根際高溫對(duì)快白菜根系結(jié)構(gòu)、光合及葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響

陳連珠 張雪彬 楊小鋒

摘? ? 要： 為研究水培快白菜耐熱性，以耐熱品種‘立豐快菜和不耐熱品種‘新極品快菜為材料，采用營(yíng)養(yǎng)液栽培法，以27.5 ℃為對(duì)照（CK），研究35.8 ℃根際溫度處理7 d后兩種快白菜的生長(zhǎng)、根系結(jié)構(gòu)、光合色素含量、葉綠素?zé)晒鈪?shù)及光合參數(shù)的差異。結(jié)果表明，高溫處理后‘新極品快菜和‘立豐快菜的地上部鮮質(zhì)量分別較對(duì)照降低41.94%和16.39%;總根長(zhǎng)、總表面積、根總體積及根系分叉數(shù)分別較對(duì)照降低42.3%和24.9%、46.9%和33.2%、54.8%和41.3%、52.0%和38.5%。F0、Fm、ΔF/Fm'、qp分別較對(duì)照降低6.3%和11.0%、5.9%和19.0%、16.1%和4.5%、21.3%和7.1%;Pn、Gs、Ci和Tr較對(duì)照分別降低58.5%和21.6%、51.6%和29.8%、10.6%和13.1%、56.9%和34.7%?！聵O品快菜葉綠素b、總?cè)~綠素分別較對(duì)照降低10.3%和4.1%，而‘立豐快菜葉綠素b、總?cè)~綠素分別較對(duì)照增加4.4%和1.0%。高溫對(duì)‘新極品快菜各指標(biāo)的影響大于‘立豐快菜，以地上部鮮質(zhì)量、總根長(zhǎng)、葉綠素b、qp、ΔF/Fm'和Pn表現(xiàn)最為明顯，可優(yōu)先考慮作為水培快白菜的耐熱性指標(biāo)。

關(guān)鍵詞： 快白菜; 根系結(jié)構(gòu); 葉綠素?zé)晒? 光合參數(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)：S634.1? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ?文章編號(hào)：1673-2871（2020）02-048-05

Effects of rhizosphere high temperature on root， photosynthesis and chlorophyll fluorescence parameters of Chinese cabbages

CHEN Lianzhu， ZHANG Xuebin， YANG Xiaofeng

（Sanya Science and Technology Academy for Crop Winter Multiplication， Sanya 572000， Hainan， China）

Abstract： To study the heat resistance for the hydroponic Chinese cabbage， the ‘Xinjipin which was heat sensitive and the ‘Lifeng which was not heat sensitive were used， we adopted nutrient solution cultivation， with 27.5 ℃ （CK） as control， the effect of 35.8 ℃ heated 7 d in rhizosphere on the growth， root system， photosynthetic pigment content， chlorophyll fluorescence and photosynthetic parameters of the two Chinese cabbages were investigated. The results showed that， compared with the control， the shoot fresh weight of ‘Xinjipin and ‘Lifeng was reduced by 41.94% and 16.39%， respectively. Their total length， total surface area， total root volume and forks of roots decreased by 42.3% and 24.9%， 46.9% and 33.2%， 54.8% and 41.3%， 52.0% and 38.5%， respectively. Their F0， Fm， ΔF/Fm' and qp decreased by 6.3% and 11.0%， 5.9% and 19.0%， 16.1% and 4.5%， 21.3% and 7.1%， respectively. Their Pn， Gs， Ci and Tr decreased by 58.5% and 21.6%， 51.6% and 29.8%， 10.6% and 13.1%， 56.9% and 34.7%， respectively. Chlorophyll b and total chlorophyll of ‘Xinjipin decreased by 10.3% and 4.1%， while ‘Lifeng increased by 4.4% and 1.0%. High temperature made these indicators of ‘Xinjipin changed more than ‘Lifeng， while the shoot fresh weight， root total length， chlorophyll b， qp， ΔF/Fm' and Pn had great difference between this two cabbages， and could be preferentially considered as the heat resistance indicators for Chinese cabbages.

Key words：? Chinese cabbage; Root system; Chlorophyll fluorescence; Photosynthetic parameters

2.5 根際高溫對(duì)快菜光合參數(shù)的影響

由表4可知，高溫使快白菜的凈光合速率（Pn）、氣孔導(dǎo)度（Gs）及胞間二氧化碳濃度（Ci）及蒸騰速率（Tr）均較對(duì)照顯著降低?！⒇S快菜較對(duì)照分別降低21.6%、29.8%、13.1%和34.7%;‘新極品快菜較對(duì)照分別降低58.5%、51.6%、10.6%和56.9%。高溫使‘立豐快菜水分利用率（WUE）較對(duì)照增加2.4%，‘新極品快菜較對(duì)照降低5.1%。可見(jiàn)，根際高溫對(duì)‘新極品快菜光合參數(shù)的影響程度大于‘立豐快菜。

