全 文 :广 西 植 物 Guihaia 31(2):222—226 2Ol1年 3月
DOI:10.3969/j.iSSYI.1000 3142.2011.03.016
基质温度对三角梅插穗生根及其
叶片光合作用的影响
谢志南,钟赞华,赖瑞云,张雪芹,苏明华
(福建省亚热带植物研究所 福建省亚热带植物生理生化公共实验室,福建 厦门 361006)
摘 要:探讨了智能调控下 18、20、25、3O、33℃的 5个基质温度处理对三角梅叶片光合作用及插穗生根的影
响。结果表明:随着基质温度上升,三角梅插穗叶片净光合速率增加,l8、20。C处理的净光合速率较低 ,两处
理问未见显著性差异,但均显著地低于处理问未见明显差异的 25、3O、33℃处理。随着基质温度上升,叶片蒸
腾速率、气孔导度及胞间 CO2浓度增加,气孔限制值下降。低于 2O C基质温度处理插穗生根数较少、根长度
较短 ,同时成活率较低。高于 30。C基质温度处理插穗落叶数及茎基腐烂率明显提高,成活率显著下降。三角
梅插穗生根的基质温度以 25~30℃为适宜。
关键词:基质温度;三角梅;插穗 ;光合作用 ;生根
中图分类号:Q945 文献标识码:A 文章编号:1000—3142(2011)02—0222—05
Effects of media temperature on rooting and leaf
photosynthesis of Bougain villea glabra cuttings
XIE Zhi—Nan,ZHONG Zan—Hua,LAI Rui-Yun,
ZHANG Xue—Qin,SU Ming-Hua
(Fujian Lab of Subtropical Plant Physiology and Biochevnistry,Fujian
Instit“ o S“btroMcal Botall .Xiamen 361006,China)
Abstract:The effects of media temperature(18℃ ,20℃ ,25℃ ,30 ℃ and 33℃)on rooting and leaf photosynthesis
of Bougainvillea glabra cuttings were measured under the condition of inteligent monitor and contro1.The results
showed that with the increasing of media temperature。an increasing of the net photosynthesis rate,transpiration rate,
stomatal conductance and intercelular COe concentration in B.glabra cuttings 1eaves,while the stomatal limitation
decreased.The net photosynthesis rate was lower and there was no obvious differences of treatment 18℃ and 20。C.
The differences of net photosynthesis rate among treatment 25℃ ,30。C and 33℃ were obvious.The rooting num—
ber per cutting was less,and the root length was shorter,while the survival rate of the cutting was lower when the
media temperature was lower than 2O。C.When the media temperature was higher than 30。C,the falen number and
the basal stems rotting rate of cutting increased,while the survival rate decreased.In summary,25—30 C is the opti—
mal media temperature for rooting of Bougainvillea glabra cuttings.
Key words:media temperature;Bougainvillea glabra cutting;photosynthesis;rooting
