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Effects of Light Intensity on Photosynthetic Characteristics and Quality of Taraxacum mongolicum

光照强度对蒲公英光合特性及品质的影响



全 文 :园 艺 学 报 2007,34(6):1555—1558
Acta Ho~ticulturae Sinica
光照强度对蒲公英光合特性及品质的影响
赵 磊,杨延杰,林 多
(青岛农业大学园艺学院,山东青岛 266109)
摘 要:以蒲公英为材料,研究了光照强度对其叶片叶绿素含量、净光合速率及品质的影响。结果表
明:随着光照强度的降低,光合午休现象不明显,叶片中叶绿素和硝酸盐含量增加,粗纤维和绿原酸含量
降低。与其他处理相比,75%平均自然光强 (910 Ixmol·m~·s )下叶片具有最高的净光合速率、可溶
性蛋白、可溶性糖、维生素C、绿原酸的含量也相对较高,硝酸盐和粗纤维含量较低。生产上,在 910
Ixmol·m~ ·s 的光强下进行蒲公英栽培,可提高光合效率和产品品质。
关键词:蒲公英;光照强度;光合特性;品质
中图分类号:S 63;S 647 文献标识码:A 文章编号:0513-353X (2007)06—1555-04
Taraxacum mongolicum
ZHAO Lei,YANG Yan—jie,and LIN
(Horticultural College,Qingdao Agricultural
DUO
University, Qingdao,Shandong 266109,China)
Abstract:Under different light intensity,chlorophyll content,net photosynthetic rate,and quality of
Taraxacum mongolicum were studied.The results indicated that with the decrease of light intensity,photosyn—
thetic midday—depress was weakened。contents of crude—fibre and chlorogenic acid were reduced,while con—
tents of chlorophyll and nitrate were increased.Under the 75% natural light intensity (9 10 I~mol·m~ ·
s ),the Pn,contents of soluble protein,soluble sugar and vitamin C were the highest among the four treat—
ments:The chlorogenic acid content was higher,contents of nitrate and crude.fibre were lower than the oth—
ers.W hen the light intensity for cultivating Taraxacum mongolicum was 910 I~mol‘m一 s ,its photosyn
thetic efficiency and quality could be improved.
Key words:Taraxacum mongolicum;Light intensity;Photosynthetic characteristics;Quality
蒲公英 (Taraxacum mongolicum)以其高营养和医疗保健作用而受到人们关注 (赵磊 等,
2006)。目前对蒲公英的研究主要集中在营养成分 (肖玫 等,2005)、医疗保健 (陈丹 等,2ooo)、
生态保护 (Evseeva,2002)和分类 (葛学军 等,1998)等方面。虽然辽宁和河北等多个省区已有蒲
公英的人工栽培并且形成商品出售,但有关如何通过优化栽培环境实现无公害的人工栽培方面的研究
较少。作者试图探讨光强与蒲公英的光合特性和品质的关系,为建立优质、安全、高产的蒲公英人工
栽培技术体系提供理论依据。
1 材料与方法
试验在山东省青岛市青岛农业大学园艺学院蔬菜实验基地进行。供试材料为2005年秋播种的
‘加州四倍体’蒲公英 (沈阳农业大学园艺学院提供)。2006年选取健壮且生长势基本一致的蒲公英
收稿日期:2007—04—12;修回日期:2007—06—16
基金项目:莱阳农学院校级重点课题 (610614)
通讯作者 Author for correspondence(E—mail:linduo@qau.edu.ca)
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小区,用透光率不同的遮光材料进行光照处理,光照强度分别为自然光强的 100% (即不遮光)、
75%、50%和25%。每小区4 m ,80株,3次重复。试验期间,晴朗天气 12时的平均自然光照为
1 210 p~mol·m~·s~,75%、50%和25%光照处理分别为 910、580和290 p~mol·m~·s~。
以蒲公英的第4~6片叶为样品,处理21 d后进行测定 (其中可溶性蛋白和粗纤维含量分别于处
理后的7、14、21、28 d测定)。单叶净光合速率于晴天上午10:30~11:00,采用 CIRAS.2型便携式
光合作用测定系统 (PP System公司,英国)测定。硝酸盐含量采用 HI 93728型硝酸盐浓度测定仪
(HANNA公司,意大利),叶片叶绿素含量采用 Arnon(1949)的方法,可溶性蛋白和可溶性糖含量
采用考马斯亮蓝 G-250法和蒽酮法,绿原酸含量采用紫外分光光度法,维生素 C含量采用钼蓝比色
法,粗纤维含量采用酸碱消化法 (中国预防医学科学院营养与食品卫生研究所编,1991)测定。分
光光度计为 FwJ 2000型 (尤尼柯公司,上海)。
数据处理采用 DPS软件的LSD法进行多重比较显著性测定。
2 结果与分析
2.1 不同光照强度下叶片的叶绿素含量和净光合速率
从表 1看出,随着光强的降低,叶绿素 a和叶绿素 a+b的含量有不同程度地增加,25%光强下
叶绿素b含量显著高于其它3个处理;,叶绿素a/b在处理间无明显差异。在弱光环境下,叶片中叶绿
素a+b含量的增加,尤其是叶绿素b的升高,使蒲公英充分吸收散射光,保持较强的光合能力。光
强对净光合速率 (Pn)影响较大,75%光强条件下 Pn最大 (8.243 mo1.m~ ·s ),比25%光强
条件下的高55.24%。
表1 不同光照强度下蒲公英叶片中的叶绿素含量和净光合速率
Table 1 Chlorophyl contents and Pn in leaves of Taraxacum mongolicum under different Iiglt Intensity
注:数据为3次重复的平均值。同列不同小写和大写字母分别表示差异达显著 (PNote:Values are the means of three times.The$aine small and capital letters indicate the significant diferences at Prespectively.The$sme below.
