遮陰處理對(duì)美國(guó)紅櫨葉片色素含量的影響

劉 煒

(太原市國(guó)有林場(chǎng)，山西 太原 030003)

遮陰處理對(duì)美國(guó)紅櫨葉片色素含量的影響

劉 煒

(太原市國(guó)有林場(chǎng)，山西 太原 030003)

為探尋適于美國(guó)紅櫨葉色表達(dá)的最適光強(qiáng)，測(cè)量了美國(guó)紅櫨在不同遮陰條件下葉片中葉綠素a，葉綠素b，類胡蘿卜素和花青素的含量，并分析了其變化規(guī)律。結(jié)果表明，隨著光照強(qiáng)度的減弱，美國(guó)紅櫨葉片中葉綠素a，葉綠素b，類胡蘿卜素含量會(huì)增多，且一層遮陰處理比二層遮陰處理的增幅大；美國(guó)紅櫨葉片中花青素含量會(huì)降低，且一層遮陰處理比二層遮陰處理的降幅小。

美國(guó)紅櫨；遮陰處理；葉片；色素含量

彩葉植物會(huì)因外部環(huán)境因子，如光照、溫度、水分等變化影響到植物體內(nèi)的光合作用，從而引起植物葉片各種色素含量的比例發(fā)生變化，致使葉片呈現(xiàn)不同色彩。美國(guó)紅櫨(又名煙樹)作為近年來(lái)新興的彩色葉樹種之一，因其適應(yīng)性強(qiáng)，栽培管理粗放，耐陰、抗旱、耐貧瘠、耐酸堿，同時(shí)又具備三季變色、葉大而艷等特點(diǎn)，被譽(yù)為中國(guó)北方綜合性狀優(yōu)良的闊葉新樹種，具有較大的觀賞價(jià)值和應(yīng)用價(jià)值。然而在實(shí)際栽培過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，在遮陰環(huán)境下，美國(guó)紅櫨的葉色存在暗淡，甚至返綠的現(xiàn)象，影響其原有的觀賞價(jià)值。為了探尋利于美國(guó)紅櫨最佳葉色表達(dá)的光照條件，筆者對(duì)不同遮陰處理?xiàng)l件下美國(guó)紅櫨葉片中色素含量的變化情況進(jìn)行了研究，以期為今后美國(guó)紅櫨的栽培與應(yīng)用提供理論支持。

1 試驗(yàn)材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于太原市國(guó)有林場(chǎng)天龍山工區(qū)，地處太原市西南晉源區(qū)境內(nèi)，為人工平整坡地，地理坐標(biāo)為北緯37°48′，東經(jīng)112°27′.試驗(yàn)地海拔1 500 m，屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候，年均溫9.5 ℃；1月、2月最冷，平均氣溫6.8 ℃；7月、8月最熱，平均氣溫23.5 ℃.年平均日照時(shí)數(shù)2 809 h，年平均降水量456 mm，年平均無(wú)霜期151 d.土壤為山地褐土，肥力灌溉條件一般，試驗(yàn)期間人工進(jìn)行補(bǔ)足。

1.2 材料

以太原市國(guó)有林場(chǎng)2014年從太原市林木良種繁育中心引進(jìn)的3年生美國(guó)紅櫨作為試材。遮陰材料為安徽省合肥市生產(chǎn)的聚乙烯6針黑色扁絲遮陰網(wǎng)，測(cè)量?jī)x器為722型分光光度計(jì)。

1.3 方法

主要測(cè)定影響葉色的葉綠素a，葉綠素b，類胡蘿卜素和花青素的含量。

1.3.1 遮光處理

在2015年5月對(duì)所選植株進(jìn)行遮陰處理，分別為遮蓋一層遮陰網(wǎng)、二層遮陰網(wǎng)及不遮蓋3個(gè)處理，每個(gè)處理設(shè)3次重復(fù)，處理1個(gè)月后進(jìn)行取樣。