插穗生根是复杂生理生化代谢活动的形态建成
过程 ,受温、光、湿等因素的影响,适宜的环境条件有
利于增强插穗生理生化代谢活动,从而促进插穗生
根及提高插穗成 活率(黄有军等 ,2006;王关林等 ,
收稿 日期:2010 07~05 修回日期:2010 11-30
基金项目:福建省自然科学基金(2008J0052);厦门市科技计划项目(3502Z20072007)[Supported byNatural Science Foundation of Education
[)epartment of Fujian Province(2008J0052):Scientific Research Item of Science and Technology Department of Xiamen City(35O2z2oo72()(]7]
作者简介:谢志南(1 964一).男,福建龙海人,研究员,从事园艺植物营养生理及种苗智能化快繁研究 ,(E—mail)e—xzn@sina.corn.cn。
2期 谢志南等 :基质温度对三角梅插穗生根及其叶片光合作用的影响 223
2006;谢志南等 ,2008)。温度对插穗 生根影 响的研
究较 多 (孙 敏 等 ,1997;李 蕾 等,2004;何 觉 民等 ,
2009),但对插穗光合能力及其生根的影响至今未见
报道。光合作用是植物生长发育的重要生理代谢 ,
插穗的光合能力与插穗生根关系密切 ,温度是影 响
光合作用的重要因素,同时也是种 苗智 能化快繁系
统(非试管快繁技 术)中的重要技术参数 (徐伟 忠,
2006),本研究在冬春季节通过加温手段 ,探讨在种
苗智能化快繁系统下不 同基质温度对三角梅插穗叶
片光合作用及其生根 的影 响,旨在为三角梅种苗智
能化快繁适宜基质温度技术参数的制定与应用提供
科学依据 。
1 材料与方法
于 2009年 2~ 3月 选艳 红 三角 梅 (I3ougain—
villea glabra‘Crimson’),取长约 12 cm 的木质化
绿枝为插穗 ,顶端留一片叶 ,扦插前用 500 mg·I
IBA溶液浸穗 5 rain,扦插 于福 建省亚热带植物研
究所数控快繁温室智能化快繁苗床 。
苗床基质为珍珠岩 ,应用加热线(河北大城巨丰
温棚材料厂生产)及温度控制器(上海德兆仪器仪表
有限公司欧龙仪表厂生产)对基质温度进行调控 ,试
验设置 5个基质温度处理 ,即不设 置加温线 的室温
处理 CK(平均基质温度 18 C)、T1处理 (设置加温
线 ,设定温度 20 C,下 同)、T2处理 (25 C)、T3处
理(30 C)、T4处理 (33 C),每处理均设 3个重复,
每重复扦插 200插穗(每袋 1枝插穗)。试验期间除
基质温度不同外,各处理的水分、光照 、营养等管理
条件均一致 ,并由种苗智能 化快繁 系统 进行调控 。
扦插当天各处理标记代表性插穗 5枝,并于扦插当
天及插后每隔 6 d对标记插穗叶片光合作用进行测
定 ,每次测定均于上午 8:00~l0:0O进行 ,采用德
国 wAI Z公 司生产 的 GFS 3000型便 携式光合作
用仪测定叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率 (Tr)、气
孔导度 (Gs)、大 气 CO。浓 度 (Ca)、胞 间 CO 浓度
(Ci)。气孔限制值(Ls)由公式(j s)一(Ca—Ci)/( 口
计算得到。测定时每叶片重复测定 3个数据取其平
均值,测定光强为 600 t~mol·m ·s ,叶室温度 为
2l C。试验期 间记录各处理插穗的落叶数 ,插后 37
d起苗观测各处理插穗烂枝率 、成活率以及生根数、
根系长度 、根系鲜重等性状 。
2 结果与分析
2.1基质温度对三角梅插穗生根的影响
2.1.1对成 活率及烂枝率的影响 处理 T1、T2及
T3(基质温度 20~3O。C)插穗成 活率都较 高,处理
问差异不显著,但是其插穗成活率均显著高于 CK
(基质温度 18 C)及 T4处理(基质温度 33。C),CK
与 T4处理间差异不显 著 (表 1),表明基质温度在
2O~30℃范围内有利于三角梅插穗生根及成活 ,过
低或过高的基质温度均降低插穗成活率。从表 l可
见,T4处理的烂枝率最大(达 42.0 ),显著地高于
处理问未见显著性差异的 CK、T1、T2及 T3处理,
说明过高的基质温度明显加重了插穗基部腐烂 。
2.1.2对落叶枝 率的影响 叶片对插穗生根有着重
要影响,叶片的光合作用可为插穗生理代谢提供充
