不同基质条件对虾脊兰叶片叶绿素含量的影响

王利平，李艳莉

(1.杨凌秦岭山现代农业股份有限公司；2.杨凌质量技术检测检验所；陕西杨凌 712100)

叶绿素含量高低是反映植物叶片光合能力的重要指标，叶绿素含量越高，幼苗光能利用率越高，光合作用能力越强，营养物质的积累越多，也越有利于植株抵抗和适应不良环境[1-2]。兰科虾脊兰属植物具有重要的药用和科研价值，多年来由于生存环境日益恶化和人为过度采挖，资源受到严重破坏，濒临灭绝[3]，被《中国红色物种名录》列为国家二级濒危保护植物[4]，一些种已成为极危物种，日益受到人们的关注。虾脊兰是虾脊兰属多年生草本植物，植株高大，花色艳丽，部分种具有怡人的清香，被誉为“花中西施”，近年来广受市场欢迎，栽植量越来越大，为培育壮苗，提高移栽成活率[5-7]，我们进行了不同基质对温室大棚虾脊兰的叶绿素组成及含量影响研究。

1 材料与方法

1.1 实验设计处理与材料

试验基质由腐木、腐殖土和河沙的质量按不同比例配置[8-10]，共设8种(处理)，每处理重复4次(表1)。腐木为松杉木材腐木，材质变软，边材开始腐烂，树皮零碎，粉碎后过2～3 mm筛备用。腐土采自秦岭林地无病虫害的床土，有机质含量1.36%，氮磷钾总含量4.0%。河沙采自渭河杨凌段，经2 mm网筛选。试验用基质按试验设计配置，并喷洒灭菌剂后装盆，待栽苗。

表1 虾脊兰生长的不同基质处理

试验用虾脊兰苗由杨凌现代农业示范园提供，植株个体大小一致，生长正常，无病虫危害；2019年3月中旬按试验设计移植于营养钵并在温室大棚中栽培管理，在9月底采集生长正常、无病虫危害的叶片；叶片采集时每个处理选取3株，每株选取南向叶片1个，并避开老叶和新长出的嫩叶，剪碎、混匀后，剔除粗大叶脉，每处理分别称重0.050 g，再重新均分成3份，加入96%无水乙醇10 ml，于23 ℃水浴锅中遮光浸提12 h后，过滤即得到色素滤液，用于测定样品叶绿素含量和类胡萝卜素含量。

1.2 测定方法

叶绿素a、叶绿素b含量以及类胡萝卜素含量采用分光光度计法进行测定。将上述制备好的色素滤液，分别在波长665、649、470 nm处测定吸光值，共3次重复，用96%无水乙醇作参比液，并按下列公式计算叶绿素a、b含量、总叶绿素含量和类胡萝卜素含量[11-12]。

叶绿素a含量Ya(mg·g-1)=(13.595×A665-6.88×A649) ×10/1 000 m

叶绿素b含量Yb(mg·g-1) =(24.96%A649-7.32×A665) ×10/1 000 m

总叶绿素含量Y(mg·g-1) =Ya+Yb

类胡萝卜素含量H(mg·g-1) =[1 000×A470-205×Ya-114.8×Yb)/245]×10/1 000 m

式中，A665、A649、A470分别表示相应波长下的吸光度值,10为提取液体积(ml)，m为叶片质量(g)。

1.3 数据处理与分析

数据采用Excel软件进行数据整理和统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同基质对虾脊兰叶绿素含量的影响

2.1.1 叶绿素a含量 光合作用中极少数叶绿素a分子起转换光能的作用，提高叶绿素a含量有利于提高光合作用效率[13]。由不同基质培育的虾脊兰叶片吸光度(表2)计算得出的虾脊兰叶片叶绿素含量表(表3)可以看出，虾脊兰在试验中的不同基质栽培后，叶绿素a的含量范围为0.914～2.402 mg·g-1，变幅范围很大，其中，处理J7含量最高，为2.402 mg·g-1，与其它各处理差异显著，处理J1叶绿素a含量最低，除与处理J2、J3差异不显著外，与其它处理差异均显著，说明处理J7即纯腐土对提高虾脊兰叶片叶绿素a含量作用显著，处理 J1、J2、J3对提升虾脊兰叶片叶绿素a含量效果最差。

