盐胁迫下丁香叶绿素含量与SPAD值相关性分析

杨志莹，张海良，王胜，邱玉宾，赵庆柱，高静，袁永

（1.潍坊市农业科学院，山东 潍坊 261071；2.山东胜伟盐碱地科技有限公司，山东 潍坊 262737）

叶绿体是植物吸收和利用光能的重要器官，其叶绿素含量的高低是反映植物光合能力、营养状况、叶片成熟度等的重要指标［1－3］。叶绿素含量受植物种类、生长季节、环境条件等多种因素的影响，有研究表明叶绿素含量与植物抗逆性密切相关［4－6］。因此，快速准确地获取叶绿素含量对研究植物抗逆性具有重要意义。

丁香（Syringa）是我国常用的园林绿化植物，具有观赏价值高、抗逆性强等特点。目前丁香叶绿素含量的测定多是采用分光光度法［7，8］，测得的是叶绿素的绝对含量，不仅需破坏叶片且耗时较长，不适宜大面积应用［9］。而用SPAD叶绿素仪测定叶绿素含量，不仅方便快捷且不损伤叶片，但测得的是相对含量。目前关于丁香SPAD值与叶绿素含量的相关性报道较少，只有李海云等研究了白丁香的叶绿素含量与SPAD值之间的相关性［10］，而有关盐胁迫下小叶丁香和紫丁香的叶绿素含量与SPAD值相关性的研究尚未见报道。因此，本试验分别利用分光光度法和SPAD叶绿素仪对盐胁迫下小叶丁香和紫丁香的叶绿素含量进行测定，分析它们之间的相关关系并建立回归方程，以期为今后快速预测丁香叶绿素绝对含量提供理论参考，为丁香的栽培管理提供指导。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验在山东省潍坊市滨海地区进行，该地区属于温带半湿润季风区大陆性气候，年最高气温38℃，极端最低气温－19.5℃，年平均气温12.3℃，年降水量650 mm，年平均光照时数2 591 h，无霜期189 d。土壤pH值8.5，含盐量0.3%。

1.2 试验材料采集

试验选用小叶丁香（Sytingamicrophylla）和紫丁香（SyringaoblataLindl）的2年生扦插苗，于2019年3月栽种于试验地，并进行日常养护管理。2019年9月开始进行试验。每个品种随机选取20片叶，共采集40片叶用于建立回归模型，后每个品种各采集5片叶用于方程检验。

1.3 测定项目及方法

叶绿素含量的测定采用乙醇浸提法［11］。SPAD测定用日本SPAD－502测定仪进行（注意避开叶脉），每个叶片测前、中、后3个点，取平均值。

1.4 数据处理与分析

采用Microsoft Excel软件进行数据处理和作图，采用SPSS 19.0软件进行单因素方差分析、相关性分析，并用Duncan’s新复极差法进行多重比较（P＜0.05）。

2 结果与分析

2.1 丁香叶片中叶绿素含量及SPAD值

从表1可以看出，紫丁香叶绿素a含量为4.51～7.85 mg·g－1，叶绿素b含量为2.23～4.69 mg·g－1，总叶绿素含量为6.74～12.54 mg·g－1，SPAD值为24.9～46.6。小叶丁香叶绿素a含量为5.52～8.75 mg·g－1，叶绿素b含量为2.29～4.27 mg·g－1，总叶绿素含量为7.81～13.02 mg·g－1，SPAD值为25.4～47.1。盐胁迫下小叶丁香的SPAD值、总叶绿素含量均高于紫丁香。

表1 丁香叶片中叶绿素含量和SPAD值的测定结果

2.2 丁香叶绿素含量与SPAD值的相关性

从表2可以看出，紫丁香和小叶丁香的叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素、SPAD值之间均呈极显著正相关关系。其中，叶绿素a与总叶绿素含量的相关性高于叶绿素b与总叶绿素含量的相关性；紫丁香SPAD值与叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素的相关系数均高于小叶丁香，两者总叶绿素与SPAD值的相关系数分别达到0.993和0.977。说明SPAD值能够反映丁香叶片的叶绿素含量。

