外界含水量对植物细胞中光合色素含量的影响

廖昱智

【摘要】：本文以幼苗为研究对象，采用不同的土壤覆盖方式对幼苗进行处理，得出了不同处理方式对应的叶片相对含水量，并以此定义外界土壤含水量的多少，之后对不同外界土壤含水量条件下的叶片细胞光合色素含量进行了研究，结果表明当外界土壤严重缺水时，叶片中的光合色素，尤其是叶绿素b的含量减少幅度明显，随着外界缺水程度的加剧，叶片光合速率下降，光合作用受到了显著的抑制。

【关键词】：土壤含水量；光合色素；光合速率

【引言】：植物所处土壤性质对植物的代谢和生长存在多方面的影响，其中外界土壤的含水量对植物叶片的光合作用影响最为显著和突出[1]。外界水含量对植物光合作用的影响可以分为气孔因素和非气孔因素，其中后者是指水含量直接影响叶片的光合色素含量，进而影响其光合作用，同时当植物处于缺水状态时，会对其叶绿体的结构产生影响[2，3]。研究外界水含量对植物细胞光合色素含量的影响有利于明了植物的抗旱机理[4]。本文对不同外界水含量条件下叶片中光合色素含量的变化进行了研究，为进一步研究植物抗旱机理提供了一定的参考。

1、实验方法

本实验，将幼苗移栽于直径50cm的瓷盆中，培育所需的肥料由家禽粪便、果园土壤和沙粒组成，三者的质量比为0.3：1：0.7。培育一段时间后去生长状况相似的植株进行不同土壤含水量的处理，处理方式分为以下3种：（1）不浇水的情况下以薄膜进行土壤覆盖；（2）不浇水的情况下以杂草进行土壤覆盖；（3）不浇水的情况下土壤不进行覆盖。空白对照组为浇水，不覆盖土壤。

取幼苗中心处叶片进行相对含水量的测定，测试方法为烘干法，依据叶片的相对含水量定义上述3种处理的外界土壤的含水量，当叶片的相对含水量比空白组下降小于10%时为轻度缺水，当相对含水量下降在10%到20%之间时为中度缺水，当相对含水量下降大于20%时为重度缺水。3种处理条件下叶片对应的叶绿素a，叶绿素b以及类胡萝卜素的含量采用紫外可见分光光度计进行测试。光合速率由便携式光合测定仪进行测定。

2、实验结果

2.1 不同处理方式对叶片相对含水量影响

图1所示为不同处理条件下幼苗样品叶片的相对含水量。空白对照组的叶片相对含水量为90.2%，处理方式1对应的叶片相对含水量为81.7%，处理方式2对应的叶片相对含水量为74.5%，处理方式3对应的叶片相对含水量为69.0%，与空白组对比，相对含水量分别下降8.5%，15.7%和21.2%，根据相对含水量减小量定义外界水含量，三种处理方式1，2，3对应的缺水程度分别为轻度，中度和重度。可以看出采用薄膜和杂草对土壤进行覆盖可以明显减轻土壤水分的散失。

2.2 外界含水量对光合色素的影响

表1为外界缺水程度不同时叶片中叶绿素a，叶绿素b和类胡萝卜素的含量变化。从表1中可以看出，对于叶绿素a来说，轻度缺水和重度缺水条件下含量下降程度相差不大，只有在重度缺水的条件下，含量的减小幅度达到了49.16%；对于叶绿素b来说，其含量随缺水程度的变化趋势与叶绿素a相似，在重度缺水时，叶绿素b含量的减小幅度为54.17%；对于类胡萝卜素，缺水程度对其含量的影响较为显著，重度缺水状态下，类胡萝卜素下降幅度为43.60%。综合重度缺水条件下光合色素含量的减小幅度，叶绿素b的变化较大，说明外界水含量较少时，叶绿素b受到的影响较大。

图2为光合速率随叶片含水量的变化，可以看出随着外界含水量减少时，叶片含水量减少，同时光合速率也随之降低。结合外界含水量对光合色素含量影响的分析，当外界缺水程度严重时，光合色素含量减少，因此使得光合速率受到了限制。

结束语

综上所述，外界含水量对植物叶片细胞的相对含水量存在影响，当外界含水量较少时，叶片相对含水量也随之减小，当外界严重缺水时，光合色素的含量，尤其是叶绿素b的含量出现显著的降低，同时光合速率变小，光合作用受到了限制。

【参考文献】：

[1] 卢从明， 张其德， 匡延云. 水分胁迫对光合作用影响的研究进展[J]. 植物学通报， 1994，11（增刊）： 9-11.

[2] 卢从明， 高煜珠， 张其德. 水分胁迫对叶绿体能量转换的影响[J]. 植物學报， 1993， 35： 639-697.

[3] 魏美丽，张元明. 脱水对生物结皮中齿助赤藓光合色素含量和叶绿体结构的影响[J]. 中国沙漠， 2010， 30（6）： 1311-1318.

[4] 井春喜，张怀刚，师生波，张梅妞，李毅. 土壤水分胁迫对不同耐旱性春小麦品种叶片色素含量的影响[J]. 西北植物学报， 2003， 23（5）： 811-814.