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不同氮素形态对凤仙花叶绿素含量及光合荧光参数的影响



全 文 :北方园艺2013(16):79~82 植物·园林花卉·
作者简介:何会流(1968-),男,重庆合川人,硕士,副教授,现主要
从事园林植物逆境生理研究工作。
基金项目:三峡库区生态环境与生物资源省部共建国家重点实验
室基金资助项目(SKL2012-01)。
收稿日期:2013-04-09
不同氮素形态对凤仙花叶绿素含量及
光合荧光参数的影响
何 会 流1,2
(1.重庆城市管理职业学院,重庆401331;2.三峡库区生态环境与生物资源省部共建国家重点实验室,重庆400715)
  摘 要:以凤仙花苗为试材,研究不同氮素形态处理对其光合色素含量及光合荧光参数的影
响。结果表明:氮素处理均能有效促进叶绿素积累,且T5处理(全铵态氮,100% NH4+)时光合
色素含量显著高于其它处理组。和CK相比,Fv/Fm、Yield、ETR、qP值有所提高,且T3处理(硝
铵比50∶50)时最显著。因此,适量增加硝态氮比例,有利于促进凤仙花生长、且硝铵比为50∶50
较好。
关键词:凤仙花;硝铵比;叶绿素;光合荧光参数
中图分类号:S 681.1 文献标识码:A 文章编号:1001-0009(2013)16-0079-04
  凤仙花(Impatiens balsamina L.)属1a生草本植
物,别名急性子、指甲花、凤仙透骨草;茎粗壮,肉质,叶互
生,花单生或2~3朵簇生于叶腋,无总花梗,白色、粉红
色或紫色,单瓣或重瓣;我国各地庭园广泛栽培,为常见
的观赏花卉[1]。植物吸收利用的氮素形态主要是硝态
氮和铵态氮[2]。不同氮素形态对植物生长代谢的影响
不同[3]。目前,国内外对凤仙花药用成分、水分胁迫等
研究较多[4-5]。而不同氮素形态对凤仙花的光合色素以
及荧光特性影响的研究尚鲜见报道。该研究测定了不
同氮素形态比处理下凤仙花光合色素及光合荧光参数
的变化,以期为凤仙花设施栽培中氮肥施用提供参考。
1 材料与方法
1.1 试验材料
供试材料为洋凤仙(Impatiens holsti Engler et
Warb.),取自于重庆市九龙坡区白市驿草花基地的绿点
花卉公司。将带土的长势一致的凤仙花苗移栽于盛有
充分混匀的介质(珍珠岩∶土壤1∶3)的黑色营养袋
(12cm×13cm)中,置于西南大学生命科学学院苗圃内
培养,Hoagland完全营养液每隔4d浇1次,恢复生长
后,将长势一致的凤仙花幼苗设置6个处理组,分别是
CK(100%H2O)、T1(全硝态氮,100% NO3-)、T2(硝铵
比75∶25)、T3(硝铵比50∶50)、T4(硝铵比25∶75)、T5
(全铵态氮,100%NH4+)分组配施,每个处理重复3次。
由KNO3 提供NO3-,(NH4)2SO4 提供NH4+,均为分
析纯。总氮浓度均为5mmol/L。
1.2 试验方法
1.2.1 光合色素含量的测定 在16d时每个处理组
随机取3株凤仙花相同位置的功能叶片。每次准确称
取0.1g凤仙花叶片。剪碎混匀后浸泡在10mL提取液
(80%丙酮∶无水乙醇∶水=4.5∶4.5∶1)中,待叶片发
白后参照叶济宇[6]的方法测定凤仙花光合色素含量。
1.2.2 光合荧光参数的测定 取凤仙花苗相同位置长
势一致的叶片做好标记,在0、4、8、12、16d时将植株充
分暗适应2h后(光合中心处于开放状态),用PAM-2100
(Walz,德国)便携式脉冲调制式叶绿素荧光仪测定各标
记叶片的Fo(初始荧光)、Fv/Fm(PSII原初光能转化效
率)、ETR(电子传递速率)、Yield(实际光合效率)、qP
(PSII光化学猝灭系数)、qN(PSII非光化学猝灭系数)。
1.3 数据分析
试验指标均重复测定3次,采用SPSS 11.5进行数
据统计分析和方差检验,以Duncan’s新复级差法对6个
处理组间的差异性进行分析。
2 结果与分析
2.1 不同氮素形态对凤仙花光合色素含量的影响
从表1可看出,不同硝铵比导致凤仙花叶片叶绿素
含量差异显著。叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)以及
类胡萝卜素(Car)含量在T5(全铵态氮,100% NH4+)处
理时显著高于其它处理组;位列第2的依次是T2、T4、
T3。CK处理时叶绿素a/b(Chl a/b)显著高于其它处理
组,说明氮素均有效促进Chl a的积累。T3处理时
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·园林花卉·植物 北方园艺2013(16):79~82
    表1 不同氮素形态对凤仙花苗期光合色素含量的影响
  Table 1 Efects of diferent nitrogen forms on Impatiens balsamina photosynthetic pigment
处理 Chl a/mg·g-1  Chl b/mg·g-1  Car/mg·g-1  Chl a/b  Car/Chl
CK  1.280±0.010c 0.300±0.015d 0.287±0.005e 4.279±0.177a 0.181±0.001f
