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三种植物生长调节剂对楝叶吴茱萸光合作用的影响



全 文 :

2015,44(3): 188~192.
Subtropical Plant Science
三种植物生长调节剂对楝叶吴茱萸
光合作用的影响
董奇妤 1,张 亮 2,张 亨 3,王 婧 1,陈红跃 1
(1.华南农业大学 林学与风景园林学院,广东 广州 510642;2.广东省林业调查规划院,广东 广州 510520;3.广州普邦
园林有限公司,广东 广州 510600)

摘 要:以楝叶吴茱萸 Evodia glabrifolia 苗木为材料,用生根粉(ABT-3)、吲哚乙酸(IAA)、萘乙酸(NAA) 3 种
植物生长调节剂处理植物,测定处理后苗木的光合作用指标。结果表明,NAA 和 IAA 的最佳浓度为 150 mg·L-1,
ABT-3 的最佳处理浓度为 100 mg·L-1;其中浓度为 150 mg·L-1 NAA 最有利于楝叶吴茱萸的光合作用,50 mg·L-1
IAA 最不利于楝叶吴茱萸的光合作用。研究结果可为楝叶吴茱萸的育苗、移栽提供技术指导。
关键词:楝叶吴茱萸;植物生长调节剂;光合作用
Doi: 10.3969/j.issn.1009-7791.2015.03.002
中图分类号:Q945.11 文献标识码:A 文章编号:1009-7791(2015)03-0188-05

Effects of Three Plant Growth Regulators on Photosynthesis of
Evodia glabrifolia
DONG Qi-yu1, ZHANG Liang2, ZHANG Heng3, WANG Jing1, CHEN Hong-yue1
(1.College of Forestry and Landscape Architecture, South China Agricultural University, Guangzhou 510642, Guangdong China;
2.Guangdong Forestry Survey and Planning Institute, Guangzhou 510520, Guangdong China; 3.Pubang Landscape
Architecture Co. Ltd., Guangzhou 510600, Guangdong China)

Abstract: Seedling of Evodia glabrifolia were used as test materials, using three plant growth
regulators NAA, IAA and ABT-3 to dispose the plant with three concentration gradient of 50, 100,
150 mg·L-1 and CK(water), the photosynthetic characteristics were measured. The results showed that
for NAA and IAA, the most suitable concentration was 150 mg·L-1; for ABT-3, the most suitable
concentration was 100 mg·L-1. Among 9 kinds of treatments, NAA with concentration of 150 mg·L-1
was the most suitable and the most stimulative for promoting the photosynthesis of E. glabrifolia
seedling; IAA with concentration of 50 mg·L-1 had less effect on photosynthesis. This research results
would provide technical reference for transplanting of E. glabrifolia.
Key words: Evodia glabrifolia; plant growth regulators; photosynthesis