表2 不同基质下的虾脊兰叶片吸光度

表3 不同处理基质下的虾脊兰叶片叶绿素及胡萝卜素含量

2.1.2 叶绿素b含量 叶绿素b在植物光合作用中主要起吸收和传递光能的作用[14]。表3显示，在不同基质生长条件下虾脊兰叶片叶绿素b含量为0.461～0.973 mg·g-1，平均值0.668 mg·g-1。其中处理J7最高，处理J1最低，不同处理之间的变化趋势与叶绿素a基本一致，表明处理J7即纯腐土最有利于提高虾脊兰叶片叶绿素b含量，而纯腐木对提高虾脊兰叶片叶绿素b含量最不利；有利于提升叶绿素a含量的培养基质也极有可能有利于提升叶绿素b含量。

2.1.3 总叶绿素含量 叶绿素是影响植物光合作用效率的最重要色素[15],在光合作用中有着重要地位。虾脊兰在不同基质生长下其叶绿素含量的变化如表3。不同处理总叶绿素含量在1.375～3.375 mg·g-1之间，平均值2.230 mg·g-1。也是处理J7含量最高，处理J1最低，表明处理J7即纯腐土最有利于提高虾脊兰叶片总叶绿素含量，而纯腐木对提高虾脊兰叶片总叶绿素含量最不利。

2.2 不同基质对虾脊兰类胡萝卜素含量的影响

类胡萝卜素是植物光合作用的重要色素，类胡萝卜素可以吸收和传递光能，其还原性可以避免叶绿素被光氧化分解，保护植物正常生长发育[16]。虾脊兰在不同基质生长条件下类胡萝卜素含量在0.018～0.059 mg·g-1之间，平均值0.034 mg·g-1。其中处理J7最高，处理J1最低，处理J7与其它各处理差异显著，处理J1除与处理J2、J3差异不显著外，与其它处理差异均显著，说明处理J7即纯腐土处理类胡萝卜素含量最高，最有利于提高虾脊兰叶片类胡萝卜素含量，而纯腐木对提高虾脊兰叶片类胡萝卜素含量最不利。

3 讨论与结论

叶绿素和类胡萝卜素是绿色植物叶片中最重要的光合色素,其含量的高低直接影响植物光合作用的强弱,并且也影响其生理代谢活动强弱和抗逆性高低[17]。叶绿素a主要吸收长光波的直射光[18],其含量的提高有利于植物光合作用的进行，有利于累积更多的有机组织，提高植物的适应性和抗逆性[18]。叶绿素b则主要吸收短光波的散射光[19]，其含量变化会影响植物对不同波长光线的利用效率[20]。类胡萝卜素在光合作用中作为天线，在植物光合作用过程中其参与了光能捕获过程；同时类胡萝卜素还能提高植物抗逆性，主要原因是类胡萝卜素可以减少或者降低过多活性氧产生，并能保持叶绿素体内超氧阴离子产生和猝灭的平衡[17,21]。

由于三种基质的成分及其含量不同，营养物质作用效果也不同。在提高叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量，促进植株生长方面，处理J1即腐木10份+腐土0份+河沙0份效果最差，处理J7即腐木0份+腐土10份+河沙0份效果最好，处理J5即腐木2份+腐土4份+河沙4份效果也较好。究其原因，可能是虾脊兰原生环境为针阔混交林下，土壤湿润、凋落物层厚、腐殖质丰富，腐土基质与其最接近，而腐木虽有一定养分、且透气性很好，但保水性差，K、P等矿物养分不足。生产中建议以林下腐土作基质培养虾脊兰苗木。