全 文 ：文章编号：1003-7853（2014）04-0078-03
基金项目：黑龙江省科学院春苗基金
中华金叶榆叶色
与光照相关性研究
王云云 1，2，梁 鸣 3*
（1.黑龙江省科学院大庆分院，大庆 163319；2.东北农业大学，
哈尔滨150030；3.黑龙江省科学院自然与生态研究所，林下经济资源
研发与利用协同创新中心，哈尔滨 150040）
摘要：中华金叶榆是我国自主培育的优良园林黄色叶彩化树
种，应用中发现其树冠部分叶片常出现复绿现象，影响了中华
金叶榆的观赏价值。本研究进行了中华金叶榆叶色对光照的生
理生态响应测试与分析，结果表明：中华金叶榆叶片的复绿是
由于叶绿素 a、叶绿素 b、叶绿素总量、类胡萝卜素、可溶性糖等
含量的增加，类胡萝卜素 b 含量／叶绿素总含量和可溶性蛋白
质含量的降低而造成的；光照强度是影响色素合成和光合作用
的显著因素之一。
关键词：中华金叶榆；叶色变化；光照
中图分类号：S687.9文献标识码：A
Physiological and biochemical research
on different position leaves of
Ulmus pumila cv.jinye
WANG Yun-yun1,2
(1.Daqing branch of Heilongjiang academy of sciences,
Daqing 163319; 2. Northeast Agricultural University,
Harbin 150030, China)
Abstract: Ulmus pumila cv.jinye is a excellent garden plant
which cultivate independent. But the leaves in inner and bottom of
crown are often backing to green, and influenced ornamental value
of Ulmus pumila cv.jinye. In this study, we analyzed the relation－
ship between the light intensity and the color of leaves. The re－
sults showed that the color changed of Ulmus pumila cv.jinye is
due to increased the content of chlorophyll a, chlorophyll b, total
chlorophyll, carotenoids and soluble sugars, at the same time de－
creased the content of soluble protein and the rate of carotenoids
to total chlorophyll. Light intensity is significantly influence the
pigment synthesis and photosynthesis.
Key words: Ulmus pumila cv.jinye;
change on leaves color; Physiological
在园林绿化中，彩叶树种具有色彩鲜艳、观赏期长、易于形
成大色块景观的特点，其丰富的色彩层次，弥补了城市景观单
调、缺乏季相变化的缺憾。各国对于彩叶植物在园林上的应用
倍加重视，近百年来，国外发达国家在彩叶植物品种的选育和
栽培方面做了大量工作。河北省中华金叶榆的成功选育，为我
国寒地园林增加了宝贵的彩叶植物新品种，中华金叶榆具有叶
片金黄艳丽、树冠丰满、乔灌皆宜、耐修剪可塑型、抗寒、耐旱等
优良景观树特点，在我国广大的东北、西北地区生长良好，同时
有较强的抗盐碱性[1]。通过大量的调研发现中华金叶榆树冠内
部和下部常发生叶色返绿，背光面叶色鲜黄度差，叶色不均匀
等问题[2，3]。研究中华金叶榆叶色与光照相关性，为提高中华金
叶榆应用及栽培管理效果提供理论支撑和依据。
1 试验材料
中华金叶榆：采自大庆市苗圃。
2 试验方法
2.1样品采集方法
于 6~9 月，选择中华金叶榆树冠外围（避开正阳和正阴
面）、内部、上部（树冠顶部）、下部（树冠底部）不同部位，随机
采集其叶片数枚，同时测量相关部位光照强度，每月 1 次，上午
10点左右。将叶片样品常规处理，进行叶绿素、类胡萝卜素、多
糖、蛋白质等相关指标的测试。
2.2指标测试与分析方法
叶色的测定采用扫描色卡比色方法。光照强度的测定采用
光照度计1330A。叶绿素和类胡萝卜素含量测定采用王文杰丙
酮和二甲基亚砜法测定[4]；蛋白质含量测定采用考马斯亮蓝法，
糖含量测定采用蒽酮比色法。
数据处理与分析，应用 excel软件对生理指标变化进行分
析，应用SPSS软件，用简单相关分析法分析不同光照强度与中
