干旱脅迫對(duì)藥用植物玉竹光合特性的影響

王新安

(黑龍江省牡丹江市林木種苗管理站)

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干旱脅迫對(duì)藥用植物玉竹光合特性的影響

王新安

(黑龍江省牡丹江市林木種苗管理站)

本文以室外盆栽人工控水試驗(yàn)方法來(lái)研究干旱脅迫對(duì)藥用植物玉竹光合特性的影響，結(jié)果表明：室外干旱脅迫15d后對(duì)玉竹光合作用產(chǎn)生了較明顯地一系列影響。干旱脅迫下玉竹植株凈光合速率和蒸騰速率的變化總體呈下降的趨勢(shì)，隨著干旱脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)，栽培基質(zhì)的含水率降低，玉竹的凈光合速率和蒸騰速率逐漸下降，在干旱脅迫35d后達(dá)到最低，之后可能致死。

玉竹 干旱脅迫 光合特性 影響

玉竹(Polygonatum odoratum)為百合科(Liliaceae)黃精屬(Polygonatum)多年生草本植物[1]，其根莖可以入藥，具有生津潤(rùn)肺、補(bǔ)氣養(yǎng)陰的保健作用[2]，玉竹不僅藥食兼用，而且還是很好野生花卉，可作為園林地被植物。玉竹廣泛分布于我國(guó)東北、華北、西北，向南分布至華中、華東，國(guó)外分布于朝鮮、日本、俄羅斯和蒙古等國(guó)[3]。玉竹一般喜半陰環(huán)境，適應(yīng)范圍廣、耐寒和抗逆性強(qiáng)。有學(xué)者對(duì)野生玉竹的光合生理特性[4-5]進(jìn)行了研究。玉竹多生長(zhǎng)于干旱條件下，研究干旱條件下玉竹的光合生理變化和生物量的積累，可以深入研究玉竹對(duì)水分脅迫的響應(yīng)，為干旱條件下玉竹生物量的積累和高產(chǎn)栽培提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料為長(zhǎng)勢(shì)一致、生長(zhǎng)健壯的3年生玉竹。將玉竹苗進(jìn)行盆栽，栽培基質(zhì)為混合基質(zhì)(草炭土∶蛭石∶河沙=3∶2∶1)，每盆栽植一株玉竹成苗，栽植時(shí)保證地下根莖不受損傷，填滿基質(zhì)，輕輕壓實(shí)，澆透水后進(jìn)行正常的管理。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用室外搭設(shè)遮雨棚方法進(jìn)行室外盆栽苗的水分脅迫試驗(yàn)。室外盆栽控水試驗(yàn)設(shè)計(jì)為：將玉竹盆栽苗隨機(jī)分為4組，每組20盆，分別設(shè)置干旱脅迫10d后復(fù)水、干旱脅迫20d后復(fù)水、干旱脅迫30d后復(fù)水和正常水分管理4個(gè)處理。試驗(yàn)開始前3d對(duì)所有的盆栽苗澆透水，試驗(yàn)開始后每次取樣后對(duì)需要澆水的盆栽苗進(jìn)行按需灌水。

1.3 試驗(yàn)方法

盆栽控水試驗(yàn)開始后，對(duì)4個(gè)處理的盆栽苗每隔5d用Li-6400便攜式光合儀進(jìn)行光合特性的測(cè)定。測(cè)定方法為：于上午10點(diǎn)，用便攜式光合儀測(cè)定玉竹植株的凈光合速率、蒸騰速率等參數(shù)，每個(gè)處理測(cè)三株植株，每株測(cè)3片葉子，取平均值。試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)用EXCEL2003和SPSS19.0進(jìn)行處理和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 干旱脅迫對(duì)玉竹凈光合速率的影響

圖1 干旱脅迫對(duì)玉竹凈光合速率的影響

從圖1中可以看出，干旱脅迫對(duì)玉竹植株光合速率有著一定的影響。干旱脅迫下玉竹植株凈光合速率的變化總體呈下降的趨勢(shì)，隨著干旱脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)，栽培基質(zhì)的含水率降低，玉竹的凈光合速率逐漸下降。而正常水分管理的玉竹植株凈光合速率呈先下降后上升的趨勢(shì)。玉竹在干旱脅迫前20d，凈光合速率下降較快，脅迫20d后逐漸變緩。干旱脅迫10d、20d和30d時(shí)其凈光合速率分別下降至5.42、3.08和2.42μmol·m-2·s-1，分別為同時(shí)期對(duì)照的92.33%、61.35%和39.80%。不同干旱脅迫處理間玉竹的凈光合速率存在顯著性差異(P=0.003<0.05)。由此可見，玉竹光合作用對(duì)栽培基質(zhì)水分變化較為敏感，水分脅迫越嚴(yán)重對(duì)其光合作用的影響越明顯。