1.3.2 色素的提取及測(cè)定

1) 葉片的采集。采用典型選樣法，在處理前與處理后隨機(jī)采集樣株上部相同部位、生長(zhǎng)正常、無(wú)損傷和畸形、面積大小能代表不同遮陰處理平均水平的成熟葉片作試材，裝入冰壺帶回備用，進(jìn)行葉片色素含量的測(cè)定。

2) 光合色素含量的測(cè)定。用清水洗凈所選葉片，剪碎混勻，稱取0.2 g放入具塞試管中，加入10 mL 95%乙醇，并將試管浸入32 ℃的溫水中2 h，以加速葉綠素的分離，搖勻試管。然后用分光光度計(jì)測(cè)定665 nm，649 nm，470 nm處吸光值。

3) 花青素含量的測(cè)定。將所選葉片洗凈擦干，去掉葉柄及中脈，剪碎(2 mm～3 mm)混勻。稱取1.0 g葉片放入40 mL離心管中，加入10 mL 1%鹽酸乙醇提取液，蓋上離心管蓋，置于32 ℃恒溫箱中浸泡4 h后進(jìn)行離心，提取上清液，用722型分光光度計(jì)測(cè)定其在520 nm處的吸光值。

每份樣品色素含量的測(cè)定均重復(fù)3次，取其平均值。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同遮陰處理對(duì)光照強(qiáng)度的影響

作為外部條件，光照強(qiáng)度直接影響光合效率。1 d內(nèi)不同遮陰處理?xiàng)l件下光照強(qiáng)度的變化如圖1所示。

圖1 不同遮陰條件下的光照強(qiáng)度

由圖1可以看出，光照強(qiáng)度隨著遮陰層數(shù)的增加而下降。3種處理下的光強(qiáng)日變化曲線均成單峰曲線，峰值均在中午12：00左右。自然光照下光照強(qiáng)度最大值為87 000 lx，一層遮陰為36 000 lx，二層遮陰為18 000 lx.光強(qiáng)大小依次為自然光照>一層遮陰>二層遮陰。

2.2 不同遮陰處理對(duì)光合色素的影響

不同遮陰處理對(duì)光合色素的影響見表1.

表1 遮陰處理前后光合色素的含量 mg/g

2.2.1 不同遮陰處理對(duì)葉綠素a含量的影響

如表1所示，在處理前葉綠素a含量基本一致的情況下，一層遮陰處理，葉綠素a含量增加幅度最大，從原來(lái)的0.339 mg/g增到0.595 mg/g，增幅為75.5%；二層遮陰處理，葉綠素a含量增加幅度較小，從原來(lái)的0.345 mg/g增到0.549 mg/g，增幅為59.1%；自然光照下增幅僅為41.3%.表明，遮陰后葉綠素a的含量要高于未遮陰的葉片。

出現(xiàn)以上現(xiàn)象的原因可能一方面在于經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的生長(zhǎng)，葉片結(jié)構(gòu)趨于完善，葉片厚度、柵欄組織與海綿組織的比例、葉綠體與類囊體的數(shù)目都達(dá)到了進(jìn)行光合作用的最佳值；另一方面在于葉綠素進(jìn)行光合作用合成的有機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)化成植物體某些化合物的量減少。在試驗(yàn)過(guò)程中，受試驗(yàn)條件限制，遮陰網(wǎng)面積較小，植物生長(zhǎng)的向光性對(duì)遮陰效果會(huì)有不同程度的影響，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果也造成了一定的影響。

2.2.2 不同遮陰處理對(duì)葉綠素b含量的影響

如表1所示，不同遮陰處理下測(cè)得的葉綠素b含量的變化情況與葉綠素a相似，均是一層遮陰處理下，葉綠素b含量增加幅度最大，從原來(lái)的0.159 mg/g增到0.257 mg/g，增幅為61.6%；二層遮陰處理下，葉綠素b含量增加幅度較小，從原來(lái)的0.150 mg/g增到0.230 mg/g，增幅為53.3%；自然光照下增幅僅為33.5%.出現(xiàn)以上現(xiàn)象的原因與葉綠素a的情況較為相似。