华金叶榆叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总含量、类胡萝卜素、类胡
萝卜素含量／叶绿素总含量（Cx.c/Ca+b）、可溶性糖、可溶性蛋
白质等7个因子的相关性。
3实验结果分析
3.1中华金叶榆不同部位光照强度分析
中华金叶榆不同部位光照强度测量结果如图 1 所示，不同
部位的光照强度存在显著差异，尤其是上部、外部与内部、下部
比较，内部的光照强度仅有上部和外部的 20%左右，下部的光
照强度约为外部的25%左右，下部和内部的光照强度差异不显
著。
3.2中华金叶榆不同部位叶片色素含量分析
3.2.1叶绿素a含量的变化
如图 2 所示，树冠不同部位叶片叶绿素 a含量变化趋势为
内部＞下部＞外部＞上部；从 6 月 ~8 月份不同部位叶绿素 a
含量变化较明显，是逐渐增加的，9 月份不同部位相比叶绿素 a
含量变化不大，这与光照强度的自然减弱和光照时间的自然缩
短相关。
图1 中华金叶榆不同部位光照强度比较
图2 中华金叶榆不同部位叶片叶绿素a含量
国土与自然资源研究
·78· TERRITORY&NATURALRESOURCESSTUDY 2014 No.4
DOI:10.16202/j.cnki.tnrs.2014.04.026
3.2.2叶绿素b含量的变化
图3表示不同部位叶片叶绿素b含量的变化，四个月份其
叶片叶绿素b含量差异显著，变化趋势为下部＞内部＞外部＞
上部。整个生长季中，不同部位叶绿素b含量7月份最高，8月
份次之，9 月份最低，6 到 7 月的平均增长率约为 10.56％，7 月
到8月平均减少5.31％，8月到9月减少约16.0l％。
3.2.3叶绿素总含量的变化
叶绿素a+b为叶绿素总含量。四个月份中华金叶榆不同位
置叶片叶绿素总含量的差异显著。叶绿素含量中叶绿素a的含
量占据较大比重，故叶绿素总量的变化趋势和变化幅度在生
长季内无论是不同部位之间的变化，还是不同生长期的变化
都与叶绿素 a 的变化趋势相同，如图 4 所示，叶绿素的总量在
观色期内随着光照强度的减少而增加，随生长期而减少。
3.2.4类胡萝卜素含量的变化
类胡萝卜素在树木的光合作用中起辅助色素的作用，它是
使叶片呈现黄色、橙色的主要色素。见图5，四个月份中华金叶
榆不同位置叶片类胡萝卜素含量的变化不显著。随着光照强
度的减弱类胡萝卜素含量逐渐增加，6 月份上部叶片中类胡
萝卜素含量为 1.49mg/g，外部比上部高出了约 24％，外部到下
部增加了11.01％，下部到内部增长较多，约增 33.66％；7 月份
上部叶片类胡萝卜素含量为 1.03mg/g，外部与上部相差较少，
多约 4.27％，从下部到内部依次增加了 14.47％、16.91％；8 月
份上部叶片的下类胡萝卜素含量为 0.81mg/g，外部与上部相差
也比较少，多约 3.03％，而从外部到下部则增加较多，约为
18.44％，下部到内部依次增长12.86％、13.17％；9 月份上部叶
片类胡萝卜素含量为 0.47mg/g，外部为 0.83mg/g，相对上部增
加约77％，从外部到下部和内部，增长率依次降低，分别为
28.1l％和15.88％。
3.2.5类胡萝卜素/叶绿素总含量的变化
由上述分析结果可知，不同部位叶片随着光照强度的减
弱，类胡萝卜素及叶绿素总含量均表现为增加的趋势，但由于
各自增加幅度的不同，类胡萝卜素含量 /叶绿素总含量的值整
体上呈现先略有上升后下降的趋势图 6。上部叶片比外部叶
片，类胡萝卜素与叶绿素的比值上升7.2%。而随生长期的延
长，比值最大值出现在 6 月份，分别为 1.55、1.68、0.88、1.02、
0.75，7 月份降低到 1.14、1.31、0.52、0.59、0.41，9 月份达到最
低为 0.69，其余部位在 8 月份达到最低值 0.90、0.45、0.49、
0.32。相比之下7月份到9月份类胡萝卜素与叶绿素的比值在
下部和内部叶片变化不大。
3.3中华金叶榆不同部位叶片可溶性糖含量分析
可溶性糖不仅是花色素苷合成的一种原料，其在花色素苷
合成过程中也作为一种信号机制，激活花色素苷合成途径中
一些酶的活性，从而促进花色素苷合成。随光照强度的减弱，
可溶性糖的含量在逐渐增加且不同光照强度下可溶性糖含量
差异显著，见图 7，6~9 月份可溶性糖含量分别从 2.12%、
图3 中华金叶榆不同部位叶片叶绿素b含量
图4 中华金叶榆不同部位叶片叶绿素总含量
图5 中华金叶榆不同部位叶片类胡萝卜素含量
图6不同部位叶片类胡萝卜素/叶绿素总量比值的变化
2.65%、3.21%、3.35%、3.34%上升到 3.8%、4.35%、5.32%、
5.33%、5.21%，其中可溶性糖含量最高为 8 月份下部叶片，含
量最低出现在6月份上部叶片。从不同部位可溶性糖含量的趋
势来看，下部和内部的糖含量高于上部和外部叶片。
3.4中华金叶榆不同部位叶片蛋白质含量分析
可溶性蛋白质是构成酶的重要组成部分，参与多种生理生
化代谢过程的调控，与植物的生长发育、成熟衰老，抗病性、抗
