外源植物生长调节物质对杨树叶绿素荧光特性的影响*

李　静　郭成博　李正华　李春明

（黑龙江省林业科学研究所速生林木培育重点实验室，哈尔滨　150081）



外源植物生长调节物质对杨树叶绿素荧光特性的影响*

李静郭成博李正华李春明**

（黑龙江省林业科学研究所速生林木培育重点实验室，哈尔滨150081）

摘要：以银中杨为材料，通过脱落酸、水杨酸、矮壮素、丁酰肼、三碘苯甲酸、6- BA、对氨基苯甲酸等多种植物生长调节物质的处理，系统研究了叶面喷施与灌根等不同施用方式、不同处理时期对杨树叶绿素荧光参数的影响，并对抗寒能力变化进行了间接评价。研究表明，叶片喷施效果更为明显，对氨基苯甲酸对提高银中杨叶片抗寒能力方面效果最明显，9月中旬处理效果最佳。

关键词：杨树；抗寒能力；生长调节物质；叶绿素荧光参数

*黑龙江省属科研院所基本科研业务费专项

杨树是重要的速生树种之一[1 ]，中国北方地区频繁发生的低温冻害是限制杨树发展的重要环境因子。电导率法、组织褐变法和TTC还原法是目前多种作物抗逆性鉴定中常用的方法[2 ]，但以上方法均需破坏性取样和实验室分析测定。而叶绿素荧光参数分析法不仅解决了上述不足，还可以反映作物的光合生理特性，近年来已在油菜[ 3 ]、菠菜[4 ]、不结球白菜[5 ]、水蜜桃[6 -7 ]等作物的抗寒性鉴定上得到应用。本文通过叶面喷施与灌根2种方式对杨树外施植物生长调节物质，并利用杨树叶绿素荧光特性的测定反映其抗寒能力的变化，以期筛选出合适的反映杨树耐寒外源植物生长调节物质及其施用方式。

1　材料与方法

1.1研究地区概况

哈尔滨市位于125°42′～130°10′E，44°04′～46°40′N，地处中国东北北部地区，黑龙江省南部，属大陆性季风气候，有典型的四季交替。该地区秋季（9～10月）因受北方冷空气影响，气候由暖变寒，气旋活动仅次于春季，天气冷暖多变，每当冷峰过后，气温急剧下降。气温月际变化幅度达8～9℃。全市历年季平均气温9.4℃，年际变化范围为7.9～11.1℃。初霜年平均在9月23日，最早出现在9月7日。

1.2试验材料

银中杨（Populus alba×berolinensis）取自于哈尔滨行道树。2012年5月初，在20 cm×20 cm塑料盆中对银中杨进行扦插扩繁，8月初选择生长一致的银中杨盆栽苗用于试验。

1.3试验方法

选择脱落酸、水杨酸、矮壮素、丁酰肼、三碘苯甲酸、6- BA（6苄基腺嘌呤）、对氨基苯甲酸7种化学物质为实验对象。8月中旬，选择不同的生长抑制剂，分别采用喷叶（喷至叶片流水为止）与灌根（每株灌50 ml，分两次浇灌）2种方式处理银中杨1年生盆栽苗，每处理10个重复，处理日期分别为8月15日、8月31日与9月14日。施药第2天及1周后利用叶绿素荧光仪检测其叶绿素荧光参数，共测定6次，评价其抗寒能力变化（表1）。

每株幼苗标记3片功能叶，将待测银中杨叶片进行暗室暗适应20 min后，用Junior- PAM叶绿素荧光仪测定标记叶片的叶绿素荧光诱导动力学参数，先照射检测光（<0.05 μmol/m2/s）测定叶片的初始荧光（F0），再用饱和白光（7 200 μmol/m2/s）光照1 s测量最大荧光（Fm），所有测定均重复3~6次，Fv=Fm- F0为可变荧光，PSⅡ最大光化学效率以计算Fv/Fm。

表1　施用外源物质处理银中杨

1.4实验数据分析

众所周知，就“冬储”本身而言，它不仅仅是一种营销方式，在很大程度上，它关系着国计民生，关乎来年春耕能否顺利进行。因此，经销商在追求利润的同时不能忽视冬储对于农业生产的现实意义。如果经销商一味地选择规避风险，不与厂家共同分担库存，势必会增加用肥期临近时的物流压力，延误农民耕种的最佳时期。所以，有业内人士建议，经销商应尽快厘清当地的市场行情，根据自身的情况，采取少量多次的方式进行采购，控制风险，择低价进行买入。