足的能量和物质 ,从而促进插穗生根,实践也表明叶
片脱落的插穗成活率较低 。表 1可见 ,T4处理落叶
枝率最高,显著高于 T3、T2处理 ,极 显著高于 T1、
CK处理 ,CK、T1、T2及 T3处理的落叶枝率表现为
相间的两个处理间差异显著 ,表明随着基质温度 七
升,三角梅插穗落叶枝率增加 ,过高的基质温度明显
加重 了插穗落叶。
2.1.3对根条数及根 长度 的影响 从表 1可见 ,T4
处理插穗的生根数最多(5.29条/枝 ),CK处理生根
数最少(3.16条/枝),两者之 间差 异显著。 F1、T2
及 T3处理 的插穗根条数介于 CK与 T4处理之间 ,
其处理间及 与 CK、T4处理 的差 异不显著,表 明较
高 的基质温度可促进插穗生根。基质温度对根的生
长也存在明显影响 ,随着基质温度上升 (CK至 T3)
插穗平均根长增加 ,当基质温度大于 30 C(T4)时
根长下降。T3处理的根长最大,与 T4处理间差异
不显著 ,但显著高于 T2处理,极显著高于 T1处理
及 CK,而 T1、T2及 T4处理 间差异不 显著 ,其 中
T2及 T4处理还显著高于 CK,表 明适宜 的基质温
度促进了插穗根系生长 ,但过高的基质温度则使插
穗根系生长受到抑制 。
2.1.4对根鲜重的影响 各处理的根鲜重虽未见显
著性差异(表 1),但仍表现为随基质温度上升而其
根鲜重增加的趋势。
2.2基质温度对三角梅插穗叶片光合作用的影响
2.2.1净光合速率(Pn) 从图 1可 见,净光合速率
(Pn)基本呈现为随基质温度上升而增加 。CK净光
224 广 西 植 物 31卷
合速率最小 ,平均为 2.21/~mol·In ·s ,T1、T2、
T3及 T4处理 净 光合 速率 平 均值 分别 为 2.38、
3.21、3.11、4.08/~mol·m ·s ,分别是 CK处理
的 111.8 、163.5 、157.6 、206.6 。从 叶片净
光合速率的变化看,CK与 T1较为相近,多重比较
分析结果表明 :CK 与 T1之间差异不显著,但均分
别与 T2、T3、T4之问差异显著 ,而 T2、T3及 T4处
理间差异不显著 ,说 明了在三角梅插穗生根过程 中
CK及 T1处理的基质温度偏低 ,导致插穗叶片净光
合速率低下。
表 1 基质温度对三角梅插穗生根及落叶的影响
Table 1 Effects of media temperature on rooting and leaf falen of Bougainvillea glabra cuttings
注:表中数值为平均值±标准差,同项目注有不同大、小写英文字母者分别表示平均值差异达极显著、显著水平,括号内数值为 CK的百分数。
Note!Value in th,table is mean~standard deviation,different capitals and lowercases in the same column mean pole significant difference and
significant difference etween means,figure in brackets is the percentage of CK.
1 6 11 16 21 26 31 36
处理天数Treatment days(d)
哑
蛊
0
上Ⅱ
1 6 11 6 21 26 31 36
处理天数Treatment days(d)
图 1 不同基质温度处理对叶片净光合速率(P )的影响
Fig.1 Effects of different media temperatures on leaf net photosynthesis rate
2.2.2蒸腾速率(rr)和 气孔导度 (Gs) 从 图 2可
见 ,叶片蒸腾速率随基质温度上升而增加 ,尤其是在
扦插 16 d后的生根期 。T4处理蒸 腾速率最大,平
均 1.506 tool·m ·s~,T1处理蒸腾速率最小,平
均 0.585 mol·m ·s ,T1、T2、T3处理蒸腾速率
介于 T4与 CK 之 间,平 均分 别为 0.719、1.134、
1.105 umol·m ·s~,T4、T3、T2、T1处理分别为
CK处理 的 257.4 、188.9 、193.8%、l22.9 。
气孔导度与蒸腾速率密切相关,本研究中气孔导度
变化同蒸腾速率一样随基质温度上升而增加 ,尤其
是在扦插 16 d后 的生根期表现更为 明显。气孔导
度的变化是植物适应环境的一种调控反应 ,一方面
对水分的蒸腾丧失进行调控 ,另一方面也调控着胞
