

3 小結(jié)

試驗(yàn)結(jié)果表明，野生益智3個樣區(qū)陵水、保亭、萬寧之間葉面積大小和光合特性指標(biāo)存在顯著差異（氣孔導(dǎo)度除外）。陵水與萬寧、保亭與萬寧之間的葉綠素含量也存在顯著差異。部分樣區(qū)之間的土壤磷含量、鉀含量及氮含量差異顯著，凈光合速率與葉面積和葉綠素含量呈顯著正相關(guān)，胞間CO2濃度與葉綠素含量呈和顯著正相關(guān)。土壤磷含量與益智的密度呈極顯著正相關(guān)，與高度呈顯著正相關(guān)；磷含量與凈光合速率呈顯著負(fù)相關(guān)，與胞間CO2濃度呈極顯著正相關(guān)；鉀含量與凈光合速率、蒸騰速率呈極顯著負(fù)相關(guān)；氮含量與氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率呈顯著正相關(guān)。試驗(yàn)結(jié)果可為提高益智的品質(zhì)，為野生益智的引種、馴化、改良和保護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。

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