干旱胁迫对金花茶幼苗光合生理特性的影响

何梦伊

摘要：采用盆栽控水的试验，研究干旱胁迫对金花茶幼苗光合生理特性的影响。研究结果显示：不同水分处理对金花茶幼苗光合生理指标的影响不同，重度干旱胁迫会导致金花茶植株过于干旱而死亡，即金花茶幼苗的耐受干旱胁迫的极限为土壤含水量15.04%-16.54%，而且干旱胁迫程度越高，金茶花幼苗叶面各指标均有显著降低，包括叶片净光合速率、叶面蒸腾速率、气孔导度和气孔限制值等。金花茶幼苗对干旱胁迫十分敏感，土壤欠缺水分会对金花茶的光合作用产生一定的抑制作用，在很大程度上限制金花茶种群的扩散。

关键词：金花茶幼苗；干旱胁迫；气体交换；叶绿素荧光；生理特性

在植物的生长过程中，水分汲取是最为关键的影响因素，环境水分供应量决定了植物生长的适应性和延续性，例如某些濒危植物的环境适应性差，导致生存力极低，从生态学角度来看，表现出不耐干旱的性质。金花茶属山茶科山茶属金花茶组常绿灌木，不仅具有较高的观赏价值，而且还有重要的科研价值。本文主要研究干旱胁迫对金花茶幼苗光合生理特性的影响，探讨其响应规律，为实际金花茶保护和开发提供理论依据。

1.材料和方法

1.1材料

本试验地点：广西植物研究所苗圃玻璃房；棚内光照强度：强于自然光20k左右；移栽具体步骤：所移植的实生苗长势基本一致，花盆内径30cm、深度25cm，每盆栽1株，土壤采用表层田园土，土重5kg左右，土壤持水量30.08%，试验期间确保土壤水分充足。以4种土壤水分处理为试验，田间持水量85%～90%、65%～70%、50%～55%、35%～40%分别表示为T0、T1、T2、T3，每种10盆。所有植株在9月初达到预定含水量后，立即进行控水，每晚18点进行盆重测量，并将白天失水量补足至原设定水平，对其进行干旱胁迫试验后15日，测定植株光合生理指标。

1.2测定项目

选取植株顶端向下第3～5片成熟功能叶，测定各项光合属性参数，具体项目包括：相对含水量、净光合速率、蒸腾速率、气体交换参数、叶绿素荧光参数、丙二醛、普氨酸含量。在T3时，金花茶幼苗死亡，因此，只能测定T0、T1、T2这3个处理的光合生理指标测定。

1.2.1气体交换参数。采用光合测定系统分析仪测定不同干旱胁迫条件下的苗木光合特性指标，并计算出水分利用效率和气孔限制值，在9：00～11：00进行测定，此时光合有效辐射为200w/m2，室温为28℃，二氧化碳浓度为370mg/mL，取每株3片叶，以平均值为准。

1.2.2叶绿素荧光参数。取每株3片叶，先进行20min暗适应处理，再测定植株初始荧光、最大荧光和最大光化学效率，以平均值为准。

1.2.3光合色素含量。采取乙醇提取叶片光合色素，乙醇浓度为95%，波长为665nm、649nm和470nm，并将叶绿素a、b和其比值以及类胡萝卜素和其比值算出来。

采用公式计算出叶片相对含水量、丙二醇和普氨酸含量。

2.结果

2.1干旱胁迫对金花茶气体交换参数的影响

重度胁迫中，植株均死亡，表明金花茶幼苗的耐受干旱胁迫极限为50%～55%田间持水量。干旱胁迫对金花茶幼苗气体交换参数影响较大，随着干旱胁迫程度升高，金花茶幼苗气体交换参数均显著降低。与T0相比，T1处理的净光合速率、蒸腾速率和气孔导度分别下降53.5%、49.6%和50.9%，T2处理的净光合速率、蒸腾速率和气孔导度分别下降90.5%、88.6%和90.9%。干旱胁迫下，金花茶水分利用效率降低，胞间二氧化碳的浓度升高，但程度不明显（P>0.05），表明金花茶光合速率与受干旱胁迫有直接关联，干旱胁迫敏感度极强，轻度缺水时金花茶光合速率会明显降低。

2.2干旱胁迫对金花茶叶绿素荧光参数的影响

金花茶幼苗初始荧光随着干旱胁迫程度的增加而升高，最大荧光和最大光化学效率随着干旱胁迫程度的加剧呈下降的趋势，与T0处理下相比，T2的初始荧光、最大荧光和最大光化学效率均有显著差异（P<0.05），说明在干旱胁迫条件下，金花茶的叶绿素的结构和功能会受到损伤和破坏。

2.3干旱胁迫对金花茶光合色素含量的影响

金花茶叶片在发生光合作用时，吸收、传递、转化光能的主要因素为光合色素，光合色素在很大程度上决定了植株的光合作用能力，当干旱胁迫增强时，金花茶叶片叶绿素a、叶绿素b以及类胡萝卜素含量显著降低（P<0.05）。

2.4干旱胁迫对金花茶叶片相对含水量、丙二醇和普氨酸含量的影响

金花茶的相对含水量、丙二醇和普氨酸含量均随着干旱胁迫程度的增加而显著降低（P<0.05），说明金花茶的抗干旱胁迫的能力弱。

3.讨论

干旱胁迫会对植物的光合作用产生抑制，降低植物的光合速率，在气孔因素和非气孔因素的双重作用下，植株叶片气孔导度下降，大气中二氧化碳扩散减少，从而影响到植物的光合作用，非气孔因素是指金花茶在轻度干旱胁迫下叶肉细胞光合能力直接受到水分亏缺的影响。干旱胁迫除了抑制植物的光合作用外，还会对植物光合电子传递、暗反应有关酶系产生、光合磷酸化等方面产生不同程度的影响。目前叶绿素荧光动力学是对干旱胁迫植物光合作用定量检测的有效方法，能直接反应出植物叶绿素含量对光合作用的影响，在本次研究中，金花茶幼苗初始荧光与干旱胁迫程度呈正比，干旱胁迫程度越高，初始荧光参数越高；而最大荧光参数和最大光化学效率则与干旱胁迫程度呈反比，干旱胁迫程度越高，最大荧光参数和最大光化学效率急剧下降，充分证实了金花茶不耐干旱的性质。评价植物耐旱性的另一个有效指标为叶片相对含水量，含水量越大表明抗旱能力越强，在本次研究中，金花茶的相对含水量、丙二醇和普氨酸含量均随着干旱胁迫程度的增加而显著降低（P<0.05），说明金花茶的抗干旱胁迫的能力弱。

综上所述，不同水分处理对金花茶幼苗光合生理指标的影响不同，重度干旱胁迫会导致金花茶植株过于干旱而死亡，即金花茶幼苗的耐受干旱胁迫的极限为土壤含水量15.04%～16.54%，而且干旱胁迫程度越高，金茶花幼苗叶面各指标均有显著降低。