不同光照条件下红叶石楠叶片叶绿素含量的差异性研究

邵增明

（绩溪县林业局，安徽 宣城 245300）

不同光照条件下红叶石楠叶片叶绿素含量的差异性研究

邵增明

（绩溪县林业局，安徽 宣城 245300）

在霜前和霜后两个时期，分别测定绩溪县城3个不同地点的红叶石楠阴面和阳面的上、中、下3个不同部位的叶片叶绿素含量，分析研究霜前霜后红叶石楠叶片、不同部位叶片及阴阳面叶片叶绿素含量的动态变化。结果表明，霜后叶绿素含量略高于霜前叶绿素含量，霜前叶片叶绿素量由上部到下部逐渐递减。霜后叶绿素含量表现为中部＞上部＞下部，且表现为阳面均大于阴面，霜与光照影响叶绿素的形成。

红叶石楠；叶绿素；光照强度；功能叶

叶绿素是植物叶绿体内参与光合作用的重要色素，其功能是捕获光能并驱动电子转移到反应中心[1]。植物进行光合作用需要一定浓度的叶绿素，因此，叶片叶绿素含量对植物生存尤其重要。植物色素含量和生理胁迫相关[2]，植物在遇到生理胁迫时，叶绿素浓度下降，类胡萝卜素含量增加，25%色素含量会随无机因子变化而变化，因此，研究叶片色素含量与环境的关系对生态环境和林农的发展很重要。通过研究叶绿素的含量与环境关系，可以及时改变林木缺素，诊断植物营养状况，避免林木营养状况恶化，对制订管理方案提供合理依据都有非常重要的意义。

红叶石楠（Photinia fraseri），别名千年红，火焰红，是蔷薇科石楠属杂交种的统称，由我国产的石楠（P. serrulata）与光叶石楠（P. glg-bra）杂交培育而成的属间杂交种，为常绿小乔木，因其顶端新梢和嫩叶四季鲜红如火而得名[3-4]。其独特的常绿红叶特点，成为园林观赏价值很高的绿化树种，近年来在园林绿化中备受重视，应用越来越广泛，研究也越来越全面，对其研究的范围主要包括生态生理学特性、组织培养、生理胁迫等方面[5-7]。但是有关环境因子（如光照条件、霜期等）对其叶片叶绿素含量的影响尚未见报道。基于此种原因，本试验通过测量阴阳面、霜前霜后的叶片叶绿素含量，探讨不同光照条件对红叶石楠叶片叶绿素含量的影响，为红叶石楠在不同园林环境中的应用及广泛栽培引种提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

选择绩溪县城3个不同绿化位置上的土壤水分、肥力等条件基本相同、立地条件基本一致的红叶石楠植株叶片作为研究材料。

1.2 试验方法

在每个试验区上取植株的上、中、下3个部位各50片叶片放入已编号的布袋子中带回实验室用SPAD仪器测量每片叶片中部位置1次并记录，使用Excel 2007录入统计和作图，利用SPSS 17.0软件进行方差分析和多重比较。

2 结果与分析

2.1 霜前霜后不同部位叶片叶绿素含量变化

霜前植株不同部位阴阳面叶片叶绿素含量变化情况见图1。由图1可知，阳面叶片叶绿素含量随叶位上升而增加，阴面叶片叶绿素含量中部最多，上部多于下部，但差距不大，下部下降明显，说明阳面叶片上部受光合作用最强，吸收光能最多。阴面叶片受光照影响不大，上部叶片多新展平嫩叶，正处于旺盛生长时期，呼吸作用强烈，净光合速率较低，而下部叶片叶龄较大，生理功能开始衰退；中部叶生长较好，叶片捕获光能的能力强、对光能的转化效率较高。

霜后植株不同部位阴阳面叶片叶绿素含量变化如图2所示，上部叶片叶绿素含量低于中部，与霜前叶绿素分布有一定的区别，可能由于霜冻导致植物叶片叶绿素含量变化。不管阴面还是阳面，其上部叶片受霜冻胁迫最严重，导致叶绿素含量降低。