间 CO 浓度 ,气孔导度的变化导致胞间 COz浓度变
化 ,从而影响光合能力 ,此也为光合能力变化的气孔
限制因素。本研究可见基质温度影响光合能力与气
孔导度调控的气孑L因素密切相关 。
2.2.3胞间 C0 (Ci)和气孔限制值(Ls) 不同基质
温度处理叶片胞间 CO 浓度 (Ci)存在一定差异 (图
3),扦插前期(插后 16 d内)随基质温度上升而各处
理胞间CO。浓度(c )差异较小,扦插后期(插后 21d
后)则表现出明显差异,随基质温度上升 c 值逐渐
增加(除 T3的 31、36 d外)。各处理的气孔 限制值
(Ls)差异正好与胞间 CO 浓度(C )情形相反,CK
O O O O O O 0 O ∞ 佃
0 0 0 0 0 0 0 0
7 6 5 4 3 2 0
2期 谢志南等 :基质温度对三角梅插穗生根及其叶片光合作用 的影响 225
1 6 11 16 21 26 31 36
处理天数 Treatment days(d)
1 6 11 16 21 26 31 36
处理天数 Treatment days(d)
图 2 不同基质温度处理对叶片蒸腾速率(Tr)及气孑L导度(Gs)的影响
Fig.2 Effects of different media temperatures on leaf transpiration rate and stomatal conductance
400
350
300
250
200
处理天数Treatment days(d)
0.30
0.25
0 20
0 15
0 10
0 05
0 O0
处理天数Treatment days(d)
图 3 不同基质温度处理对胞问 CO2浓度(C )及气孔限制值(Ls)的影响
Fig.3 Effects of different media temperatures on leaf intercellular COe concentration and stomatal limitation value
处理的气孔限制值一直高于其它处理,其它处理 间也
基本呈现随基质温度上升气孑L限制值下降的变化趋
势。
3 讨论
插穗生根过程是复杂生理生化代谢活动过程 ,
叶片光合作用可为插穗生根的代谢活动提供糖 、蛋
白质等能量物质 ,同时带叶插穗具有较高的 IAA含
量可促进插穗生根(王小蓉等,2004),因而叶片的保
留及其较高光合能力对插穗生根具有重要作用。温
度是影响光合作用 的重要因素之一 ,温度对植株 叶
片光合作用的影响通常表现为在一定根温范围内随
着温度上升 ,叶片光合能力增强(苏文华等 ,2002;赵
娜等,2006),本研究基质温度影响插穗 叶片光合作
用(不管插穗处于生根分化期或生根期)的结果也与
此相似 ,表现 为随基质温 度上升 ,叶片光合 能力增
强。研究表明,根际温度对植株叶片光合作用 的影
响主要通过对气孔阻力 、光合酶活性 、叶绿素及有机
物质累积毒 害等方 面的调控而影 响的 (冯玉龙等 ,
1995),本研究表 明较 低基质温度处理 (CK及 T1)
叶片净光合速率低下 ,一方面与气孔导度下降 、气孔
限制值增加 ,胞间 CO:浓度 降低有关 ,另一方面可
能也与温度较低水分、营养、激素等代谢活动弱(冯
玉龙等,1995)、光合酶活性低有关。从本研究结果
可以看 出 ,较低 基质 温度 的 CK(18。C)及 T1(2O
。C)处理均与处理 间未见显著差异的较高基质温度
T2(25℃)、T3(30℃)及 T4(33℃)处理的净光合
速率存在显著性差异,说明基质温度低于25℃时插
穗叶片的光合能力就会 明显减弱 ,为保持插穗较高
的光合能力 ,插穗 生根期 间基 质温度宜不低 于 25
℃。从本研究也可看出,过高的基质温度对插穗生
根、成活也存在不利影响 ,T4处理 (33℃)插穗落叶
数最多、成活率最低 ,此可能 因基质温度高,插穗蒸
腾速率大,体内水分失衡严重,从而导致叶片提早脱
落、成活率降低。此外,基质温度高还可能导致病菌
活跃 ,增加插穗基段烂枝现象。从基质温度对插穗
叶片光合作用及生根影响可见 ,三角梅种苗智能化
0 0 O 0 0 O O O ∞ 。
一一_s 山.Iol 一∞0
0 5 0 5 0 5 0
3 2 2 1 0 O
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226 广 西 植 物 31卷
快繁插穗生根的基质温度 以 25~30 C为宜 。
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