3 討論與結(jié)論

不結(jié)球白菜在高溫脅迫條件下的單株干質(zhì)量和鮮質(zhì)量隨高溫脅迫的加劇和時(shí)間的延長(zhǎng)而呈現(xiàn)出下降的趨勢(shì)[7]。本研究中，根際高溫對(duì)不同快白菜品種的地上部生長(zhǎng)有不同程度的抑制，‘新極品快菜葉數(shù)和地上部鮮質(zhì)量降低幅度均大于‘立豐快菜，而地上部鮮質(zhì)量的品種差異性大于葉數(shù)，較適合作為快白菜耐熱性指標(biāo)。

根系是植物吸收和運(yùn)輸水分及養(yǎng)分的主要器官，根系的生長(zhǎng)發(fā)育直接影響到植株地上部分的生長(zhǎng)和產(chǎn)量[8]。耐熱性弱的不結(jié)球白菜品種，其根的干質(zhì)量、鮮質(zhì)量明顯低于耐熱性強(qiáng)的品種[9]，筆者發(fā)現(xiàn)，根際高溫使2個(gè)品種的總根長(zhǎng)、總表面積、根總體積及根系分叉數(shù)較對(duì)照顯著降低，且高溫對(duì)‘新極品快菜根系結(jié)構(gòu)參數(shù)影響大于‘立豐快菜。

張玉明[10]研究認(rèn)為，不結(jié)球白菜在高溫脅迫下葉綠素a、葉綠素b、總?cè)~綠素含量均較對(duì)照明顯降低，且這些指標(biāo)對(duì)不結(jié)球白菜的耐熱性具有重要影響，本試驗(yàn)中，高溫使不耐熱品種‘新極品快菜的葉綠素a、葉綠素b和總?cè)~綠素含量較對(duì)照降低，但高溫對(duì)耐熱快白菜‘立豐快菜的葉綠素含量影響較小，甚至較對(duì)照還略有增加，這與前人[10-11]指出的高溫脅迫會(huì)使植物體內(nèi)的酶失活，影響葉綠素的合成或降解，從而導(dǎo)致植物葉綠素含量的減少的結(jié)論不太一致。說(shuō)明耐熱快白菜品種在保持光合色素含量穩(wěn)定性方面強(qiáng)于不耐熱品種，而葉綠素b在2個(gè)品種間差異最大。

PSⅡ?qū)δ婢趁{迫非常敏感，高溫會(huì)導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生變化[12]，前人研究表明，qp、ETR、Fm、Fv'/Fm'、F0均與植物耐熱性有關(guān)[13-14]。本試驗(yàn)中，高溫使2種快白菜的F0、Fm、ΔF/Fm'、qp降低，表明高溫使PSⅡ反應(yīng)中心光化學(xué)轉(zhuǎn)換效率下降。高溫下2種快白菜的ETR和NPQ增加，NPQ上升說(shuō)明高溫使葉片光能熱耗散增加，有利于耗散過(guò)剩光能，從而適應(yīng)高溫[15]。高溫對(duì)‘新極品快菜葉綠素?zé)晒鈪?shù)的抑制程度均大于‘立豐快菜，而qp在2個(gè)品種間差異最大，其次為ΔF/Fm'。

光合作用是植物體生長(zhǎng)的基礎(chǔ)，但光合作用對(duì)高溫極其敏感，在本試驗(yàn)中，高溫使2個(gè)快白菜的Pn、Gs、Ci及Tr均較對(duì)照顯著降低，與李思思等[16]在黃瓜嫁接苗上的研究結(jié)果相同，這說(shuō)明35.8 ℃處理7 d后快白菜光合速率的下降是氣孔限制因素所致，同時(shí)高溫對(duì)‘新極品快菜光合各參數(shù)的影響大于‘立豐快菜，其中Pn在2個(gè)品種間差異較大，可以用于評(píng)價(jià)快白菜的耐熱性。

筆者以‘新極品快菜和‘立豐快菜為材料，主要是因?yàn)樵谙募驹O(shè)施大棚高溫脅迫中，水培‘新極品快菜幾乎無(wú)法正常生長(zhǎng)，而‘立豐快菜能快速生長(zhǎng)。使用耐熱性差異較大的2個(gè)品種，使耐熱指標(biāo)的篩選具有更強(qiáng)的指向性。高溫脅迫對(duì)2種快白菜光合色素及葉綠素?zé)晒鈪?shù)方面的影響較對(duì)照未出現(xiàn)顯著性差異，一方面可能是高溫處理的時(shí)間較短或高溫脅迫程度較低，另一方面可能是因?yàn)樵谙募靖邷貤l件下育苗，快白菜的耐熱性得到一定程度的提高。高溫對(duì)‘新極品快菜各指標(biāo)影響大于‘立豐快菜，以地上部鮮質(zhì)量、總根長(zhǎng)、葉綠素b、qp、ΔF/Fm'和Pn表現(xiàn)最為明顯，可優(yōu)先考慮作為水培快白菜的耐熱性指標(biāo)。

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