2.2 阴阳面及霜前霜后对叶绿素含量变化的影响

2.2.1 阳面红叶石楠不同部位叶片叶绿素的差异

植物进行呼吸和光合作用净产生叶绿素，叶绿素含量的多少反之又影响植物生长，由表1可知，阳面霜前3个地点红叶石楠上部叶绿素含量均最高，且中部高于下部；上部受光照最多，受光照影响都显著（p＜0.1），下部接收的光照最少，净光合作用最弱，样地二和样地三所受影响最大（p＜0.05），不同样地植物接受光照不同，样地一取样于高楼旁，可能受建筑物遮挡影响，影响光合作用从而影响叶绿素含量。霜后样地一处上部叶绿素含量比霜前低，样地二叶绿素含量高于霜前，而样地三上部叶绿素含量与霜前基本相同，说明霜影响叶片呼吸作用。

表1 阳面霜前霜后对叶绿素含量的影响

2.2.2 阴面红叶石楠不同部位叶片叶绿素的差异

由表2可知，阴面红叶石楠叶片3个地点的相同部位叶绿素含量相近，阴面相同部位植物的净光合作用相近。测定各个部位叶片霜前和霜后叶绿素含量可知，霜前上部叶片叶绿素含量最高，但霜后叶片叶绿素含量下降较多，且霜后小于中部叶绿素含量；中部叶片霜前霜后叶绿素含量基本不变，由此可知，霜冻对于中部叶片叶绿素含量影响不明显。相同地点不同部位霜前霜后叶绿素含量测定，上部叶绿素含量从约56.34降至约50.30，且霜后上部叶绿素含量低于中部叶绿素含量，叶绿素含量受部位影响最显著的为上部；霜前中部部叶片叶绿素含量低于下部，霜后下部叶绿素含量急速降低，但所受霜害影响不明显（p＞0.1），结果表明:霜害对于上部叶片叶绿素含量产生影响较明显，对中部叶片叶绿素几乎没有影响；下部叶片叶绿素受霜冻影响较大，但所受光合作用影响不明显。

表2 阴面霜前霜后对叶绿素含量的影响

2.2.3 不同光照条件红叶石楠叶绿素含量的差异

红叶石楠为彩叶植物，光照对彩叶植物的影响十分显著，提供合理的光照条件是彩叶植物正常生长和提高观赏价值的重要前提。从表3可以看出，下霜之前，样地一的3个不同部位阳面叶片叶绿素含量均高于阴面叶绿素含量，上部叶片叶绿素受光照影响但不显著（p＜0.1），中部和下部叶片叶绿素含量受光照影响变化不明显；样地二的中部叶绿素含量阳面多于阴面，上部和下部叶片叶绿素含量均表现为阴面比阳面多，且中部下部上部受光照影响依次表现为极显著、显著、不显著。

由表3可知，霜后三个地点红叶石楠相同部位叶片叶绿素含量均表现为阳面多于阴面，且阴阳两面的叶片叶绿素含量所受影响均表现为极显著。相同光照、位置的不同地点叶片叶绿素含量近似相等，说明所取样三地点对于叶片叶绿素含量测定影响不显著。

2.2.4 相同光照条件下红叶石楠叶绿素含量的差异

表3 不同光照条件下霜前霜后红叶石楠叶绿素含量差异

由表4可知，在光照相同的情况下，阳面叶片上部叶绿素含量均体现出霜前大于霜后，样地一下降最显著，受霜害影响最大（p＜0.05），样地二和地点三上部叶片受霜害影响不明显，说明不同样地对于光合作用有一定影响。样地一中部叶绿素含量霜后比霜前多，一定程度上受霜晶的影响（p＜0.1），但所受影响小于上部叶片，一定程度上促进了光合作用进行净产生叶绿素；样地二和样地三中部叶片叶绿素含量有所降低但不显著。下部叶绿素含量均体现出下降趋势，与上部叶片叶绿素含量趋势相同，但下部叶片叶绿素含量受霜冻影响不明显，说明植物体光合作用与植物叶片分布有关，随着叶片位置上升受外界霜冻等因素影响逐渐上升。

