NaCl胁迫对3种李属彩叶植物光合特性的影响

聂文鑫，徐晓芳，杨 林

(1.承德医学院，河北承德 067000；2.衡水市建筑市场管理处，河北衡水 053000)



NaCl胁迫对3种李属彩叶植物光合特性的影响

聂文鑫1，徐晓芳1，杨 林2

(1.承德医学院，河北承德 067000；2.衡水市建筑市场管理处，河北衡水 053000)

[目的]研究NaCl胁迫对3种李属彩叶植物光合特性的影响。[方法]以盆栽4年生紫叶李、紫叶矮樱、黑杆樱李为供试材料，设置土壤NaCl含量为0.1%、0.2%、0.3%、0.4%共4个不同的梯度，并对3树种叶片叶绿素含量、净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、胞间CO2浓度进行测量。[结果]随着NaCl浓度不断增高，紫叶李叶片中叶绿素含量表现为先升高再降低，黑杆樱李以及紫叶矮樱中的叶绿素含量表现为持续减少，3种彩叶植物的气孔导度、净光合速率以及蒸腾速率都表现为持续减少，其中紫叶李的胞间CO2浓度先减少之后再升高，黑杆樱李、紫叶矮樱的胞间CO2浓度持续增加。[结论]3种李属彩叶植物在植物抗盐性上表现较好顺序依次为紫叶李、黑杆樱李、紫叶矮樱。

李属；彩叶植物；NaCl胁迫；光合特性

根据联合国粮农组织和教科文组织对全球范围内的不完全统计，全球盐渍土所占面积约为10亿hm2，约占全球陆地面积的1/3，呈现逐年增加的趋势[1]。盐害是目前制约植物生长发育的主要因素之一[2]，不但限制了农业生产的发展，而且成为限制城市绿化的一个重要因素。李属彩叶植物叶面颜色变化多样，在园林景观中应用广泛[3]。笔者以4年生嫁接苗紫叶李(Prunuscerasiferavar.atropupurea)、紫叶矮樱(P.×cistenena‘Pissardii’)、黑杆樱李(P.wrasifers‘nigra’)为试验材料，研究了不同浓度NaCl对这3种李属彩叶植物光合作用的影响，为彩叶植物在盐碱地区的应用提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2014年3月5日～9月5日在承德医学院科研基地进行。试验材料为长势一致且良好的4年生嫁接苗黑杆樱李、紫叶矮樱、紫叶李，砧木为毛桃(P.davidiana)。于3月份将试验材料栽植于盆高为40 cm的花盆中。每盆内装7.0 kg基质，基质为洗净河沙、草炭土以及园土按1∶1∶3的比例混合而成，基质含盐量为0.42 g/kg。盆栽苗木于3月份之前在露地常规管理，4月中旬之后采取防雨措施进行管理。

1.2 试验设计

5月上旬，试验苗进入旺盛生长期时，先将盆土控水几天，以使土壤干燥有利于盐分迅速扩散。试验设置4个处理和1个对照，NaCl处理浓度为0.1%、0.2%、0.3%、0.4%，对照施清水。将定量的NaCl溶解后分3次浇灌到所对应的处理中。土壤田间持水量维持在60%～80%。

1.3 测定项目及方法

于处理0、5、10、15、20、25 d进行指标测定。每次于上午8点左右沿植株不同方向采取植株新梢中上部功能叶2～3片，之后采取制冷措施在室内利用仪器测定样本各项生理生化指标，并采集各处理的盆土，测定其含盐量，并据测定值补充施用NaCl，使盆内土壤保持相应的盐分含量。各项生理生化指标为蒸腾速率(Tr)、胞间CO2浓度(Ci)、气孔导度(Gs)、净光合速率(Pn)，用Li-6400便携式光合作用测定仪测定，设定光强为1 300 μmol/(m2·s)，采用开放式气路，用丙酮比色法[4]测定功能叶片的叶绿素含量。

