全 文 ：不同营养液对彩叶草色素含量
及光合作用的影响
赵兰枝,毛 达,林紫玉,杨 湘,陈进洁,张允伟
(河南科技学院园林学院,河南 新乡 453003)
摘 要:采用不同营养液配方对彩叶草进行水培后,测定了不同营养液配方彩叶草叶片的花青素和叶绿素含量及光合
作用。结果表明,用磷含量最低的清水对照和配方A培养的彩叶草,叶片中的花青素含量较高,分别达291.2mg/g和
210.5mg/g;氮元素含量最高的配方A和配方B培养的彩叶草,叶片中的叶绿素含量较高,其光合速率也较高;而营养液中
钾含量主要影响叶片的气孔导度和蒸腾速率,对光合速率也产生一定的影响。
关键词:彩叶草;营养液;花青素;叶绿素;光合作用
中图分类号:S682.36 文献标识码:A 文章编号:1004-874X(2007)06-0030-03
Efectsofdiferentnutrientsolutiononpigmentcontent
andphotosynthesisofColeusblumei
ZHAOLan-zhi,MAODa,LINZi-yu,YANGXiang,CHENJin-jie,ZHANGYun-wei
(GardenInstituteofScientificandTechnologicalInstituteofHenan,Xinxiang453003,China)
Abstract:TheColeusblumeiwasculturedbydiferentnutrientsolutioninthisexperiment.Theanthocyanin,chlorophyland
photosynthesisofleavesweremeasured.TheresultsshowsthatculturedbyclearwaterandsupremeAwhichwerelackof
phosphorus,theanthocyanininColeusblumeiwashighandthecontentreached291.2mg/gand210.5mg/g,respectively.After
culturedbysupremeAandBwithhighnitrogencontent,thechlorophylcontentinColeusblumeiwashigher.Thepotassium
contentinnutrientsolutionmainlyinfluencedthestomatalconductance,transpirationrateandphotosynthesisrateofleaves.
Keywords:Coleusblumei;nutrientsolution;anthocyanin;chlorophyl;photosynthesis
彩叶草(Coleusblumei)为唇形科鞘蕊花属多年生
常绿草本植物,原产于印度尼西亚,杂交种可多年生,
但一般作一年生栽培,株高一般为 30～50cm,叶片对
生、卵形,因叶面具有黄、红、紫等斑点而得名[1-2]。彩叶
草为优良的观叶植物,可盆栽、配置花坛,枝叶可用作
切花材料,颇受人们青睐[1]。目前对彩叶草的水培技术
已有报道,但是有关矿质营养元素水平对彩叶草叶片
色素含量和光合作用的影响尚未见报道。为此,本试验
对营养液中氮、磷、钾含量水平与彩叶草叶片色素含量
和光合作用的关系进行了探讨,以期为提高水培彩叶
草的观赏性提供最佳营养液配方。
1 材料与方法
1.1试验材料
供试的盆栽彩叶草由郑州陈砦花卉生产基地提
供。
1.2试验方法
试验参照王明启[3]的方法配制母液,共设3种配方
处理。配方 A:Ca(NO3)2·4H2O596mg(每升水的添加
量,下同)、KNO3202mg、NH4NO340mg、KH2PO3136
mg、MgSO4·7H2O246mg、CaSO4·2H2O86mg;配方B:
Ca(NO3)2·4H2O596mg、KNO3101mg、NH4NO380mg、
KH2PO3197mg、MgSO4·7H2O246mg、CaSO4·2H2O86
mg;配方C:Ca(NO3)2·4H2O596mg、KNO310mg、NH4NO3
80mg、KH2PO3247mg、MgSO4·7H2O246mg、CaSO4·
2H2O86mg。此外,每种营养液配方中均添加FeSO4·