2.2.3 不同遮陰處理對(duì)類胡蘿卜素含量的影響

如表1所示，不同程度的遮陰對(duì)美國(guó)紅櫨葉片類胡蘿卜素含量也有一定影響，經(jīng)過(guò)遮陰處理的葉片類胡蘿卜素含量要高于未經(jīng)處理葉片中類胡蘿卜素的含量。一層遮陰處理的類胡蘿卜素含量從0.035 mg/g增到0.064 mg/g，增幅為82%；二層遮陰處理的類胡蘿卜素含量從0.040 mg/g增到0.057 mg/g，增幅為42.5%；自然光照條件下類胡蘿卜素含量的增幅僅為38.5%.其變化規(guī)律與葉綠素a，葉綠素b的相似。

2.2.4 不同遮陰處理對(duì)花青素含量的影響

如表1所示，自然光照條件下，花青素含量由原來(lái)的3.314 mg/g增加到6.216 mg/g，增幅為87.6%.一層遮陰處理下，花青素含量由3.159 mg/g降低到2.099 mg/g，降幅為33.6%.二層遮陰處理下，花青素含量由3.370 mg/g降低到1.833 mg/g，降幅為45.6%.結(jié)果表明，隨著光照強(qiáng)度的減弱，花青素含量大幅度下降，光照強(qiáng)度在花色素的形成過(guò)程中占有重要位置。

花青素含量下降與葉片的返綠程度近乎一致，原因是花色素在彩葉植物葉色呈現(xiàn)中起重要作用。通過(guò)比較一層遮陰與二層遮陰處理發(fā)現(xiàn)，不同程度的遮陰，美國(guó)紅櫨葉片花青素含量變化不大，原因是花青素除了受到光照條件的影響外，還會(huì)受溫度、pH值等其它條件的影響。高溫會(huì)促進(jìn)花色素的分解，pH值不僅影響花色素的顏色，還影響其穩(wěn)定性。同時(shí)受遮陰網(wǎng)面積的限制，美國(guó)紅櫨仍能接受到不同程度的光照，這會(huì)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生一定的影響。

2.3 不同遮陰處理對(duì)色素含量影響的顯著性分析

不同遮陰處理對(duì)色素含量影響的顯著性分析見表2.

表2 不同遮陰處理對(duì)色素含量影響的顯著性分析

由表2可以看出，隨著光照強(qiáng)度的減弱，葉綠素a，葉綠素b，類胡蘿卜素含量均較自然光下增加，花青素含量則減少。對(duì)于葉綠素a，葉綠素b，類胡蘿卜素來(lái)說(shuō)，一層遮陰處理增幅較二層遮陰處理增幅大，原因在于重度遮陰導(dǎo)致葉片凈光合能力下降，光合色素減少。對(duì)于葉綠素a來(lái)說(shuō)，一層遮陰處理下，葉綠素a含量極顯著高于自然光照條件下葉綠素a含量，二層遮陰處理下葉綠素a含量顯著高于自然光照條件下葉綠素a含量，一層、二層遮陰處理下葉綠素a含量差異不顯著。對(duì)于葉綠素b來(lái)說(shuō)，一層遮陰處理下葉綠素b含量極顯著高于自然光照條件下葉綠素b含量，二層遮陰處理與自然光照及一層遮陰條件下的葉綠素b含量差異不顯著。對(duì)于類胡蘿卜素來(lái)說(shuō)，一層遮陰處理下類胡蘿卜素含量顯著高于自然光照條件下的類胡蘿卜素含量，二層遮陰處理下類胡蘿卜素含量與自然光照及一層遮陰處下類胡蘿卜素含量差異不顯著。對(duì)于花青素來(lái)說(shuō)，自然光照條件下花青素含量顯著高于一層遮陰與二層遮陰條件下的，一層遮陰與二層遮陰處理下花青素含量差異不顯著。