表2 丁香叶绿素含量与SPAD值的相关性分析

2.3 丁香叶绿素含量与SPAD值之间的拟合回归方程

选用线性方程、对数方程、二次多项式方程、幂函数、指数函数对紫丁香、小叶丁香及两者整合后的叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量与SPAD值的关系进行拟合分析，结果（表3）显示，各方程的R2均在0.880以上，均达到显著水平。无论是紫丁香、小叶丁香还是两者整合后，叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量与SPAD值的拟合方程均以二次多项式的R2最大，为0.924～0.987，拟合效果最好；线性方程的R2在0.912～0.985之间，虽略低于二次多项式，但仍达到显著水平，考虑到实际计算方便，最终选择线性方程作为丁香叶绿素含量与SPAD值的拟合方程。

表3 丁香叶片SPAD值与叶绿素各成分间的拟合方程

2.4 拟合方程拟合效果的试验验证

为验证选出的线性方程的拟合效果，我们从紫丁香和小叶丁香上各取5个叶片分别测定叶绿素含量和SPAD值，并利用拟合方程进行预测。通过对实测值与预测值的比较（表4），紫丁香、小叶丁香叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量的实测值与预测值间差异均不显著（P＞0.05），说明可以利用SPAD值通过线性方程预测丁香叶片的叶绿素含量；利用整合后的线性方程预测的丁香叶绿素含量与实测值间差异也不显著（P＞0.05），说明该整合后的拟合方程同样适用于紫丁香和小叶丁香叶绿素含量的预测，这为其它丁香品种叶绿素含量的测定提供了参考。

表4 丁香叶片叶绿素含量实测值与预测值的比较分析

3 讨论

SPAD－502叶绿素计由于携带方便且不受气候等条件限制，已广泛应用于甘蔗［12］、烟草［13］、葡萄［14］、柠檬［15］、甜瓜［16］、水稻［17］等多种植物叶绿素相对含量的测定，但在丁香上应用较少。本研究结果表明小叶丁香和紫丁香的SPAD值与其叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量均呈极显著正相关关系，说明通过使用SPAD－502叶绿素计测定丁香叶绿素相对含量来反映丁香叶片中的叶绿素含量是可行的。

通过试验我们发现，叶绿素a和总叶绿素与SPAD的相关系数要高于叶绿素b，这与SPAD－502叶绿素计的工作原理有关，因为SPAD－502叶绿素计的发射波长更接近于叶绿素a的吸收波长，这与李玉杰等［18］的研究结果相一致。

本试验选用多种方程对SPAD值与两种丁香叶绿素含量的关系进行拟合，结果均以二次多项式的拟合效果最好；但线性方程的拟合效果也较好，R2值与二次多项式方程的相差不大，且均在0.910以上。因此，最终选择线性方程作为预测丁香叶片叶绿素含量的拟合模型。这与李海云等［10］在白丁香上的研究结果不一致，可能是品种差异导致的。另外，我们将2个丁香品种测得的数据整合到一起后进行回归分析，得到的拟合方程R2值仍大于0.890，但要小于单个品种的，说明在预测丁香叶绿素绝对含量时，使用单个品种的回归方程进行预测的精确度要优于整合后的，这与李田等［19，20］的研究结果一致。

由于试验条件有限，本试验仅对盐胁迫条件下的小叶丁香和紫丁香进行了研究，所得出的拟合方程是否适用于其他丁香品种及非盐胁迫条件尚待进一步研究。

4 结论

在盐胁迫条件下，小叶丁香和紫丁香的SPAD值与叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量均呈极显著正相关关系。在实际生产中，可利用SPAD值通过如下方程对这2种丁香叶片的叶绿素含量进行预测:y1＝0.150x＋1.496，y2＝0.111x－0.775，y3＝0.260x＋0.783，其中，x为SPAD值，y1、y2、y3分别为叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量。