2 结果与分析

2.1 NaCl胁迫对叶绿素含量的影响

由表1可知，NaCl胁迫下，紫叶李的Chla、Chlb、Chl总量均随NaCl处理浓度的增加先升高后降低，在0.2%时达到高峰值；紫叶矮樱和黑杆樱李的Chla、Chlb、Chl总量则随着NaCl处理浓度的加重不断降低(除黑杆樱李Chlb)。3种植物中Chla/Chlb值随NaCl处理浓度的增加而不断降低。方差分析可知，与对照相比，0.1%处理对 3种植物的Chl总量均无明显影响，0.2%处理时，紫叶李的Chla、Chl总量与对照差异不显著，Chlb、Chla/Chlb与对照差异达显著水平；紫叶矮樱的Chla、Chlb及Chl总量均与对照差异显著；黑杆樱李的Chla、Chlb、Chl总量、Chla/Chlb均与对照达显著水平；0.3%和0.4%处理，除紫叶李的Chlb与对照差异不大，紫叶李的Chla、Chlb、Chla/Chlb及紫叶矮樱和黑杆樱李的Chla、Chlb、Chl总量、Chla/Chlb均显著低于对照，并且叶绿素在紫叶李中下降的幅度小于黑杆樱李、紫叶矮樱。

表1 NaCl胁迫25 d后3种李属彩叶植物叶片中叶绿素含量的变化 mg/g DW

2.2 NaCl胁迫对净光合速率的影响

由图1可知，3种李属彩叶树种NaCl胁迫条件下的净光合速率均呈现不同程度的下降。在0.1%NaCl胁迫下，黑杆樱李Pn变化不大，甚至有些上升，紫叶李和紫叶矮樱有明显的下降，且紫叶李Pn下降更显著。在0.2%～0.4%范围内，随着浓度不断加大，3种树种的Pn下降态势越来越明显。盐处理浓度达0.4%时，紫叶李、紫叶矮樱和黑杆樱李的Pn分别降低为对照的16.22%、13.49%、14.95%，3个树种Pn降低幅度从小到大依次为紫叶李、黑杆樱李、紫叶矮樱。

2.3 NaCl胁迫对气孔导度和蒸腾速率的影响

由图2、3可知，随着NaCl浓度的不断增大，3种彩叶树种的气孔导度和蒸腾速率均表现为降低的态势，且2项指标的变化趋势相似。0.1%NaCl胁迫下，紫叶李和黑杆樱李的蒸腾速率基本保持不变，气孔导度略有下降但不明显，紫叶矮樱的气孔导度和蒸腾速率出现了明显的下降。0.2% NaCl胁迫下，紫叶李的气孔导度和蒸腾速率均降低，但与对照差异不显著，而黑杆樱李和紫叶矮樱的气孔导度和蒸腾速率显著低于对照，当NaCl胁迫大于0.2%时，3个树种的气孔导度和蒸腾速率都明显下降，与对照差异达显著。可见盐胁迫的伤害加大了气孔阻力，导致气孔导度降低，气孔内外的气体交换减少，从而降低了蒸腾速率，因此紫叶矮樱的耐盐能力要低于黑杆樱李和紫叶李。

2.4 NaCl胁迫对胞间CO2浓度的影响

从图4可以看出，NaCl胁迫后3种彩叶植物的的胞间CO2浓度指标变化趋势不一致。0.1% NaCl胁迫下，紫叶李和黑杆樱李的胞间CO2浓度不断降低，紫叶矮樱的胞间CO2浓度随处理浓度上升而不断上升。0.1%～0.3% NaCl处理范围内，紫叶李胞间CO2浓度先是基本保持不变，最后在盐处理浓度为0.4%时大幅上升，而紫叶矮樱和黑杆樱李的胞间CO2浓度随着盐浓度处理不断上升而上升。