3 結(jié)論與建議

3.1 結(jié)論

對(duì)美國(guó)紅櫨進(jìn)行自然光照、一層遮陰、二層遮陰3種處理，分析比較發(fā)現(xiàn)，隨著光照強(qiáng)度的減弱，美國(guó)紅櫨葉片中的葉綠素a，葉綠素b，類胡蘿卜素含量會(huì)增多；美國(guó)紅櫨葉片中花青素含量會(huì)降低。美國(guó)紅櫨葉片中花青素與葉綠素含量的比值會(huì)降低，花青素與葉綠素的比值在自然光下與其它處理差異極顯著；美國(guó)紅櫨葉片中花青素與類胡蘿卜素含量的比值會(huì)降低，花青素與類胡蘿卜素的比值在自然光下也與其它處理差異極顯著。

3.2 建議

光照強(qiáng)度對(duì)彩葉樹種葉色變化的影響非常重要，合理的光照強(qiáng)度是保證美國(guó)紅櫨等彩葉樹種正常生長(zhǎng)和提高質(zhì)量的重要條件。一層遮陰網(wǎng)處理雖有利于提高光合能力，但從觀賞的角度來(lái)看，建議將美國(guó)紅櫨栽植到光照充足的地方，這樣既不會(huì)太影響植株的生長(zhǎng)發(fā)育，又能使美國(guó)紅櫨葉片的鮮艷度達(dá)到最好的觀賞效果。光照并非是影響彩葉植物葉片顏色的唯一因素，溫度、土壤、肥料等其它因子共同影響植物葉色的呈現(xiàn)。所以，在考慮光照的同時(shí)也應(yīng)考慮其它綜合因素。

[1] 姜衛(wèi)兵，莊 猛.彩葉植物呈色機(jī)理及光合特性研究進(jìn)展[J].園藝學(xué)報(bào)，2005，32(2)：352-358.

[2] 張 超，楊曉盆，王文梅，等.不同光質(zhì)對(duì)美國(guó)紅櫨葉片結(jié)構(gòu)的影響[J].山西林業(yè)科技，2008(1)：4-6.

[3] 張 超.不同光強(qiáng)對(duì)美國(guó)紅櫨葉片結(jié)構(gòu)的影響[J].山西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013(1)：40-42.

[4] 龐志申.花色苷研究概況[J].北京農(nóng)業(yè)科學(xué),2000,18(5):37-42.

Effects of Shading Treatment on Leaf Pigment Content inCotinusCoggygria‘Royal Purple’

Liu Wei

(TaiyuanState-ownedForestFarm,Taiyuan030003,China)

To explore the optimum light intensity for leaf color expression ofCotinuscoggygria‘Royal Purple’, contents and change regulations of chlorophyll a, chlorophyll b, carotenoid, anthocyanin in its leaf under different shading treatments were determined and analyzed. Results showed that contents of chlorophyll a, chlorophyll b and carotenoid in the leaf ofCotinuscoggygria‘Royal Purple’ increased with the decline of light intensity, and the increase of a layer of shading treatment was larger that of two layer of shading treatment. The content of anthocyanin in the leaf ofCotinuscoggygria‘Royal Purple’ reduced with the decline of light intensity, and the decrease of a layer of shading treatment was smaller that of two layer of shading treatment.

Cotinuscoggygria‘Royal Purple’; Shading treatment; Leaf; Pigment Content

2016-12-21

劉 煒(1988— )，女，山西五臺(tái)人，2013年畢業(yè)于北京林業(yè)大學(xué)，助理工程師。

S792

A

1007-726X(2017)01- 0037- 03