植物阴面叶片不受光照直接照射，净光合作用影响植物叶片叶绿素含量产生，净光合作用是光合作用与呼吸作用共同决定的，由表4可知，样地一上部叶片叶绿素在霜后有所减少，而样地二和样地三叶绿素含量呈上升趋势，受霜害影响均显著（p＜0.05）；下部样地一霜前与霜后叶绿素含量接近且受霜冻影响显著，样地二与样地三叶绿素含量均增加，但受霜冻影响较小。

3 结论与讨论

表4 相同光照条件下霜前霜后红叶石楠叶绿素含量差异

（1）霜前在其他因素不变的情况下，阳面上部叶绿素含量低于中部，下部最少，下部可能是由于所处空间位置较低，CO2浓度明显增大，而底层叶片氮含量随着CO2浓度的增大而降低，氮是合成叶绿素和植物合成光合作用酶的重要组分，氮缺乏容易导致叶绿素含量降低，这与赵甍等研究蒙古栎（Quercus mongolica）幼苗叶绿素含量影响相似[8]。上部叶绿素含量低于中部，其原因可能是上部长期遭受高强光照的影响导致叶绿素含量减少[9]，而中部叶片分布高度低于上部叶片生长高度，叶片对光照和养分的竞争明显强于上部叶片，将叶片叶绿素含量调整为较高水平，保证养分供应，即光照强度增强，叶绿素含量降低。

（2）不同光照条件下，同一部位叶绿素含量表现为阳面多于阴面，且受霜冻影响较大，树木叶片对不同光环境的适应在种间差异是非常大的，树木种间，阴性条件下生长的叶片比阳性条件下更薄，单位面积质量较轻，并具有较低的叶绿素含量，这与BONGERS F和KITAJIMA K的研究是一致的，阴生叶总是有低的光合作用和暗呼吸速率和较低的光饱和点[10-11]。其结果是，阴生叶降低光合作用和呼吸作用来自动减少碳损失，以适应较弱光线，增强吸收光的能力[12]。光照对于植物叶片光合作用影响较大，主要是由于光合作用是生产叶绿素的主要途径，光照充足条件下，光合效率较高。

（3）霜冻对于红叶石楠植株叶片光合作用的影响较大，其影响是由于低温导致细胞间隙水结冰，破坏了细胞结构，细胞脱水过多，失去膨压而使植物受伤死亡[13-14]。细胞内结冰，冰晶吸收胞液水分，使盐、氢离子不断增加，原生质中蛋白质沉淀，植物死亡[15]。夜晚，温度较低，植物为维持生存，会关闭叶片气孔，降低呼吸强度，而霜后，光合作用开启，呼吸作用可能还未恢复，从而中部叶绿素含量会有所增加。阴面在霜后相同部位叶绿素含量均增加，可知霜冻对于植物叶片阴面的叶绿素含量影响较小，霜冻主要影响阳面叶片叶绿素含量的原因可能是阳面霜冻过后气温回升较快、大量水分蒸发导致植株萎蔫，从而造成叶片叶绿素含量减少[14]。因此，在栽培及推广红叶石楠苗木时要预防其遭受霜冻，避免经济损失。

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（责任编辑：杨婷婷）

Study on the Chlorophyll Content Differences in Leaves of Photinia frase in Different Light Conditions

SHAO Zengming
（Forestry Bureau of Jixi County，Xuancheng 245300，Anhui，China）

In the 2 periods before and after frost，the chlorophyll contents were measured in the upper，middle and lower parts of the leaves，on both sunny and dark sides，of Photinia frase taken from 3 different places in Jixi County town，and their dynamic changes were analyzed.The results showed that the chlorophyll contents were a little higher before frost than those after frost，and the chlorophyll contents decreased gradually in leaves from upper to lower parts while the chlorophyll contents in leaves after frost showed the sequence of middle part＞upper part＞lower part，and sunny side＞dark side. Frost and light affect chlorophyll formation.

Photinia frase;Chlorophyll;Light intensity;Functions of leaves

S792.24

A

2095-0152（2015）01-0044-04

2014-11-27 修回日前：2014-12-12

邵增明（1965-），男，林业工程师，主要从事基层营林生产管理和林业技术推广工作。Email：jxhyl678@163.com