模拟氮—硫沉降对绿色建筑平安树荧光特性的影响研究*

黄 婷，黄树军

(1.泉州职业技术大学人居环境学院，福建泉州，362000；2.泉州森林公园服务中心，福建泉州，362000)

平安树(Cinnamomumkotoense)为常绿小乔木，具有净化室内空气、吸收装修污染等功能，适合绿色建筑种植。氮、硫作为叶绿素的重要合成元素，与植物叶绿体色素的含量有密切关系。有研究发现氮—硫作用下杉木的生物酶的变化特征[1]；前人研究发现氮沉降对植株生理特性有显著影响[2]。目前，绿色建筑植物研究主要集中在综合评价体系[3]、物种的选配[4]等，很少涉及植物生理特征。在全球酸沉降背景下，研究酸沉降对绿色建筑植物荧光特性的影响机制，可为提高绿色建筑树种适应性及资源利用率提供参考依据，但目前缺少相应研究。鉴于校园绿色建筑廊道上种植有大量平安树，本文模拟氮—硫沉降对平安树荧光特性及相对生长速率的影响。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于泉州职业技术大学教学楼五楼廊道，地理坐标24°30′～24°54′N、118°24′～118°43′E。泉州位于福建东南沿海，属亚热带海洋性季风气候，平均降水量1 147 mm，日照充足。

1.2 试验设计

采用二次正交回归旋转设计[5]，共设置10个处理组，以Na2SO4为硫源，46% CO(NH2)2为氮源，并设置一个空白对照组(表1)。

1.3 试验方法

2020年4月初，在平安树廊道内分别设置27块面积1 m×4 m的样地，每月将硫源、氮源混合溶解于1 L水中，在样地均匀喷洒，对照则喷洒等量水，持续4个月。每天上午7点自动喷水10 min，使样地保持湿润。2020年4—7月每月15日上午，选择生长健康、长势一致个体，选取叶片中部并避开叶片主脉的功能叶(从上往下数第3片或者第4片)，对植物的叶片光化学淬灭系数(qN)、PSII最大化学效率(Fv/Fm)进行三次测定，取平均值。测定相应的株高，计算出相对生长速率RGR。

式中，H2、H1是时间点T2、T1对应的株高。

2 结果与分析

2.1 不同处理对平安树Fv/Fm的影响

Fv/Fm是一个最适宜状态下光化学反应效率的指标，可反映平安树潜在的最大光合能力。各组Fv/Fm呈先增后减趋势，均在6月达到最大值，J组Fv/Fm最大值达0.75，I组Fv/Fm最大值达0.89。B、E、G、I组Fv/Fm均呈显著差异(表2、p<0.05)。B、D、I组Fv/Fm显著高于A、J组。表3可知，x1>0或x2>0时，Fv/Fm逐渐减小；x1<0或x2<0时，Fv/Fm逐渐增大。

图1 不同处理对平安树Fv/Fm的影响

图2 不同处理对平安树qN的影响

图3 不同处理对平安树RGR的影响

2.2 不同处理对平安树的影响

qN越大则越有利于耗散过剩激发能并防止其影响植物光合作用。各组qN呈先增后减趋势，均在7月达到最大值，J处理组qN最大值达0.81，I处理组qN最大值达1.18。各组qN均呈显著差异(表2、p<0.05)，B、F、I组qN显著高于A、J组。表3可知，x1>-0.22或者x2>0.31时，qN逐渐减小；x1<-0.22或者x2<0.31时，qN逐渐增大。综上，x1、x2在[0.31，1.414]或[-1.414，-0.22]编码范围内，氮、硫两因子相互增效。

2.3 不同处理对平安树RGR的影响

各组在5月的相对生长速率最大，6月开始呈下降趋势，7月基本停止生长。各组RGR呈显著差异(表2、p<0.05)。B、F、I组的相对生长速率显著高于其他组；J组相对生长速率显著低于其他组。表3可知，x1>-0.1或者x2>0.47时，RGR逐渐减小；x1<-0.1或者x2<0.47时，RGR逐渐增大。综上，x1、x2在[0.47，1.414]或[-1.414，-0.1]编码范围内，氮、硫两因子相互增效。

表2 各处理组荧光参数方差分析

表3 回归方程式

3 结论与讨论

Fv/Fm、qN在6月或7月达到最大值，表明平安树在不同氮—硫处理下，6月份的荧光参数接近最大值，光合速率较快。B、I组Fv/Fm、qN、RGR显著高于A组，I组的Fv/Fm、qN均高于其他组，J组的Fv/Fm、qN、RGR均低于其他组。本试验中，Na2SO4为96 kg·hm-2·a-1、46% CO(NH2)2为150 kg·hm-2·a-1时，平安树的光合速率和相对生长速率较快。x1、x2在[0.47，1.414]或[-1.414，-0.22]编码范围内，氮、硫两因子相互增效，Fv/Fm、qN、RGR随编码值增加而增加。qN、RGR对氮—硫沉降的响应相对显著，Fv/Fm对氮—硫沉降的响应不显著。学者研究表明氮输入会引起植株叶氮含量上升，进而影响植株光学吸收特性[6]，这与平安树Fv/Fm的变化较小相一致。Fv/Fm、qN、RGR变化存在较大差异，说明平安树对氮—硫沉降的响应较为复杂，可能与氮—硫沉降水平及试验时间尺度等相关，这有待深入开展长期氮—硫沉降试验研究。