野生益智的光合特性研究

景康欣　王士泉

摘要：以陵水、保亭、万宁3地的野生益智（Alpinia oxyphylla Miq.）为材料，研究不同地点益智的光合特性，包括净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率、叶面积、叶绿素含量、土壤养分及它们之间的关系。结果表明，除保亭和万宁的气孔导度没有显著差异外，其他光合指标都存在显著差异；3地的叶面积存在显著差异，保亭和万宁、陵水和万宁的叶绿素含量也存在显著差异；陵水与万宁、保亭与万宁的土壤氮、磷含量差异都达到了显著水平，保亭与陵水、万宁与陵水的土壤钾含量差异达到了显著水平；净光合速率与叶面积、叶绿素含量呈显著正相关，胞间CO2浓度与叶绿素含量呈极显著正相关；土壤磷含量与益智的高度和密度呈显著或极显著正相关，与净光合速率呈显著负相关，与胞间CO2浓度呈极显著正相关；钾含量与净光合速率、蒸腾速率呈极显著负相关；氮含量与气孔导度、蒸腾速率呈显著正相关。试验结果为提高益智的品质，为野生益智的驯化、改良和保护提供了基础资料与科学依据。

关键词：益智（Alpinia oxyphylla Miq.）；野生居群；光合特性；土壤养分；叶面积；叶绿素含量

中图分类号：S567.23+9.11 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2017）04-0678-04

益智（Alpinia oxyphylla Miq.）为姜科（Zingiberaceae）山姜属（Alpinia L.）多年生草本植物，主要分布在海南省南部和中部一带[1]。国内外对益智的研究主要集中在化学成分[2-5]、药理作用[6-9]、土壤养分影响[10]等方面。益智是四大南药之一，是国家卫生部公布的既是药品又是食品的植物资源之一[11]。随着对益智药材需求量的持续增加，益智人工栽培面积不断扩大；但是与野生益智资源相比，栽培益智的质量和产量却在下降[12]。基于此，人們提出了对益智进行野生抚育的发展模式[12]；但目前野生抚育栽培的产量受环境影响较大，而光合作用通过影响植物营养物质的累积与代谢，从而影响产量。为此，试验以益智野生居群为研究对象，研究海南岛不同地区野生益智的光合特性、叶面积大小、叶绿素含量、生长环境土壤养分影响及其相关性，以期掌握环境因子对野生益智光合作用的影响，为提高益智的品质及加速野生益智的驯化、改良和保护提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 地点

试验地点为海南省陵水黎族自治县（2个样地）、保亭黎族苗族自治县（3个样地）、万宁市（2个样地）。

1.2 方法

1.2.1 光合参数测定 采用Li-6400 XT便携式光合作用测定仪测定益智的光合参数，包括净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、胞间CO2浓度（Ci）、蒸腾速率（Tr）等。野外测定时间为2014年11月至2015年5月，选择自然晴天的10：00-15：00时段，分别测3个样区7个样地的益智野生居群不同叶位叶片的光合参数，每个样地测10株，每株测3片叶，每片叶测3次，各样区取均值。

1.2.2 叶面积测定 使用便携式叶面积测定仪Li-3000C（Li-COR）进行叶面积测定，每个样地测10株，每株测3片叶，每片测3次。

1.2.3 叶绿素含量测定 使用便携式叶绿素测定仪（SPAD-502 plus）对叶绿素含量进行测定，每个样地测10株，每株测3片叶，每片测3次。

1.2.4 土壤理化性质测定 野生益智生长环境土壤有机质采用高温外加热重铬酸钾氧化-容量法测定；全氮量采用凯氏定氮法测定；全磷量采用钼锑抗比色法测定；全钾量采用火焰光度计测定。土壤温度、pH、NaCl含量、水分含量测定参见文献[13]的方法。

1.3 数据处理

试验所得数据采用Microsoft Office Excel 2007程序处理，并用其制表；运用SPSS 12.0软件对数据进行多重比较分析及相关分析。

2 结果与分析

2.1 野生益智的光合特性差异分析

野生益智的光合特性测定情况见表1。从表1可见，陵水与保亭、陵水与万宁、保亭与万宁之间的野生益智居群净光合速率差异达显著水平 （P<0.05）；陵水与保亭、陵水与万宁之间的气孔导度差异达显著水平（P<0.05）；保亭与陵水、保亭与万宁、陵水与万宁之间的胞间CO2浓度差异达显著水平（P<0.05）；陵水与万宁、陵水与保亭、万宁与保亭之间的蒸腾速率差异达显著水平（P<0.05）。在这3个样区中，陵水益智野生居群的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率都最高，而胞间CO2则是保亭的最高。

