繡球?qū)僦参镞w地保育對(duì)環(huán)境響應(yīng)的研究

張小會(huì)，黃璞

（1.咸陽(yáng)市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，陜西 咸陽(yáng)712034；2.楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西 咸陽(yáng) 712100）

繡球?qū)僦参镉捎诰哂型庥^美麗、欣賞價(jià)值高等特性而在景觀建筑等環(huán)境中被廣泛培育，然而，繡球花雖然品種較多、資源較為豐富，但是培育水平和新品開(kāi)發(fā)等方面仍然與國(guó)外先進(jìn)發(fā)達(dá)國(guó)家存在一定差距［1］，主要表現(xiàn)在國(guó)內(nèi)繡球?qū)僦参镌谶w地等環(huán)境影響下的存活率較低，大部分植物無(wú)法達(dá)到源生地形態(tài)和生理指標(biāo)要求［2］，究其原因，這主要與繡球?qū)僦参锏墓庹蘸蜏囟拳h(huán)境發(fā)生變化有關(guān)［3-5］，而目前國(guó)內(nèi)在繡球?qū)僦参锏墓庹蘸蜏囟扔绊懴碌淖兓妥饔脵C(jī)理方面的研究報(bào)道較少［6］。在此基礎(chǔ)上，本研究選取2個(gè)地理分布和海拔跨度相對(duì)較大的繡球?qū)僦参镂锓N作為研究對(duì)象，探討光照和溫度對(duì)繡球?qū)僦参锔黜?xiàng)生理和形態(tài)指標(biāo)的影響，以期提升繡球?qū)僦参镌谶w地環(huán)境中的存活率，為國(guó)內(nèi)繡球?qū)僦参锏拈_(kāi)發(fā)與培育提供參考。

1 材料與方法

1.1 物種選擇

為探討繡球?qū)僦参飳?duì)遷地保育環(huán)境的影響，共選取2個(gè)物種：①斯特拉特福德繡球（Stratford），其為深綠色小葉、花玫瑰紅色；②德國(guó)八仙花（Todi），其葉橢圓形、花粉紅色。

1.2 試驗(yàn)方案

試驗(yàn)選取的Stratford和Todi都為2年生幼苗，各選取20株，都栽種在40 cm×30 cm的塑料盆中；在試驗(yàn)過(guò)程中溫度和光照條件可控，環(huán)境因素包括：高溫高光［38℃、1 680 μmol/（s·m2）］、高溫低光［38℃、680 μmol/（s·m2）］、低溫高光［28℃、1 680 μmol/（s·m2）］和低溫低光［28℃、680 μmol/（s·m2）］，氣體流速為480 μmol/（s·m2），二氧化碳濃度為360 mg/m3；試驗(yàn)過(guò)程中濕度控制在50%左右。

1.3 測(cè)試方法

采用LI-6800型便攜式光合測(cè)定儀測(cè)試?yán)C球?qū)僦参锏墓夂献饔茫≒n）、氣孔導(dǎo)度（Gs）、蒸騰速率（Tr）和胞間二氧化碳濃度（Ci），在充分暗試驗(yàn)條件下用飽和紅藍(lán)光照射測(cè)試?yán)C球?qū)僦参锏某跏紵晒?、穩(wěn)態(tài)熒光和最大熒光，并采用Genty和Demming-Adams方法［7］計(jì)算光化學(xué)量子效率（Fv/Fm）和非光化學(xué)猝滅系數(shù)（NPQ）；將2種繡球?qū)僦参镞M(jìn)行溫度和光照作用處理后取出，分別測(cè)試葉片長(zhǎng)度、寬度、干重等參數(shù)，同時(shí)計(jì)算比葉重（SLW）和根冠比（Root-top ratio）［8］；將2種繡球?qū)僦参镞M(jìn)行溫度和光照作用處理后取出并切割成小片，經(jīng)過(guò)清洗、干燥和噴金處理后，在S-4800型掃描電鏡下觀察葉片氣孔大小、數(shù)量等參數(shù)，并計(jì)算氣孔面積和密度［9］；根據(jù)2種繡球?qū)?植物 的Pn、Gs、Tr和Ci等 測(cè)量 結(jié)果，參照Valladares的可塑性指數(shù)計(jì)算方法求出可塑性指數(shù)［10］。

2 結(jié)果與分析

2.1 溫度和光照對(duì)繡球?qū)僦参餁怏w交換參數(shù)的影響

由表1可知，在4種溫度和光照作用下，Stratford的光合作用都強(qiáng)于Todi，低溫高光作用下Stratford具有最大的光合作用，而Todi在低溫低光作用下具有相對(duì)較高的光合作用；就氣孔導(dǎo)度而言，高溫高光、高溫低光和低溫高光作用下Stratford的氣孔導(dǎo)度大于Todi，而低溫低光作用下Stratford的氣孔導(dǎo)度小于Todi，Stratford在低溫高光作用下獲得氣孔導(dǎo)度最大值，Todi在低溫低光作用下取得氣孔導(dǎo)度最大值；從蒸騰速率來(lái)看，高溫高光、高溫低光和低溫低光作用下Todi的蒸騰速率高于Stratford，而低溫高光作用下Todi的蒸騰速率低于Stratford；從胞間二氧化碳濃度來(lái)看，高溫低光和低溫高光作用下Stratford的胞間二氧化碳濃度高于Todi，而高溫高光和低溫低光作用下Stratford的胞間二氧化碳濃度低于Todi?？梢?jiàn)，溫度和光照對(duì)Stratford和Todi的4種氣體交換參數(shù)的影響并沒(méi)有一致的規(guī)律性。