楝叶吴茱萸Evodia glabrifolia是华南地区速生优良的乡土树种,无论是在生态公益林的建设还是风
景林建设方面,均有较优良的表现[1]。但由于造林立地条件制约和城市园林绿化的特殊性,楝叶吴茱
萸需进行大树移栽,且为了提高移栽成活率需在移栽时施用植物生长调节剂[2]。植物生长调节剂能够
调节植物的生长发育,如促进根系发育[2]、调节光合色素含量[3]、提高光合速率[4]、改善光合特性[5]等。
目前,植物生长调节剂广泛应用于大田作物、经济作物、果树、林木、蔬菜、花卉等方面,并取得显
著的经济效益[6—11],但植物生长调节剂对楝叶吴茱萸生长的影响尚未见报道。本研究以不同种类和浓
度的植物生长调节剂处理楝叶吴茱萸,探讨生长调节剂对其光合作用的影响,旨在为楝叶吴茱萸的育
苗、移栽提供参考。
收稿日期:2015-06-24
基金项目:中山市国有森林资源保护中心项目(4400-H13527)
作者简介:董奇妤,硕士研究生,从事森林培育学研究。E-mail: 1178092403@qq.com
注:陈红跃为通讯作者。E-mail: chenhongyuetz@126.com
第 3 期 董奇妤,等:三种植物生长调节剂对楝叶吴茱萸光合作用的影响 ﹒189﹒
1 材料与方法
1.1 研究区域概况
楝叶吴茱萸苗木在广州市华南农业大学农学院苗圃温室培育。该苗圃地处南亚热带季风气候区,
年平均气温 21.9 ℃,最热月 7 月平均气温 28.7 ℃,绝对最高气温 38.7 ℃,最冷月 1 月平均气温 13.5 ℃,
绝对最低气温-2.6 ℃,11 月下旬至 2 月中旬偶有霜冻。年均降雨量 1600 mm,主要集中于 4~10 月。
1.2 材料
楝叶吴茱萸苗木规格为高 120~130 cm、地径 1.1~1.3 cm 的袋苗,育苗容器为无纺布容器袋(直径
30 cm,高 35 cm),土壤为黄心土+基质土(广州市园林科学研究所生产),生根剂为 ABT3 号生根粉
(ABT-3)、吲哚乙酸(IAA)、萘乙酸(NAA)。
1.3 方法
1.3.1 生长调节剂配制 ABT-3 溶液:先将 1 g ABT-3 用 100 mL 酒精溶解配成 ABT 母液备用,再加水
配成 50、100、150 mg·kg-1 溶液;IAA 溶液的配制与 ABT-3 号生根粉相同;NAA 溶液的配制直接用水
稀释。
1.3.2 处理方法 选用上述 50、100、150 mg·kg-1三种浓度的 ABT-3、IAA、NAA 溶液分别对楝叶吴茱
萸苗木进行处理,这 9 种处理分别用 ABT50、ABT100、ABT150、IAA50、IAA100、IAA150、NAA50、
NAA100、NAA150 表示,另设对照 CK(清水处理)。每处理 5 株苗。
生长调节剂采用灌根法施用。灌溉量为 1 L·株-1,灌溉时做到缓慢,均匀,避免漏出。1 周后再灌
1 次,共 2 次。此后定时定量浇水,定期除草、松土,保持周围环境整洁、通风,以减少病虫害。
1.4 光合指标测定
采用 Li-6400 光合仪,于一晴天上午 9∶00~11∶30 进行测定,每株苗选取生长健壮的 3 片成熟叶
进行测定。光合作用的主要测定指标有:净光合速率(Pn,μmol·m-2·s-1)、气孔导度(Gs, mmol·m-2·s-1)、
胞间 CO2 浓度(Ci, μmol·m-2·s-1)、蒸腾速率(Tr, mmol·m-2·s-1)、叶面饱和蒸汽压(VpdL, kPa)、胞间 CO2浓
度与空气 CO2 浓度比(Ci/Ca)、水分利用效率(WUE,μmol·mmol-1)等。于 10 月测定本底数据之后,隔
一个月再测定第 2 次数据。苗木光合指标的本底情况如表 1。
表 1 楝叶吴茱萸光合指标本底情况
Table 1 The background data of photosynthesis of Evodia glabrifolia
Pn/μmol·m-2·s-1 Gs/mmol·m-2·s-1 Ci/μmol·m-2·s-1 Tr/mmol·m-2·s-1 VpdL/kPa Ci/Ca WUE/μmol·mmol-1
2.76 ± 0.11 18.15 ± 2.22 125.79 ± 31.64 0.52 ± 0.08 2.81 ± 0.11 0.33 ± 0.09 5.49 ± 1.12
1.5 数据处理