T1  1.017±0.017e 0.271±0.025d 0.289±0.004e 3.801±0.261b 0.225±0.004c
T2  1.380±0.008b 0.358±0.014c 0.335±0.003d 3.870±0.137ab  0.193±0.001e
T3  1.224±0.006d 0.417±0.011b 0.439±0.003b 2.940±0.061c 0.268±0.001a
T4  1.227±0.001d 0.405±0.008b 0.391±0.002c 3.034±0.056c 0.240±0.007b
T5  1.701±0.011a 0.743±0.009a 0.522±0.003a 2.291±0.020d 0.214±0.001d
  注:表中同一列数据中字母不同者表示差异达5%显著水平。下同。
Note:Discrepancies of diferent alphabets in the same list are about five percent.The same below.
Car/Chl最高,且含硝态氮处理的Chl a/b值均显著高于
全铵处理。
2.2 不同氮素形态对凤仙花光合荧光参数影响
2.2.1 不同氮素形态对Fo、Fv/Fm、ETR、Yield的影响
 Fo代表初始荧光,是PSⅡ反应中心处于完全开放时的
荧光产量[7]。从表2可以看出,0d时,各处理间的初始
荧光没有显著差异,随着不同氮素处理时间的增加,各
处理间Fo总体表现出一个下降然后再升高的过程。在
16d时除T1显著低于CK外,其它和CK比均无显著性
差异。Fv/Fm代表了PSⅡ的原初光能转化效率[7]。随
着不同氮素处理时间的增加,各处理Fv/Fm呈现逐渐
降低的趋势,在16d时,各组Fv/Fm明显下降,降幅分
别为4.33%、2.93%、4.10%、2.46%、3.16%、3.75%。
但T3下降最少,且显著高于CK、T2、T5,说明T3(硝铵
比50∶50)原初光能转化效率较高。且氮素处理各组
值均高于CK。ETR表示电子传递速率,随着不同氮素
处理时间的增加,表现为先增高后急剧下降然后再升高
的过程。T3(硝铵比50∶50)处理中在各次测定时值均
较高,说明其电子传递速率大。Yield表示实际光合效
率,反映叶片用于光合电子传递的能量占所吸收光能的
比例[8],呈现先上升后下降的趋势。T3(硝铵比50∶
50)处理显著高于其它处理组。
  表2 不同氮素形态对凤仙花光合荧光参数Fo、Fv/Fm、ETR、Yield的影响
  Table 2 Efect of diferent nitrogen forms on Fo,Fv/Fm,ETR,Yield of photosynthetic fluorescence
光合荧光参数 处理 0d 4d 8d 12d 16d
Fo  CK  0.159±0.007a 0.155±0.003ab  0.147±0.001ab  0.171±0.005a 0.189±0.004a
T1  0.159±0.007a 0.163±0.001a 0.146±0.004ab  0.170±0.004a 0.170±0.002b
T2  0.162±0.002a 0.160±0.006a 0.144±0.009b 0.170±0.005a 0.181±0.004ab
T3  0.164±0.002a 0.150±0.006ab  0.143±0.001b 0.164±0.005a 0.177±0.004ab
T4  0.163±0.002a 0.141±0.006b 0.167±0.005a 0.165±0.009a 0.178±0.002ab
T5  0.162±0.002a 0.157±0.002a 0.160±0.015ab  0.161±0.008a 0.181±0.007ab
Fv/Fm  CK  0.854±0.001a 0.840±0.005b 0.825±0.017c 0.824±0.004b 0.817±0.001c
T1  0.852±0.001a 0.848±0.005ab  0.835±0.005abc  0.830±0.003ab  0.827±0.001ab
T2  0.853±0.002a 0.853±0.002a 0.844±0.005ab  0.826±0.006ab  0.818±0.004bc
T3  0.853±0.003a 0.854±0.002a 0.849±0.002a 0.837±0.000a 0.832±0.003a
T4  0.854±0.003a 0.856±0.002a 0.830±0.002bc  0.829±0.005ab  0.827±0.002ab
T5  0.854±0.002a 0.856±0.003ab  0.833±0.005abc  0.829±0.001ab  0.822±0.005bc
ETR  CK  39.322±0.637a 41.733±0.500c 19.611±0.206c 37.956±0.390a 38.489±0.182d
T1  37.367±1.411a 47.389±0.284a 20.211±0.090ab  31.433±0.067b 40.244±0.144b