3 结论与讨论

前人研究结果表明，植物叶片经NaCl胁迫处理后，会对离子的吸收产生不平衡，引起叶片气孔关闭，造成CO2供应不足，导致光合速率下降。如果光合速率的降低伴随着细胞间隙CO2浓度的提高,那么光合作用的主要限制因素应是非气孔因素。该研究中，NaCl处理浓度低于0.3%时，紫叶李叶片中的叶绿素含量略有升高，净光合速率、气孔导度、蒸腾速率不断降低，胞间CO2浓度大幅度下降，说明低NaCl浓度处理下紫叶李光合作用受抑制是典型的气孔限制导致。当NaCl处理浓度达0.4%时，紫叶李叶片中叶绿素含量大幅度下降，净光合速率、气孔导度、蒸腾速率降低，胞间CO2浓度上升，说明此时主要是非气孔因素所致。紫叶矮樱和黑杆樱李叶片中的叶绿素含量不断降低，净光合速率、气孔导度和蒸腾速率持续下降，胞间CO2浓度却表现出持续上升的态势，这表明二者的光合作用受到抑制主要非气孔因素所导致。

目前已经有很多试验证明，在盐胁迫情况下气孔会发生不均匀的关闭，导致Ci偏高，从而产生光合作用非气孔限制的假象。但有学者认为,气孔的不均匀关闭并不限制CO2进入叶片,因此也不会影响Ci。总之,关于盐分胁迫下,光合速率降低是由于气孔因素引起的,还是由于非气孔因素所导致的,或是两者共同起作用,目前尚无统一的认识。这可能是由于试验者所用材料的抗盐性不同,材料的发育阶段及盐胁迫的时间不同有关。植物在短期盐胁迫时,气孔因素可能起较大的作用,而受长期盐胁迫时,非气孔因素逐渐成为限制光合作用的主要因素。

[1] 王遵亲，祝寿泉，俞仁培.中国盐渍土[M].北京：科学出版社，1993：1-4，322-375.

[2] 姜卫兵，庄猛，韩浩章，等.彩叶植物呈色机理及光合特性研究进展[J].园艺学报，2005(2)：352-358.

[3] 李彦慧，李向应，白瑞琴.4种李属彩叶树木对SO2的抗性[J].林业科学，2008，44(2)：28-33.

[4] 李合生.植物生理生化实验原理和测定技术[M].北京：高等教育出版社，2003.

Effect of NaCl on Photosynthetic Characteristics of Three Colored-Leaf Species inPrunus

NIE Wen-xin1，XU Xiao-fang1，YANG Lin2

(1.Chengde Medical University，Chengde，Hebei 067000；2. Hengshui City Construction Market Management Office，Hengshui，Hebei 053000)

[Objective]The paper was in order to study the effect of NaCl on photosynthetic characteristics of three colored-leaf species inPrunus. [Method]Four years old colored-leaf species ofPrunustreated by NaCl were studied to explain their resistance to salt stress. The salt contents were 0.1%，0.2%，0.3% and 0.4% respectively. Chlorophyll content，net photosynthetic rate，stomatal conductance and transpiration rate were detected. [Result]The results were as follows: with soil Chlorophyll inPrunuscerasiferavar.atropupureaincreased firstly and then decreased with the increase of soil NaCl content. Chlorophyll decreased in the other species. ThePn,Tr,Gsdecreased evidently in NaCl treatment. The CO2concentration ofP.cerasiferavar.atropureadecreased firstly and then increased. It increased for bothP.×cistenena‘Pissardii’ andP.wrasifers‘nigra’. [Conclusion]The resistance of three colored-leaf species to NaCl ranked from strong to weak wasP.cerasiferavar.atropupurea,P.wrasifers‘nigra’,P.×cistenena‘Pissardii’.

Prunus; Colored-leaf species; NaCl stress; Photosynthetic characteristics

聂文鑫(1986-)，男，河北邯郸人，硕士研究生，研究方向：风景园林。

2015-11-20

S 718.5

A

0517-6611(2015)35-243-03