数据采用 Microsoft Excel 2003、SAS 以及 SPSS19.0 软件进行统计处理。
2 结果与分析
2.1 对净光合速率的影响
从表 2 可以看出,3 种植物生长调节剂处理 1 个月后,楝叶吴茱萸的净光合速率(Pn)与 CK 均有一
定的差异(P<0.05),其中 ABT50 处理下,Pn 最低,为 4.50 μmol·m-2·s-1。随着植物生长调节剂浓度的升
高,各种生长调节剂处理的 Pn 变化趋势有所差异。NAA 处理楝叶吴茱萸时,3 种不同浓度处理下楝叶
吴茱萸的 Pn 均显著高于 CK,且随着浓度升高而升高,在 NAA150 处理下,Pn 最大,为 8.51 μmol·m-2·s-1,
显著高于其他处理。用 IAA 处理时,楝叶吴茱萸 Pn 随 IAA 浓度升高而升高,当 IAA 浓度为 150 mg·L-1
时,Pn 值最大,为 7.08 μmol·m-2·s-1。用 ABT-3 处理时,楝叶吴茱萸 Pn 随浓度升高出现先升高后下降
的趋势,当 ABT-3 浓度为 100 mg·L-1时,Pn 最大,达 6.35 μmol·m-2·s-1。
第 44 卷 ﹒190﹒
2.2 对气孔导度的影响
植物生长调节剂处理 1 个月后,楝叶吴茱萸的气孔导度(Gs)与 CK 差异明显(表 2)。其中,在 IAA50
处理下,Gs 出现最小值,为 25.40 mmol·m-2·s-1;仅当 NAA 浓度为 150 mg·L-1 时,楝叶吴茱萸的 Gs 为
最大,为 60.97 mmol·m-2·s-1,显著高于其他处理。而在 NAA100 处理下,楝叶吴茱萸的 Gs 值则与 CK
组之间无显著差异。随着植物生长调节剂浓度的升高,各处理楝叶吴茱萸的 Gs 值的变化趋势不同。用
NAA 处理时,Gs 值随浓度的升高而升高,当 NAA 浓度为 150 mg·L-1 时,Gs 出现最大值;用 IAA 处
理时,Gs 值随浓度的升高而升高,当 IAA 浓度为 150 mg·L-1时,Gs 出现最大值,为 54.14 mmol·m-2·s-1,
显著高于 IAA50 和 IAA100 处理;用 ABT-3 处理时,Gs 随浓度升高呈先升高后趋于平稳的趋势,当
ABT-3 浓度为 100 mg·L-1时,Gs 出现最大值,为 46.45 mmol·m-2·s-1。
2.3 对胞间 CO2 浓度的影响
植物生长调节剂处理的楝叶吴茱萸胞间 CO2 浓度(Ci)一般低于 CK(185.79 μmol·m-2·s-1)(表 2),仅在
ABT150 处理下,楝叶吴茱萸 Ci 为 211.59 μmol·m-2·s-1,高于 CK 组,且显著高于其他处理;各处理中,
IAA50 和 IAA100 处理下楝叶吴茱萸 Ci 显著低于其他处理,仅为 66.54 μmol·m-2·s-1和 81.92 μmol·m-2·s-1。
随着浓度的升高,各处理楝叶吴茱萸 Ci 没有明显的变化规律。用不同浓度 NAA 处理楝叶吴茱萸时,
Ci值随浓度升高呈先升高后下降趋势,当NAA浓度为100 mg·L-1时,Ci达最大值,为165.79 μmol·m-2·s-1;
用不同浓度 IAA 处理时,Ci 随浓度升高先趋于平稳后急剧升高;ABT-3 处理时,Ci 随浓度升高而升高。
2.4 对蒸腾速率的影响
如表 2 所示,植物生长调节剂处理的楝叶吴茱萸蒸腾速率(Tr)与 CK(1.19 mmol·m-2·s-1)差异明显。
NAA150和 IAA150处理下楝叶吴茱萸的Tr值显著高于其他处理,分别为1.44、1.35 mmol·m-2·s-1。IAA50、
IAA100 和 ABT50 处理的 Tr 值最小,且显著低于其他处理。用 NAA 处理楝叶吴茱萸时,其 Tr 随浓度
升高呈逐步上升的趋势;用 IAA 处理时,其 Tr 随浓度的升高而升高,但是在浓度 50~100 mg·L-1 之间
的变化不明显;用 ABT-3 处理时,其 Tr 随浓度的升高呈现先升高后不变的趋势,但各浓度处理的 Tr
均显著低于 CK 组。
2.5 对叶面饱和蒸汽压的影响
从表 2 可以看出,植物生长调节剂处理下楝叶吴茱萸叶面饱和蒸汽压(VpdL)值多数低于 CK,其中
ABT100 和 ABT150 处理下 VpdL 值最低,显著低于其他处理。3 种植物生长调节剂随着浓度的增加,
楝叶吴茱萸 VpdL 呈现不同的变化趋势。不同浓度 NAA 和 ABT-3 处理楝叶吴茱萸时,VpdL 均随浓度