2.2 不同光照强度下叶片净光合速率的日变化
图 1是不同光照强度下蒲公英叶片的净光合
速率 日变化曲线。
4个处理的净光合速率日变化均为双峰曲线,
两次波峰的最大值均出现在75%光强下,上午的
波峰值比下午的大,100% 自然光强最早出现波
峰。
3个遮光处理的两次波峰之间间隔短,峰值
差异小,即光合午休现象不如 自然光照下明显。
这表明低光强有助于缓解中午时的强光、高温对
蒲公英产生的光抑制。
l6
l4
l2
毒10
g 8
6
4
2
O
7:00 9:00 ll:00 l3:00 15:00 17:00
时刻 0’clock
图1 不同光照强度下蒲公英的净光合速率日变化
Fig.1 Diurnal change ofnetphotosynthetic rate ll lea vesof
Tart~acum mongolicum under diferent fight intemity
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6期 赵 磊等:光照强度对蒲公英光合特性及品质的影响 l557
2.3 不同光照强度下蒲公英的品质
2.3.1 叶片中可溶性蛋白和粗纤维的含量 随着处理天数的增加,蒲公英叶片中可溶性蛋白含量呈
递增趋势,处理后期,75%光强条件下可溶性蛋白的含量明显高于其它处理,不同光强下处理 28 d
后的可溶性蛋白含量的次序为:75%光强 >5O%光强 >100%自然光强 >25%光强。叶片中粗纤维的
含量随处理天数和光照强度的增加而增加,这也说明了低光照强度可以延缓蒲公英叶片的衰老。
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器薹莹
图2 不同光照强度下蒲公英叶片中可溶性蛋白和粗纤维的含量
Fig.2 Contents of soluble protein and crude-fibre in leaves of Taraxacum mongolicum
under diferent light intensity
2.3.2 叶片中硝酸盐、绿原酸、可溶性糖和维生素 C含量 由表 2可见,在氮素供应水平相同的情
况下,随着光照强度的降低,硝酸盐含量明显升高,25%光强下显著高于其它3个处理。这表明低光
强下蒲公英对硝态氮的同化力下降,更易使硝酸盐在植株体内发生累积。绿原酸含量随着光强的减弱
而降低,表明强光照可促进绿原酸的积累。75%光强下可溶性糖含量高于其它处理。75%光强下的维
生素 C含量最高,比50%光强下高 18.5%,与其它处理问不存在显著差异。
表2 不同光照强度下蒲公英叶片中硝酸盐、绿原酸、可溶性糖和维生素 c的含量
Table 2 Contents of nitrate,chlorogenic acid,soluble sugar,and vitamin C in lea ves under diferent light intensity
3 讨论
叶绿素含量的提高可以增加用于吸收光能的集光色素蛋白的相对含量,从而提高光能利用率
(刘文海 等,2006)。本试验中,随着光强的降低,叶绿素含量增加,尤其是叶绿素 b含量的增加有
助于增强蒲公英对弱光环境的适应能力。
本试验中,4个处理的净光合速率日变化均呈双峰曲线,但低光强下光合午休现象表现不明显。
因此,在生产上可通过遮光降低光照强度,增加局部环境的空气湿度,减缓蒸腾作用,降低光合午休
对植株生长的影响。本试验表明,低光照强度可使叶片中可溶性蛋白和糖的含量增加,但在 50%光
强以下,其含量会急剧减少,可能因为弱光造成光合作用下降,而使光合产物的合成能力下降,可溶
性蛋白和糖的含量相应减少。两者的变化均与净光合速率日变化中的峰值的变化趋势相一致。
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强光下植株的硝酸还原酶含量较高,有较高的氮素同化能力 (王强 等,2006)。本试验中,随
着光照强度的降低,硝酸还原酶的活性降低,造成硝酸盐在叶片中的累积。一般认为,蒲公英喜低温
耐阴,但为了避免过多的硝酸盐积累,生产上要求光强不能过低。绿原酸是蒲公英含有的重要生理活
性物质,在医药和功能性食品开发上有广泛应用 (沈奇 等,2006)。蒲公英叶片中的绿原酸含量随
着光照强度的升高而升高,与李强等 (1994)在金银花中研究结果一致。
综上所述,在75%光强 (910 mol·m~·s )条件下,蒲公英具有较高的净光合速率和可溶
性蛋白、可溶性糖、维生素c含量,绿原酸含量相对较高,粗纤维和硝酸盐含量较低。因此,在光
照强度比较高的地区和季节的生产过程中可适当遮光,优化栽培环境,使得蒲公英的光合速率较高,
并具有优良品质。
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