实验数据采用Excel2003和SPSS13.0软件进行统计分析。

2　结果与分析

2.1喷叶处理对杨树叶片Fv/Fm的影响

叶绿素荧光动力学技术是以光合作用理论为基础的一项技术，它可以研究光系统及其电子传递过程的下降趋势。与最高点（8月23日）相比，9月20日时银中杨叶片的叶绿素荧光参数（Fv/Fm）下降了7.82%（图1）。

叶绿素荧光参数（Fv/Fm）可以反映叶片的生理状态或受胁迫程度，如果施用外源激素或植物生长调节剂，减缓叶绿素荧光参数的下降，表明其抗寒能力得到了提高。通过喷施外源化合物，大多数提高了银中杨叶片的抗寒能力。8月16日是第一次施用药剂后的第2天，效果最好的是处理17，与对照相比叶绿素荧光参数（Fv/Fm）下降幅度趋缓，仅减少了3.95%；8月23日，处理19下降减少最明显（低3.43%）；9月1日，处理19（2 500 mg/L对氨基苯甲酸喷叶处理）下降趋缓（低4.11%）；9月8日，处理10下降减少了3.74%；9月15日，处理17（100 mg/L 6- BA喷叶处理）下降减少了3.66%。

图1　秋季银中杨叶片叶绿素荧光参数（Fv/Fm）随时间变化趋势

与前5次比较，9月22日（15日处理1周后）测定的叶绿素荧光参数（Fv/Fm）表现出了较为明显的效果，与对照相比，18、19、20、21 4个处理叶绿素荧光参数（Fv/Fm）均表现较为明显的减缓下降趋势，减少值依次为5.27%、5.29%、6.07%和6.28%（图2）。

图2　叶部喷施处理后银中杨叶片叶绿素荧光参数9月22日变化

2. 2灌根处理对杨树叶片Fv/Fm的影响

用不同化合物浇灌银中杨幼苗，多数物质提高了银中杨叶片的抗寒能力，但效果都不明显。8月16日是第1次灌根后的第2天，效果最好的是处理31（2 000 mg/L丁酰肼灌根处理），与对照相比叶绿素荧光参数（Fv/Fm）下降幅度趋缓，仅减少了2.92%。第1次灌根处理1周后，8月23日，处理42（625 mg/L对氨基苯甲酸灌根处理）下降减少最明显（低4.76%）；9月1日，处理40（2 500 mg/L对氨基苯甲酸灌根处理）下降趋缓最明显，减少了2.46%；9月8日，处理40下降减少了1.96%；9月15日，处理32（1 250 mg/L丁酰肼灌根处理）下降减少了2.36%。前5次灌根处理，银中杨叶片的叶绿素荧光参数（Fv/Fm）下降减缓均未超过5%。

9月22日（9月15日灌根处理1周后）测定的叶绿素荧光参数（Fv/Fm）表现出了较为明显的效果，与对照相比，处理36（50 mg/L三碘苯甲酸处理）的叶绿素荧光参数（Fv/Fm）表现出较为明显的减缓下降趋势，下降幅度减少了6.14%。

3　结果与分析

3.1自然状态下，随着叶片衰亡与自然低温胁迫，银中杨叶片的叶绿素荧光参数（Fv/Fm）也表现出下降趋势。通过叶面喷施不同化合物，初期效果最好的是处理17，与对照相比叶绿素荧光参数（Fv/Fm）下降幅度趋缓，仅减少了3.95%。中期4次测试中，对氨基苯甲酸2 500 mg/L喷叶处理下降减少3.43%和4.11%；丁酰肼2 500 mg/L喷叶处理下降减少了3.74%；6- BA 100 mg/L喷叶处理下降减少了3.66%。最后1次测定，6- BA 50 mg/L喷叶处理、对氨基苯甲酸2500mg/L、1250mg/L、625mg/L喷叶处理叶绿素荧光参数（Fv/Fm）均表现较为明显的下降减缓趋势，减少值依次为5.27%、5.29%、6.07%和6.28%。结果表明，对氨基苯甲酸和6- BA效果最佳。