升高而下降;而不同浓度 IAA 处理时,VpdL 随浓度升高呈先下降后升高的趋势,且在浓度 50 mg·L-1
时为最大值(2.64 kPa),并高于植物生长调节剂其他处理。
2.6 对 Ci/Ca 的影响
在植物生长调节剂处理下,除 ABT150 处理外,楝叶吴茱萸的 Ci/Ca 值均低于 CK(0.48)(表 2),其
中 IAA50 处理的 Ci/Ca 显著低于其他处理,为 0.17。用不同浓度 NAA 处理时,Ci/Ca 值随浓度升高呈
先升高后下降的趋势;不同浓度 IAA、ABT-3 处理时,Ci/Ca 值均随浓度升高而升高,当 ABT-3 浓度
为 150 mg·L-1时,Ci/Ca 达最大值,为 0.54,显著高于其他处理。
2.7 对水分利用效率的影响
植物生长调节剂处理的楝叶吴茱萸水分利用效率(WUE)除 ABT150 处理外,其他各处理均显著高
于 CK(4.49 μmol·mmol-1)(表 2),其中 IAA100 处理的 WUE 显著高于其他处理,为 7.84 μmol·mmol-1。
随着植物生长调节剂浓度的增加,WUE 呈现不同的变化趋势。用不同浓度 NAA 处理时,WUE 随浓度
升高呈先降低后升高的趋势;用不同浓度 IAA 处理时,随其浓度升高 WUE 呈先升高后降低的趋势,
但升高幅度小于降低的幅度;用不同浓度 ABT-3 处理时,随其浓度升高 WUE 呈降低的趋势,但在浓
度 50~100 mg·L-1 之间变化不显著。
第 3 期 董奇妤,等:三种植物生长调节剂对楝叶吴茱萸光合作用的影响 ﹒191﹒
表 2 不同生长调节剂对楝叶吴茱萸光合作用的影响
Table 2 Effects of plant growth regulators on photosynthesis of Evodia glabrifolia
处理 Pn/μmol·m-2·s-1 Gs/mmol·m-2·s-1 Ci/μmol·m-2·s-1 Tr/mmol·m-2·s-1 VpdL/kPa Ci/Ca WUE/μmol·mmol-1
CK 5.15 ± 0.64 ef 45.61 ± 10.18 c 185.79 ± 34.59 b 1.19 ± 0.34 b 2.59 ± 0.31 ab 0.48 ± 0.08 b 4.49 ± 0.63 e
NAA50 5.56 ± 0.35 d 37.39 ± 6.21 d 135.15 ± 24.57 e 0.94 ± 0.15 c 2.52 ± 0.01 bc 0.35 ± 0.06 e 6.00 ± 0.64 c
NAA100 6.39 ± 0.25 c 48.78 ± 2.45 c 165.79 ± 3.45 c 1.18 ± 0.06 b 2.43 ± 0.01 cd 0.43 ± 0.01 c 5.41 ± 0.10 d
NAA150 8.51 ± 0.29 a 60.97 ± 0.53 a 146.94 ± 9.66 de 1.44 ± 0.01 a 2.38 ± 0.01 d 0.38 ± 0.02 de 5.93 ± 0.25 c
IAA50 4.94 ± 0.29 gf 25.40 ± 2.83 f 66.54 ± 16.87 f 0.67 ± 0.06 d 2.64 ± 0.12 a 0.17 ± 0.04 g 7.39 ± 0.20 b
IAA100 5.28 ± 0.25 de 28.60 ±3.11 ef 81.92 ± 16.69 f 0.68 ± 0.07 d 2.36 ± 0.02 d 0.21 ± 0.04 f 7.84 ± 0.38 a
IAA150 7.08 ± 0.12 b 54.14 ± 0.68 b 164.48 ± 1.41 c 1.35 ± 0.01 a 2.50 ± 0.00 bc 0.42 ± 0.00 c 5.25 ± 0.04 d
ABT50 4.50 ± 0.23 h 30.46 ± 4.17 e 140.61 ± 20.56 e 0.75 ± 0.13 d 2.44 ± 0.11 cd 0.36 ± 0.05 e 6.15 ± 0.84 c
ABT100 6.35 ± 0.12 c 46.45 ± 0.74 c 158.25 ± 6.46 cd 1.03 ± 0.02 c 2.24 ± 0.00 e 0.41 ± 0.02 cd 6.15 ± 0.18 c
