不同微量元素和有机肥对芳樟叶绿素荧光参数的影响

黄秋良，袁宗胜，谢亚兵，陈智勇，陈瑞炎，张国防

(1.福建农林大学林学院，福建 福州 350002；2.闽江学院海洋研究院，福建 福州 350108；3.福建省长泰县林业局，福建 漳州 363900;4.福建省永安市林业局，福建 永安 366000)

芳樟(Cinnamomumcamphora)系樟科樟属的一个生化变种，其含有丰富的芳樟醇(C10H18O)，故称为芳樟[1]，集珍贵用材、天然名贵香料、园林绿化于一身的多用途树种[2]。有机肥可有效改善土壤环境，提高肥力，增加土壤微生物数量，促进物质转化和植物对养分吸收[3，4]。微量元素是维持生命有机体正常生长所必需的营养物质，对植物的各种组织和器官的形成和发育起着重要的作用，参与植物光合作用和呼吸作用，可提高花生叶片的叶绿素含量和光合强度[5-9]。因此，本研究利用二次回归正交旋转设计，研究微量元素和有机肥对芳樟油料林的叶绿素荧光的影响。

1 材料与方法

1.1 材料来源

试验材料为6年生优良芳樟油料林(牡丹1号)，于9月对芳樟油料林进行统一平茬(留桩30 cm)，于10月对芳樟油料林进行施肥试验。

1.2 试验地概况

试验地位于福建省泉州市永春县南美村芳樟油料林试验基地，试验林造林密度5 104株hm-2。试验基地的海拔300 m，属亚热带季风气候，年平均气温21.6 ℃左右，年均降雨量达1 304.2 mm，年均无霜期约330 d。试验地为丘陵地、山地红壤，土层深厚，肥力中等。

1.3 试验设计

芳樟施肥试验采用二次回归正交旋转试验设计(见表1、表2)。共设16个试验处理+1个对照空白处理(不施肥)，每个处理3次重复，每个重复50株。将微量元素和有机肥按照试验设计，在距离芳樟树桩30 cm处环状扩穴，施入肥料，回填表土。

表1 微量元素和有机肥处理水平

注：微量元素含有铁、铜、锌、锰、钼、硼、碘、铬等元素；有机肥的有机质≥22.0%

1.4 芳樟叶绿素荧光参数的测定

从施肥后的翌年8月，随机选取每个试验组和对照组30株为采样对象进行叶绿素荧光参数测定。叶绿素荧光参数测定：采用便携式叶绿素荧光参数(0～30 p)，对各植株1/2高度的相同部位成熟叶片，进行暗处理20 min，然后测定Fo、Fv/Fm、Fv/Fo等，求出每株芳樟片叶的平均值，进行3个重复。数据采用Excel 2017和DPS7.05软件统计。

2 结果分析

2.1 不同微量元素和有机肥对芳樟叶绿素荧光参数的方差分析

由表2可知，芳樟的初始荧光参数(Fo)、最大荧光参数(Fm)、可变荧参数光(Fv)、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)和PSⅡ初始的Fm/Fo的P值均为0.000 1，表明，不同微量元素和有机肥处理对芳樟叶绿素荧光参数存在极显著差异影响。

表2 不同微量元素和有机肥对芳樟叶绿素荧光参数的方差分析

2.2 不同微量元素和有机肥对芳樟初始荧光Fo和最大荧光Fm的影响

由表3可知，对照组的初始荧光56.81，试验组的初始荧光值为40.76～54.45，比对照组低5.86%～25.75%。表明，在不同微量元素和有机肥的作用下，降低了叶绿素初始荧光Fo值，提高了试验组芳樟的PSⅡ反应中心酶的活性。对照组最大荧光是175.67，试验组最大荧光平均值为220.70，比对照组高出25.63%，表明，在不同微量元素和有机肥的作用下，提高了试验组芳樟的PSⅡ电子传递链受体的PQ库，降低热猝灭，提升光合速率。

表3不同微量元素和有机肥对芳樟叶绿素荧光参数的影响

处理措施组合有机肥/g微量元素/gFoFmFvFv/FoFm/FoFv/FmT11 500454.32237.26172.942.692.690.73T21 500351.12241.29180.172.953.950.75T31 000454.45243.19178.742.773.770.73T41 000352.13227.74165.612.673.670.73T57503.549.29212.81153.522.593.590.72T61 7503.551.77239.56177.792.883.880.74T71 2502.549.94221.19161.252.693.690.73T81 2504.540.76238.31187.553.694.690.79T91 2503.552.65209.86147.212.353.350.70T101 2503.552.45200.11137.662.203.200.69T111 2503.551.60208.27146.672.383.380.70T121 2503.552.16201.44139.282.243.240.69T131 2503.553.11219.52156.412.483.480.71T141 2503.551.56205.13143.572.333.330.70T151 2503.550.79211.97151.1812.493.490.71T161 2503.552.01213.55151.542.443.440.71CK0056.81175.67118.862.093.090.68

2.3 不同微量元素和有机肥对芳樟的Fv值和Fm/Fo值的影响

由表3可知，对照组的可变荧光Fv是118.86，试验组可变荧光Fv平均值为159.44，试验组的可变荧光Fv比对照组可变荧光Fv高出34.14%。表明，在不同微量元素和有机肥的作用下，试验组芳樟的PSⅡ反应中心活性较高，还原能力较强。对照组的Fm/Fo值是3.09，试验组的Fm/Fo平均值为3.55，比对照组高出14.97%。表明，在不同微量元素和有机肥的作用下，试验组间PSⅡ的电子传递情况较稳定。

2.4 不同微量元素和有机肥对芳樟的Fv/Fo值和Fv/Fm值的影响

由表3可知，对照组的PSⅡ的潜在活性Fv/Fo值是2.09，试验组的PSⅡ的潜在活性Fv/Fo平均值为2.62，比对照组的高出25.12%。表明，在不同微量元素和有机肥的作用下，芳樟光合作用的光能利用效率更高。对照组最大光化学效率Fv/Fm是0.68，试验组最大光化学效率Fv/Fm平均值为0.72，比对照组最大光化学效率Fv/Fm高出5.97%。表明，在不同微量元素和有机肥的作用下，试验组总体上的光能转换率高于对照组的光能转换率。

3 小结

微量元素是维持生命有机体正常生长所必需的营养物质，其通过结构和调节性机制，参与酶、激素和维生素等活性物质的构成和活化，维持正常的生命活动[10]。叶绿素荧光参数是研究光合作用过程中光系统对光能的吸收、传递、耗散、分配以及PSⅡ及其电子传递过程的一种研究植物光合作用的重要方法。不同微量元素和有机肥处理对芳樟叶绿素荧光参数存在极显著差异影响(P=0.000 1)。在不同微量元素和有机肥的作用下能够降低最小初始荧光(Fo) 和提高芳樟暗适应叶片最大荧光(Fm) 、可变荧光(Fv) 、原初光能转化效率(Fv/Fm)、PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)、传递给PSⅡ的电子数量(Fm/Fo)，提高了芳樟的光能利用率。