2.2 干旱脅迫對(duì)玉竹蒸騰速率的影響

圖2 干旱脅迫對(duì)玉竹蒸騰速率的影響

干旱脅迫下玉竹葉片蒸騰速率的變化見圖2。結(jié)果表明，玉竹葉片蒸騰速率隨著脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)總體上呈下降的趨勢(shì)。隨著干旱脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)，玉竹葉片感受到水分的脅迫后，做出氣孔關(guān)閉等生理反應(yīng)，以降低蒸騰作用來(lái)適應(yīng)干旱脅迫。正常水分管理的葉片蒸騰速率呈先下降后上升的趨勢(shì)，干旱脅迫的蒸騰速率均比對(duì)照小。在脅迫10 d、20d和30d時(shí)其蒸騰速率分別下降至1.38、0.91和0.72mmol·m-2·s-1，分別為同時(shí)期對(duì)照的89.61%、54.17%和43.37%，說(shuō)明干旱脅迫下，玉竹葉片的蒸騰速率明顯下降。不同干旱脅迫處理間玉竹葉片的蒸騰速率差異顯著(P=0.0012<0.05)

3 結(jié)論與討論

水分是影響光合作用的重要因子之一。研究表明，干旱脅迫通常會(huì)降低植物的光合速率、光合電子傳遞速率及磷酸化活力，影響光合碳同化[6]。室外自然干旱脅迫引起土壤含水量下降，勢(shì)必會(huì)對(duì)植物光合作用造成一定的影響，從而影響到植物的正常生長(zhǎng)發(fā)育。本文以室外盆栽人工控水試驗(yàn)方法來(lái)研究干旱脅迫對(duì)藥用植物玉竹光合特性的影響，結(jié)果表明，室外干旱脅迫15d后對(duì)玉竹光合作用產(chǎn)生了較明顯地一系列影響，干旱脅迫致使栽培基質(zhì)水分減少，玉竹氣孔關(guān)閉，蒸騰速率下降、凈光合速率下降，嚴(yán)重水分脅迫時(shí)，葉片變黃，光合色素降解，光合速率急劇下降。干旱脅迫下玉竹植株凈光合速率和蒸騰速率的變化總體呈下降的趨勢(shì)，隨著干旱脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)，栽培基質(zhì)的含水率降低，玉竹的凈光合速率和蒸騰速率逐漸下降，在干旱脅迫35d后達(dá)到最低，之后可能致死。干旱脅迫下，玉竹光合作用的降低，將影響玉竹根莖干物質(zhì)的積累，因此，在藥用植物玉竹的栽培過(guò)程中，雖然玉竹有一定的抗旱能力，但為了根莖的產(chǎn)量應(yīng)注意水分的控制，選擇適宜的水分供應(yīng)，以增強(qiáng)玉竹的光合作用，最終達(dá)到增產(chǎn)的目的。

[1]傅沛云,孫啟時(shí).東北草本植物志[M].北京：科學(xué)出版社，1998.160-162.

[2]馬文海,張靜.大興安嶺主要藥用植物栽培技術(shù)[M].哈爾濱：東北林業(yè)大學(xué)出版社，2006：78.

[3]汪發(fā)瓚.中國(guó)植物志第15卷[M].北京：科學(xué)出版社,1985.61-62.

[4]徐踐.玉竹光合生理特性的研究[D].北京林業(yè)大學(xué)，2003.

[5]李聰曉.野生玉竹光合作用日變化研究[D].河北農(nóng)業(yè)大學(xué)，2003.

[6]李廣敏.作物抗旱生理與節(jié)水技術(shù)研究[M].北京：氣象出版社，2001.13-15.

責(zé)任編輯：葛 君

校 對(duì)：王 卉

Effects of Drought Stress on Photosynthetic Characteristics of Medicinal Plants of Polygonatum odoratum

WangXinan

(First-author's address:Forest Tree Seed Station of Mudanjiang Forestry Bureau in Heilongjiang Province,Mudanjiang157010,Heilongjiang,China)

This paper studiedthe effects of drought stress on photosynthetic characteristics of P. odoratum using outdoor potted artificial water control experiment method. The results showed that photosynthesis produced a series of significantly effects after 15days of drought stress on outdoor. The change of photosynthetic rate and transpiration rate were downwardunder drought stress, and with the increase of drought stress time, culture medium water decreased, the rate of net photosynthesis and transpiration rate decreased gradually, and reached the minimum in the drought stress after 35days. Drought stress may kill more than 35 days.

Polygonatum odoratum; drought stress; photosynthetic Characteristics;impact

2017-02-19