ABT150 4.70 ± 0.08 gh 44.82 ± 1.11 c 211.59 ± 1.97 a 0.97 ± 0.02 c 2.18 ± 0.00 e 0.54 ± 0.01 a 4.84 ± 0.06 e
注:同列数值后不同英文字母表示差异显著(P<0.05)。
2.8 对光合指标影响综合评价
采用主成分分析法(PCA)综合评价不同种类不同浓
度生长调节剂对楝叶吴茱萸光合指标的影响。以特征值
大于 1 为标准确定主成分个数,最终选取 2 个主成分,
第一主成分为 Gs、Ci、Tr、Ci/Ca 和 WUE,第二主成
分为 Pn 和 VpdL。第一、第二主成分累计贡献率达
90.22%,说明该主成分能反映 90.22%的信息,选其进
行综合评价较为合理。对主成分的提取分析见表 3,不
同生长调节剂处理下楝叶吴茱萸光合特性的综合评分
见表 4。由表 4 可见,NAA150 处理下楝叶吴茱萸的的
光合指标排名第 1 位,其次是 IAA150 处理,排名第 3
的是 NAA100;其中,第 1 名与第 2 名之间相差 0.36,
第 2 名与第 3 名之间相差 0.26,相比之下,前两名的差
距较大,即 NAA150 是最有利于楝叶吴茱萸光合作用的
处理。IAA50 处理下楝叶吴茱萸的光合指标综合排名第
9,其处理综合得分为-1.04,与第 1 名相差 2.18,是楝
叶吴茱萸光合作用效果最差的处理。
表 3 方差分解主成分提取分析
Table 3 Total variance explained
主成分 特征值 贡献率/% 累计贡献率/%
1 4.54 64.79 64.79
2 1.78 25.43 90.22
表 4 综合主成分值
Table 4 Comprehensive value of principal component
F1 F2 F 排名
NAA50 -0.23 0.04 -0.15 6
NAA100 0.66 0.18 0.52 3
NAA150 0.98 1.56 1.14 1
IAA50 -1.66 0.56 -1.04 9
IAA100 -1.35 -0.01 -0.98 8
IAA150 0.80 0.72 0.78 2
ABT50 -0.57 -0.93 -0.67 7
ABT100 0.48 -0.18 0.29 4
ABT150 0.89 -1.93 0.09 5
3 讨论
光合作用作为植物生长和生理功能研究的核心,体现出植物的健康状况与活力情况[12]。研究表明,
合理运用植物生长调节剂能够对植物生长指标和生理指标进行调控,促进植物生根,改善植物光合作
用[13—14]。本研究中,NAA150 处理对楝叶吴茱萸叶片的净光合速率提升最为显著,而在 IAA50、ABT50
及 ABT150 处理下,叶片的净光合速率低于 CK,说明楝叶吴茱萸对 3 种生长调节剂的敏感度和适宜范
围不一样。气孔导度是植物叶片进行光合作用的一个重要指标,经过生长调节剂处理的楝叶吴茱萸气
孔导度大多比 CK 有所增加,保障了光合作用的有效进行,其中,NAA150 对楝叶吴茱萸叶片的气孔
导度影响最为显著。经过生长调节剂处理后,叶片的胞间 CO2 浓度除 ABT150 处理外,均较 CK 有一
定程度的降低,降幅最多的为 IAA50 处理,而 NAA100 降幅最小。水分是光合作用的原料,蒸腾作用
是植物体内水分传输的主要动力,蒸腾速率对光合作用有直接影响。经生长调节剂处理的叶片蒸腾速
率以 NAA150、IAA150 处理的为最高。经处理的叶片 VpdL 多数比 CK 低,其中 ABT100、ABT150
第 44 卷 ﹒192﹒
处理下,VpdL 下降最多,而 IAA50 处理时与对照无显著差异。
本实验表明,一定浓度的 NAA、IAA、ABT-3 均能不同程度地改善楝叶吴茱萸的光合作用。在设
定的 3 种浓度范围内,它们对光合作用的促进效果表现为 NAA > IAA > ABT-3。其中,NAA150、IAA150、
NAA100 以及 ABT100 处理效果较好。因此,在楝叶吴茱萸移栽、育苗、造林时可选用 100 mg·L-1或
150 mg·L-1 NAA、150 mg·L-1 IAA 以及 100 mg·L-1 ABT-3 进行处理,以提高楝叶吴茱萸的光合作用,从
而提高楝叶吴茱萸的成活率。
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