7H2O15.600mg、Na2EDTA20.900mg、H3BO31.240mg、
MnSO4·4H2O 1.690 mg、CuSO4·5H2O 0.125 mg、
收稿日期:2007-03-31
基金项目:河南省科技发展计划项目(042470049)
作者简介:赵兰枝(1964-),女,高级实验师
广东农业科学 2007年第6期30
DOI:10.16768/j.issn.1004-874x.2007.06.011
H2MoO4·4H2O0.117mg、ZnSO4·7H2O 0.863mg。将配
制好的母液稀释至1/4浓度作为营养液。
于粗度和高度基本一致、生长健壮、无病虫害、叶
片颜色一致的植株上剪取长约 15cm的枝条作插条,
每条保留6～7片叶。将插条基部置于0.5%高锰酸钾溶
液中消毒5s,用清水冲洗后再放入清水中浸泡培养,
每天换水1次、叶面喷水3～4次。插条生根后转移至
配方营养液中培养,并以清水培养作对照,每个处理6
次重复,每个重复5枝插条。将各处理插条置于光照培
养箱中,培养温度为 25℃、光照强度为 2000lx,配方
处理每隔5d换营养液1次,对照每天换清水1次。
1.3测定项目
插条培养 15d后开始测定叶片的花青素和叶绿
素含量以及光合作用,每隔 5d测定1次,共测定 3
次。花青素含量采用比色法[4]测定;叶绿素含量采用分
光光度法[5]测定;光合作用采用 TPS-1便携式光合作
用测定系统(英国产)测定,测定指标包括环境 CO2浓
度 (Ca)、叶绿体间 CO2浓度 (Cc)、光合有效辐射
(PAR)、气孔导度(GS)、蒸腾速率(Tr)和净光合速率
(Pn),Ca-Cc表示环境和叶绿体中的CO2浓度差。
2 结果与分析
2.1 不同营养液配方处理对彩叶草叶片色素含量的
影响
2.1.1花青素含量比较 据观察,清水对照的彩叶草植
株较瘦弱,叶片小而少、边缘卷曲,观赏价值下降,这可
能是由于清水中养分含量少、出现缺素所致;而3种营
养液配方处理的彩叶草植株生长健壮,特别是配方A
的彩叶草叶片大而厚、且颜色鲜艳。从各处理彩叶草叶
片的花青素含量测定结果(表1)可以看出,3种营养液
配方处理的叶片花青素含量在培养初期较低,培养15
d后均快速增长,在20～25d期间配方A和配方B处
理叶片的花青素含量增长缓慢、配方 C处理有所下
降;而清水对照彩叶草的叶片花青素含量在培养期间
一直保持较大幅度的增长,且在4个处理中始终处于
最高值。从表1还可以看出,在培养后25d,各处理彩
叶草的叶片花青素含量高低表现为 CK>A>C>B,其原
因可能是清水对照和配方A的磷含量较低所致,在缺
磷的情况下植株体内的蛋白质合成下降、糖运输受阻,
导致器官中的糖含量相对提高,有利于花青素的形
成[6],因此采用清水和配方 A培养的彩叶草叶片中的
花青素含量相对比配方B和配方C高。本试验结果表
明,配方A中的营养元素比例既有利于植株生长,又
可以使叶片的花青素含量保持在较高水平,因而有利
于提高彩叶草的观赏价值。
2.1.2叶绿素含量比较 从图1可知,各营养液配方处
理的彩叶草叶绿素含量均呈上升趋势,其中配方A处
理的叶绿素含量在培养后15～20d显著增加、之后变
化不大,配方B处理在培养后15～20d变化不大、20d
后有较大增长,配方C处理的叶绿素含量一直持续上
升,而清水对照的彩叶草叶绿素含量出现先上升后下
降的变化趋势。在培养25d后,配方A和配方B处理
彩叶草的叶绿素含量在4个处理中均最高,这可能与
配方中的氮含量较高有关,因为氮含量是影响叶绿素
合成的主要因素。
2.2 不同营养液配方处理对彩叶草叶片光合作用的
影响
2.2.1对Ca-Cc值的影响 由表2可知,配方A和配
方B处理彩叶草叶片的Ca-Cc值较高,其次为配方 C
处理,而清水对照彩叶草叶片的Ca-Cc值最低。这是
表1不同营养液配方处理对彩叶草叶片花青素含量的影响
处理
A
B
C
CK
培养后15d 培养后20d
179.7
167.7
197.0
198.2
培养后25d
210.5
183.7
188.2
244.8
80.5
104.8
82.5
120.2
图1不同营养液配方处理对彩叶草叶片叶绿素含量的影响
250
0
50
100
150
200
叶
绿
素
含
量
( m
g/
g)
A B C CK
营养液配方
第15d 第20d 第25d
31