3.2用植物生长抑制剂灌根处理，初期效果最好的是处理31，与对照相比叶绿素荧光参数（Fv/Fm）下降幅度趋缓，仅减少了2.92%。中间4次测试，对氨基苯甲酸500 mg/L灌根处理下降减少最明显（低4.76%），对氨基苯甲酸2 000 mg/L灌根处理下降分别减少了2.46%和1.96%，丁酰肼1 000 mg/L灌根处理下降减少了2.36%。3次灌根处理后的前5次叶绿素荧光参数测试，银中杨叶片的叶绿素荧光参数（Fv/Fm）下降减缓均未有超过5%。最后1次测试与对照相比，三碘苯甲酸25 mg/L灌根处理叶绿素荧光参数（Fv/Fm）表现出较为明显的减缓下降趋势，下降幅度减少了6.14%。

施用外源生长调节剂1天后，测定银中杨叶片叶绿素荧光参数，即表明其抗寒能力有所增加，但效果不如施用1周后，这为进一步研制杨树抗冻防病促生剂提供了宝贵的信息。

4　结　论

研究表明，对氨基苯甲酸在提高银中杨叶片抗寒能力方面效果最为明显，其次是6- BA。在综合考虑提高抗寒效果、施用成本、毒副作用等综合因素，进一步研制杨树抗冻防病促生剂时，主要考虑以上两种试剂。叶片喷施与根部浇灌两种处理方式相比，叶片喷施效果更为明显，并且叶面喷施具有操作方便、快速，试剂用量少等优点。因此，在进一步研制过程中，考虑放弃根部浇灌处理方式。

参考文献

［1］王世绩.杨树研究进展［M］.北京：中国林业出版社, 1995.

［2］周蕴薇，刘艳萍，戴思兰.用叶绿素荧光分析技术鉴定植物抗寒性的剖析［J］.植物生理学通讯，2006，42（5）：945 -950.

［3］胡胜武，于澄宇，王绥璋，等.甘蓝型油菜抗寒性的鉴定及相关性状的研究［J］.中国油料作物学报，1999，21（2）：33 - 35.

［4］Peterson R B，Sivak M N，Walker D A. Relationship between steady- state fluorescence yield and photosynthetic efficiency in spinach leaftissue［J］. Plant Physiol，1988, 88：158 - 163.

［5］胡春梅，侯喜林，王敏.低温胁迫对不结球白菜光合及叶绿素荧光特性的影响［J］.西北植物学报，2008，28（12）：2478 - 2484.

［6］杨虎清，周存山，霍艳荣，等.利用叶绿素荧光预测水蜜桃果实冷害的研究［J］.园艺学报，2008, 35（7）：945 - 950.

［7］关欣，王玉红，李晔男，等.不同植物生长调节剂对山槐播种育苗的影响［J］.林业科技, 2015, 40(1): 18 - 19.

（责任编辑：张亚楠）

Effects of Foreign Plant Growth Regulating Substances on Chlorophyll Fluorescence of Populus

LI Jing
（Key Laboratory of Fast-growing Tree Cultivating, Forestry Research Institute of Heilongjiang Province, Harbin 150081）

Abstract The Chlorophyll fluorescence parameters of Populus alba×P.berolinensis were studied under different methods (spraying and root pouring) and different stages by various plant growth regulating substances (ABA, SA, CCC, B9, TIBA, 6-BA, PABA). The variation of cold hardiness was evaluated indirectly. The results showed that the effect of spraying was better than root pouring. The effect of Para-aminobenzoic acid (PABA) on increasing the cold hardiness of Populus alba×P.berolinensis leaves was most obvious in the seven reagents. The best treatment stage was in mid-September.

Key words Populus; Cold hardiness; Plant growth regulating substances; Chlorophyll fluorescence parameters

收稿日期：2015 - 12 - 19

通讯作者：李春明（1978-），男，副研究员，主要从事林木遗传育种与植物生理生态方向研究。

作者简介：第1李静（1986-），女，助理研究员，主要从事林木遗传育种研究工作。

文章编号：1001 - 9499（2016）01 - 0024 - 04

中图分类号：S792. 115, S482. 8

文献标识码：A