2.2 野生益智的叶面积、叶绿素含量差异分析

野生益智的叶片特性测定情况见表2。从表2可见，保亭与陵水、万宁与陵水，保亭与万宁之间的益智野生居群叶面积大小差异达到了显著水平（P<0.05）；陵水与万宁、保亭与万宁之间的叶绿素含量差异达显著水平（P<0.05）。在3个样区中，保亭的益智叶面积较陵水、万宁的大，其叶绿素含量也相应的高于后2个样区。

2.3 野生益智生长环境土壤养分含量差异分析

野生益智生长环境土壤养分含量测定情况见表3。从表3可见，保亭与万宁、陵水与万宁之间的土壤磷含量差异达到显著水平（P<0.05）；保亭与陵水、万宁与陵水之间的土壤钾含量差异达显著水平（P<0.05）；陵水与万宁、保亭与万宁之间的土壤氮含量差异显著（P<0.05）；不过各样区的有机质含量差异均不显著。参考海南省农业厅土肥站对土壤的分级标准[14]，笔者对3个样区的土壤养分进行了分级，结果见表3。从表3可见，3个样区的土壤有机质含量都为IV级，数值均低于20，处于有机质缺乏的状态；另外，陵水和保亭的氮含量为III级，万宁为V级；3个样区的土壤钾含量都为I级，而磷含量却都为VI级。

2.4 野生益智叶面积、叶绿素含量、光合特性的相关分析

在植物光合生理特性的指标中，净光合速率最为重要，其体现了光合效能的高低，也是光合能力的综合反映；野生益智的叶面积、叶绿素含量、光合特性的相关分析情况见表4。从表4可见，净光合速率与叶面积和叶绿素含量呈显著正相关，胞间CO2浓度与叶绿素含量呈极显著正相关。通常情况下，叶面积越大，叶片吸收CO2或释放的O2越多，光合速率越高；进而叶绿素含量也就高，光合作用捕获的光能也就多，光合产物因此也多。

2.5 土壤因子与光合特性、叶面积、叶绿素含量的相关分析

野生益智生长环境土壤因子与益智叶面积、叶绿素含量、光合特性的相关分析情况见表5。从表5可见，土壤水分含量与胞间CO2浓度和叶绿素含量呈显著正相关；土壤NaCl含量与蒸腾速率呈显著正相关；其他指标的相关性均不显著。

2.6 土壤养分含量与益智生长指标的相关分析

野生益智生长环境土壤养分含量与益智生长指标的相关分析情况见表6。从表6可见，土壤磷含量与益智的密度呈极显著正相关，与高度呈显著正相关；钾含量、氮含量、有机质含量分别与盖度、密度和高度呈正相关或负相关。

2.7 土壤养分含量与光合特性、叶面积、叶绿素含量的相关分析

野生益智生长环境土壤养分含量与益智光合特性、叶面积、叶绿素含量的相关分析情况见表7。从表7可见，土壤磷含量与净光合速率呈显著负相关，与胞间CO2浓度呈极显著正相关。钾含量与净光合速率、蒸腾速率呈极显著负相关。氮含量与气孔导度、蒸腾速率呈显著正相关。

3 小结

试验结果表明，野生益智3个样区陵水、保亭、万宁之间叶面积大小和光合特性指标存在显著差异（气孔导度除外）。陵水与万宁、保亭与万宁之间的叶绿素含量也存在显著差异。部分样区之间的土壤磷含量、钾含量及氮含量差异显著，净光合速率与叶面积和叶绿素含量呈显著正相关，胞间CO2浓度与叶绿素含量呈和显著正相关。土壤磷含量与益智的密度呈極显著正相关，与高度呈显著正相关；磷含量与净光合速率呈显著负相关，与胞间CO2浓度呈极显著正相关；钾含量与净光合速率、蒸腾速率呈极显著负相关；氮含量与气孔导度、蒸腾速率呈显著正相关。试验结果可为提高益智的品质，为野生益智的引种、驯化、改良和保护提供科学依据。

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