Ca-Cc
(μL/L)
230.9
250.7
197.0
170.9
表2不同营养液配方处理对彩叶草叶片光合作用的影响
A
B
C
CK
PAR
(μmol/m2·s)
159.2
150.3
82.2
72.1
Pn
(μmol/m2·s)
6.17
6.23
6.00
5.84
GS
(mmol/m2·s)
36.9
39.4
35.6
34.9
Tr
(mmol/m2·s)
35.6
34.9
39.4
34.2
处理
注:表中数据为培养后25d的调查结果
由于叶片叶绿素含量与氮含量有关,而配方A和配方
B的氮含量较高,因此彩叶草叶片的叶绿素含量较高,
Ca-Cc值较大,净光合速率(Pn)也较强。
2.2.2对光合有效辐射和净光合速率的影响 从表 2
可以看出,各处理彩叶草叶片的光合有效辐射(PAR)
的高低顺序为A>B>C>CK,净光合速率(Pn)的大小顺
序为B>A>C>CK,其中从配方A和配方B相差不大,
表明各处理的光合有效辐射和净光合速率的变化趋势
基本相同,即光合有效辐射越大,净光合速率也越强。
从配方A和配方B处理的氮含量较高,其叶片的叶绿
素含量相对也较高研究结果分析,说明光合有效辐射
和净光合速率的大小均反映了叶绿素水平的高低。
2.2.3对蒸腾速率和气孔导度的影响 从表 2还可以
看出,各处理彩叶草叶片的蒸腾速率(Tr)和气孔导度
(GS)均表现为C>A>B>CK。其原因可能与培养液中的
钾含量有关,由于配方 C处理的钾含量最高,钾不仅
能促进蛋白质的合成,而且能促进叶片表面气孔的开
张,从而影响气孔导度的大小,而气孔导度的大小又直
接影响蒸腾速率的强弱,因而配方C处理叶片的蒸腾
速率和气孔导度最高。
3结论与讨论
本试验结果表明,氮含量的高低不仅影响叶绿素
的合成,而且还间接地影响光合速率的强弱,供试的营
养液配方A和配方B中的氮含量较高,因此彩叶草叶
片中的叶绿素含量和光合速率也较高。
磷含量的多少则主要影响花青素含量的高低,植
株缺磷时体内的蛋白质合成下降,糖运输受阻,从而使
器官中的糖含量相对提高,有利于花青素的形成。在供
试的 4种培养液中,以清水的磷含量最低、配方 A次
之、配方 C最高,结果清水和配方 A培养的彩叶草叶
片中的花青素含量最高,且在培养期间呈上升趋势。
叶片钾含量主要影响气孔的开张程度,钾积累越
多越有利于气孔的开张。本试验结果表明,在供试的4
个培养液中,配方 C处理的钾含量最高,因而彩叶草
叶片的蒸腾速率和气孔导度也最高,对净光合速率的
影响也较大。
参考文献:
[1] 杨绍卿.室内花卉栽培与装饰[M].郑州:河南科学技术出版
社,2001:47.
[2] 余树勋,吴应祥.花卉词典[M].北京:农业出版社,1999:42.
[3] 王明启.花卉无土栽培技术[M].沈阳:辽宁科学技术出版社,
2004:201.
[4] 张志良.植物生理学实验指导[M].北京:高等教育出版社,
1990:190.
[5] 龚富生,张嘉宝.植物生理学实验[M].北京:气象出版社,1995:
73-76.
[6] 王忠.植物生理学[M].北京:中国农业出版社,2000:85-86.
由中国农业科学院农产品加工研究所王强副所长主持的
“花生功能性短肽制备关键技术研究”项目近期在北京通过农业
部科教司组织的成果鉴定。
该研究在以下几个方面有所创新:一是花生蛋白复合酶解
技术的建立与完善,首次采用Alcalase与N120P结合水解花生
蛋白,花生短肽得率最高达到 89%,短肽含量超过 85%;二是新
型脱盐方法的确立,首次利用阴阳离子交换树脂混合床技术对
蛋白酶解液进行脱盐,花生肽的脱盐率和肽回收率均大于80%;
三是现代膜分离技术的应用,将超滤技术应用到花生肽产业化
生产中,使得功能突出的特定肽段得到进一步纯化富集;四是花
生短肽功能性质的明确,通过体外模型和动物实验首次明确了
花生肽显著的降压功效。该研究已申请国家发明专利 1项,发表
学术论文7篇,专家组一致认为该项目的整体研究达到国际先
进水平。该成果的推广将对开辟花生蛋白资源利用途径、延长花
生产业链条、提升我国花生加工业与功能食品行业的科技创新
能力、促进农产品深加工业的发展发挥重要作用。
“花生功能性短肽制备关键技术研究”通过成果鉴定
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