表1 溫度和光照對(duì)繡球?qū)僦参餁怏w交換參數(shù)的影響

2.2 溫度和光照對(duì)繡球?qū)僦参餆晒鈪?shù)的影響

如表2所示，從光化學(xué)量子效率來(lái)看，高溫高光、高溫低光、低溫高光和低溫低光作用下Stratford的Fv/Fm都高于Todi，且4種溫度和光照作用下Stratford的Fv/Fm變化相對(duì)Todi較?。粡姆枪饣瘜W(xué)猝滅系數(shù)來(lái)看，除低溫低光作用下Stratford的NPQ高于Todi外，其他溫度和光照作用下的NPQ都低于Todi。

表2 溫度和光照對(duì)繡球?qū)僦参餆晒鈪?shù)的影響

2.3 溫度和光照對(duì)繡球?qū)僦参锷锪糠峙涞挠绊?/h3>

如表3所示，從比葉重來(lái)看，在高溫高光、低溫高光作用下Stratford的SLW高于Todi，而高溫低光和低溫低光作用下Stratford的比葉重低于Todi；從根冠比來(lái)看，高溫高光、高溫低光、低溫高光和低溫低光作用下Stratford的根冠比都低于Todi。由此可見(jiàn)，Stratford的比葉重對(duì)高光較為敏感，而Stratford的根冠比在不同溫度和光照作用下都低于Todi。

表3 溫度和光照對(duì)繡球?qū)僦参锷锪糠峙涞挠绊?/p>

2.4 溫度和光照對(duì)繡球?qū)僦参餁饪仔螒B(tài)的影響

如表4所示，從氣孔面積來(lái)看，高溫高光、高溫低光、低溫高光和低溫低光作用下Stratford的氣孔面積都低于Todi，且高溫高光和低溫高光作用下Todi的氣孔面積較大，分別達(dá)543、523 μm2；從氣孔密度來(lái)看，高溫高光、高溫低光、低溫高光和低溫低光作用下Stratford的氣孔密度都大于Todi，且高溫低光和低溫高光作用下Stratford具有相對(duì)較大的氣孔密度，分別達(dá)225、210個(gè)/mm2?？梢?jiàn)，不同溫度和光照作用下Stratford的氣孔面積都低于Todi，而氣孔密度都要高于Todi。

表4 溫度和光照對(duì)繡球?qū)僦参餁饪仔螒B(tài)的影響

2.5 溫度和光照對(duì)繡球?qū)僦参锟伤苄缘挠绊?/h3>

如表5所示，從生理可塑性指標(biāo)來(lái)看，Todi的光合作用、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率都高于Stratford，分別為Stratford的2.37、1.56、2.13倍；在形態(tài)可塑性方面，Stratford和Todi的比葉重和根冠比差異較小。由此可見(jiàn)，生理可塑性主要與Stratford和Todi的自然地理分布有關(guān)［11］，前者的海拔跨度大、生理可塑性較小，而后者的海拔跨度小、生理可塑性較大。

表5 溫度和光照對(duì)繡球?qū)僦参锟伤苄缘挠绊?/p>

Stratford和Todi的生理可塑性指標(biāo)存在一定差異，這主要與二者的生長(zhǎng)環(huán)境不同有關(guān)，表明外界環(huán)境的變化會(huì)對(duì)繡球?qū)僦参锏纳砉δ墚a(chǎn)生明顯影響［12］；自身可塑性Todi相對(duì)較低，這主要與其分布跨度小、屬于狹域物種有關(guān)，而Stratford地理跨度大、屬于廣布種，相應(yīng)的環(huán)境適應(yīng)能力更強(qiáng)；Stratford的可塑性指標(biāo)Pn、Gs、Tr相對(duì)較小，說(shuō)明其自身調(diào)節(jié)能力較強(qiáng)，更能接受外界環(huán)境的變化，在遇到環(huán)境變化時(shí)生理特征會(huì)更加平穩(wěn)，存活能力和環(huán)境適應(yīng)性更強(qiáng)，而Todi在遇到環(huán)境脅迫時(shí)生理可塑性指標(biāo)較大，會(huì)在環(huán)境變化時(shí)產(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)的傷害，環(huán)境適應(yīng)性較差。

3 小結(jié)

1）高溫高光、高溫低光、低溫高光和低溫低光作用下Stratford的光合作用都強(qiáng)于Todi，高溫高光、高溫低光和低溫高光作用下Stratford的氣孔導(dǎo)度大于Todi，高溫高光、高溫低光和低溫低光作用下Todi的蒸騰速率高于Stratford，高溫低光和低溫高光作用下Stratford的胞間二氧化碳濃度高于Todi，溫度和光照對(duì)Stratford和Todi的4種氣體交換參數(shù)的影響并沒(méi)有一致的規(guī)律性。

2）高溫高光、高溫低光、低溫高光和低溫低光作用下Stratford的光化學(xué)量子效率都高于Todi；除低溫低光作用下Stratford的非光化學(xué)猝滅系數(shù)高于Todi外，其他溫度和光照作用下的NPQ都低于Todi。高溫高光、低溫高光作用下Stratford的比葉重高于Todi，高溫高光、高溫低光、低溫高光和低溫低光作用下Stratford的根冠比都低于Todi。

3）生理可塑性指標(biāo)上Todi的光合作用、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率都高于Stratford，分別為Stratford的2.37、1.56、2.13倍；在形態(tài)可塑性方面，Stratford和Todi的比葉重和根冠比差異較小。