干旱脅迫對金花茶幼苗光合生理特性的影響

何夢伊

摘要：采用盆栽控水的試驗，研究干旱脅迫對金花茶幼苗光合生理特性的影響。研究結果顯示：不同水分處理對金花茶幼苗光合生理指標的影響不同，重度干旱脅迫會導致金花茶植株過于干旱而死亡，即金花茶幼苗的耐受干旱脅迫的極限為土壤含水量15.04%-16.54%，而且干旱脅迫程度越高，金茶花幼苗葉面各指標均有顯著降低，包括葉片凈光合速率、葉面蒸騰速率、氣孔導度和氣孔限制值等。金花茶幼苗對干旱脅迫十分敏感，土壤欠缺水分會對金花茶的光合作用產生一定的抑制作用，在很大程度上限制金花茶種群的擴散。

關鍵詞：金花茶幼苗；干旱脅迫；氣體交換；葉綠素熒光；生理特性

在植物的生長過程中，水分汲取是最為關鍵的影響因素，環境水分供應量決定了植物生長的適應性和延續性，例如某些瀕危植物的環境適應性差，導致生存力極低，從生態學角度來看，表現出不耐干旱的性質。金花茶屬山茶科山茶屬金花茶組常綠灌木，不僅具有較高的觀賞價值，而且還有重要的科研價值。本文主要研究干旱脅迫對金花茶幼苗光合生理特性的影響，探討其響應規律，為實際金花茶保護和開發提供理論依據。

1.材料和方法

1.1材料

本試驗地點：廣西植物研究所苗圃玻璃房；棚內光照強度：強于自然光20k左右；移栽具體步驟：所移植的實生苗長勢基本一致，花盆內徑30cm、深度25cm，每盆栽1株，土壤采用表層田園土，土重5kg左右，土壤持水量30.08%，試驗期間確保土壤水分充足。以4種土壤水分處理為試驗，田間持水量85%～90%、65%～70%、50%～55%、35%～40%分別表示為T0、T1、T2、T3，每種10盆。所有植株在9月初達到預定含水量后，立即進行控水，每晚18點進行盆重測量，并將白天失水量補足至原設定水平，對其進行干旱脅迫試驗后15日，測定植株光合生理指標。

1.2測定項目

選取植株頂端向下第3～5片成熟功能葉，測定各項光合屬性參數，具體項目包括：相對含水量、凈光合速率、蒸騰速率、氣體交換參數、葉綠素熒光參數、丙二醛、普氨酸含量。在T3時，金花茶幼苗死亡，因此，只能測定T0、T1、T2這3個處理的光合生理指標測定。

1.2.1氣體交換參數。采用光合測定系統分析儀測定不同干旱脅迫條件下的苗木光合特性指標，并計算出水分利用效率和氣孔限制值，在9：00～11：00進行測定，此時光合有效輻射為200w/m2，室溫為28℃，二氧化碳濃度為370mg/mL，取每株3片葉，以平均值為準。

1.2.2葉綠素熒光參數。取每株3片葉，先進行20min暗適應處理，再測定植株初始熒光、最大熒光和最大光化學效率，以平均值為準。

1.2.3光合色素含量。采取乙醇提取葉片光合色素，乙醇濃度為95%，波長為665nm、649nm和470nm，并將葉綠素a、b和其比值以及類胡蘿卜素和其比值算出來。

采用公式計算出葉片相對含水量、丙二醇和普氨酸含量。

2.結果

2.1干旱脅迫對金花茶氣體交換參數的影響

重度脅迫中，植株均死亡，表明金花茶幼苗的耐受干旱脅迫極限為50%～55%田間持水量。干旱脅迫對金花茶幼苗氣體交換參數影響較大，隨著干旱脅迫程度升高，金花茶幼苗氣體交換參數均顯著降低。與T0相比，T1處理的凈光合速率、蒸騰速率和氣孔導度分別下降53.5%、49.6%和50.9%，T2處理的凈光合速率、蒸騰速率和氣孔導度分別下降90.5%、88.6%和90.9%。干旱脅迫下，金花茶水分利用效率降低，胞間二氧化碳的濃度升高，但程度不明顯（P>0.05），表明金花茶光合速率與受干旱脅迫有直接關聯，干旱脅迫敏感度極強，輕度缺水時金花茶光合速率會明顯降低。

2.2干旱脅迫對金花茶葉綠素熒光參數的影響

金花茶幼苗初始熒光隨著干旱脅迫程度的增加而升高，最大熒光和最大光化學效率隨著干旱脅迫程度的加劇呈下降的趨勢，與T0處理下相比，T2的初始熒光、最大熒光和最大光化學效率均有顯著差異（P<0.05），說明在干旱脅迫條件下，金花茶的葉綠素的結構和功能會受到損傷和破壞。

2.3干旱脅迫對金花茶光合色素含量的影響

金花茶葉片在發生光合作用時，吸收、傳遞、轉化光能的主要因素為光合色素，光合色素在很大程度上決定了植株的光合作用能力，當干旱脅迫增強時，金花茶葉片葉綠素a、葉綠素b以及類胡蘿卜素含量顯著降低（P<0.05）。

2.4干旱脅迫對金花茶葉片相對含水量、丙二醇和普氨酸含量的影響

金花茶的相對含水量、丙二醇和普氨酸含量均隨著干旱脅迫程度的增加而顯著降低（P<0.05），說明金花茶的抗干旱脅迫的能力弱。

3.討論

干旱脅迫會對植物的光合作用產生抑制，降低植物的光合速率，在氣孔因素和非氣孔因素的雙重作用下，植株葉片氣孔導度下降，大氣中二氧化碳擴散減少，從而影響到植物的光合作用，非氣孔因素是指金花茶在輕度干旱脅迫下葉肉細胞光合能力直接受到水分虧缺的影響。干旱脅迫除了抑制植物的光合作用外，還會對植物光合電子傳遞、暗反應有關酶系產生、光合磷酸化等方面產生不同程度的影響。目前葉綠素熒光動力學是對干旱脅迫植物光合作用定量檢測的有效方法，能直接反應出植物葉綠素含量對光合作用的影響，在本次研究中，金花茶幼苗初始熒光與干旱脅迫程度呈正比，干旱脅迫程度越高，初始熒光參數越高；而最大熒光參數和最大光化學效率則與干旱脅迫程度呈反比，干旱脅迫程度越高，最大熒光參數和最大光化學效率急劇下降，充分證實了金花茶不耐干旱的性質。評價植物耐旱性的另一個有效指標為葉片相對含水量，含水量越大表明抗旱能力越強，在本次研究中，金花茶的相對含水量、丙二醇和普氨酸含量均隨著干旱脅迫程度的增加而顯著降低（P<0.05），說明金花茶的抗干旱脅迫的能力弱。

綜上所述，不同水分處理對金花茶幼苗光合生理指標的影響不同，重度干旱脅迫會導致金花茶植株過于干旱而死亡，即金花茶幼苗的耐受干旱脅迫的極限為土壤含水量15.04%～16.54%，而且干旱脅迫程度越高，金茶花幼苗葉面各指標均有顯著降低。