逆性密切相关。在中华金叶榆的观色期里，图 8 所示 6~9 月份
叶片可溶性蛋白质含量的变化情况较为相近，不同部位叶片可
溶性蛋白质的含量比较为上部＞外部＞下部＞内部，说明叶片
可溶性蛋白质含量与关照关系密切。
3.5中华金叶榆不同部位叶片生理指标和光照强度的相关分析
用简单相关分析法分析不同部位叶片叶绿素 a、叶绿素 b、
叶绿素总含量、类胡萝卜素、类胡萝卜素含量／叶绿素总含量、
类胡萝卜素含量、类胡萝卜素 / 叶绿素（Cx.c/Ca+b）、可溶性糖
含量、可溶性蛋白质7个因子之间的相关性，得到相关矩阵（表
1）。分析结果，整体上，在上部叶片和外部叶片全光照情况下，
叶绿素a含量与类胡萝卜素含量、叶绿素总量之间呈正相关；
类胡萝卜素含量与叶绿素含量、类胡萝卜素含量 / 叶绿素总量
呈正相关，与蛋白质含量呈负相关，在下部和内部光照强度仅
有20~25%的情况下，类胡萝卜素含量与可溶性糖含量呈显著
负相关，类胡萝卜素含量 /叶绿素总量与可溶性糖呈极显著负
相关。可溶性糖与可溶性蛋白质之间呈显著正相关。
表 2 分析，光照强度和叶绿素 a和叶绿素总量呈极显著负
相关，与类胡萝卜素 / 叶绿素总含量呈极显著正相关，与叶绿
素 b、类胡萝卜素、可溶性糖含量呈一定程度的负相关，与蛋白
质含量呈正相关。
王云云等 中华金叶榆叶色与光照相关性研究 ·79·
图7不同部位中华金叶榆叶片可溶性糖含量差异
图8 不同部位中华金叶榆叶片可溶性蛋白质差异
表1 各生理指标的相关性分析
上部叶片 叶绿素a 叶绿素b 叶绿素a+b 类胡萝卜素 Cx.c/Ca+b 可溶性糖
叶绿素b
叶绿素a+b
类胡萝卜素
Cx.c/Ca+b
可溶性糖
蛋白质
0.008
0.990**
0.925*
0.915*
-0.610
-0.732
1
0.148
0.352
0.386
-0.516
-0.533
1
0.964*
0.959*
-0.676
-0.799
1
0.999**
-0.8382
-0.935*
1
-0.837
-0.930*
1
.977*
外部叶片 叶绿素a 叶绿素b 叶绿素a+b 类胡萝卜素 Cx.c/Ca+b 可溶性糖
叶绿素b
叶绿素a+b
类胡萝卜素
Cx.c/Ca+b
可溶性糖
蛋白质
-0.021
0.616
0.807
0.838
-0.708
-0.847
.000
0.775
0.548
0.497
-0.284
-0.183
1.000
0.942*
0.922*
-0.671
-0.680
1.000
0.998**
-0.850
-0.882
1.000
-0.863
-0.903
1.000
0.975*
下部叶片 叶绿素a 叶绿素b 叶绿素a+b 类胡萝卜素 Cx.c/Ca+b 可溶性糖
叶绿素b
叶绿素a+b
类胡萝卜素
Cx.c/Ca+b
可溶性糖
蛋白质
0.774
0.964*
0.440
-0.028
-0.119
0.003
1.000
0.915
0.076
-0.381
0.331
0.425
1.000
0.312
-0.179
0.064
0.181
1.000
0.879
-0.915*
-0.869
1.000
-0.980*
-0.992**
1.000
0.993**
内部叶片 叶绿素a 叶绿素b 叶绿素a+b 类胡萝卜素 Cx.c/Ca+b 可溶性糖
叶绿素b
叶绿素a+b
类胡萝卜素
Cx.c/Ca+b
可溶性糖
蛋白质
0.816
0.995**
0.702
0.461
-0.503
-0.450
1.000
0.869
0.349
0.091
-0.081
.023
1.000
0.660
0.410
-0.444
-0.381
1.000
0.956*
-0.962*
-0.927
1.000
-0.992**
-0.972*
1.000
0.991**
表2 光照强度和各生理指标相关系数分析
相关系数
光照强度
叶绿素 a
-0.925***
叶绿素b
-0.884
叶绿素a+b
-0.979***
类胡萝卜素
-8.561
类胡萝卜素叶绿素比值
9.391**
可溶性糖
-7.416
蛋白质
8.786
4结论与讨论
4.1通过本研究表明，光照强度显著影响各色素的变化，由于树
冠不同部位光照强度不同，从而引起中华金叶榆不同部位叶片
叶色的变化。
4.2实际应用中，应避免将中华金叶榆栽植于郁闭度较高的环
境中，将其等同于喜光植物进行园林配置，尽量种植在光照强
度充足的环境。
4.3根据中华金叶榆树龄大小，结合树木造型等应用，每年对其进
行轻度修剪，可以促进中华金叶榆叶色均匀，提高其叶色鲜艳度。
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作者简介：王云云（1983~），女，东北农业大学园林植物与观赏园艺硕
士学位，现工作在黑龙江省科学院大庆分院。
通讯作者：梁鸣。
（2014-08-10 收稿 刘晓佳编辑）
·80· 王云云等 中华金叶榆叶色与光照相关性研究