T2  37.822±1.618a 44.789±0.940b 21.044±0.309ab  26.200±6.172b 39.278±0.270c
T3  39.622±0.423a 44.756±0.446b 21.611±0.144a 39.744±0.982a 41.556±0.251a
T4  39.778±0.653a 44.011±0.588b 20.133±0.342bc  39.856±1.161a 39.567±0.369bc
T5  37.822±1.618a 40.800±0.667c 19.589±0.712c 40.867±0.543a 39.500±0.145bc
Yield  CK  0.628±0.009a 0.687±0.009c 0.727±0.008b 0.685±0.007b 0.712±0.004d
T1  0.598±0.021a 0.761±0.001a 0.789±0.003a 0.778±0.002a 0.742±0.004b
T2  0.605±0.024a 0.729±0.015b 0.774±0.007a 0.722±0.025b 0.725±0.005cd
T3  0.629±0.008a 0.730±0.007b 0.778±0.004a 0.765±0.016a 0.757±0.005a
T4  0.634±0.006a 0.722±0.010b 0.755±0.019ab  0.712±0.019b 0.736±0.006bc
T5  0.605±0.024a 0.671±0.012c 0.733±0.012b 0.735±0.008ab  0.731±0.003bc
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北方园艺2013(16):79~82 植物·园林花卉·
2.2.2 不同氮素形态对qP、qN的影响 qP表示光化
学猝灭系数,代表PSⅡ反应中心开放部分的比例,是对
PSⅡ原初电子受体QA氧化态的一种量度[9]。从表3可
以看出,随着时间的推移,qP表现为先逐渐增加再降低
的趋势,在4d时各处理组有显著性差异,即T1、T2、T3
显著高于CK和T5,以后均没有显著性差异。qN表示
非光化学猝灭系数,反映PSⅡ天线色素吸收的光能以热
的形式耗散掉的光能部分[10],随时间表现出先下降再增
高的趋势,在4d和8d时有差异外,其它处理时间测定
均无显著性差异。
  表3 不同氮素形态对凤仙花光合荧光参数qP、qN的影响
  Table 3 Efect of diferent nitrogen forms on qP,qNof photosynthetic fluorescence
光合荧光参数 处理 0d 4d 8d 12d 16d
qP  CK  0.780±0.011a 0.857±0.013cd  0.900±0.005a 0.847±0.026a 0.892±0.020a
T1  0.758±0.011a 0.947±0.001a 0.951±0.024a 0.920±0.021a 0.898±0.023a
T2  0.770±0.018a 0.902±0.019b 0.915±0.027a 0.898±0.035a 0.909±0.004a
T3  0.782±0.010a 0.901±0.009b 0.947±0.015a 0.864±0.026a 0.895±0.003a
T4  0.792±0.006a 0.890±0.013bc  0.926±0.023a 0.885±0.019a 0.894±0.026a
T5  0.770±0.018a 0.826±0.013d 0.895±0.028a 0.912±0.009a 0.894±0.019a
qN  CK  0.228±0.013a 0.175±0.017b 0.156±0.005ab  0.198±0.015a 0.207±0.017a
T1  0.292±0.062a 0.200±0.021ab  0.170±0.021ab  0.178±0.017a 0.228±0.007a
T2  0.312±0.050a 0.230±0.001a 0.189±0.003ab  0.192±0.046a 0.218±0.018a
T3  0.231±0.016a 0.200±0.011ab  0.198±0.009a 0.243±0.033a 0.206±0.012a
T4  0.248±0.014a 0.204±0.001ab  0.148±0.001ab  0.182±0.025a 0.204±0.006a
T5  0.312±0.050a 0.232±0.017a 0.108±0.053b 0.213±0.010a 0.213±0.016a
3 讨论
叶绿素是植物进行光合作用的重要物质基础,其含
量高低是反映植物光合能力的重要指标之一[11]。该试
验中全硝态氮处理和2种形态氮素配施均比单施铵态
氮有利于凤仙花生物量的增加。随着铵态氮增加,全株
鲜重和株高总体呈下降趋势;但在T3处理(硝铵比50∶
50)出现了1个最大峰值,全铵条件下则显著低于其它氮
素处理。T5处理(全铵态氮,100% NH4+)叶绿素和类
胡萝卜素含量均最高,这可能是全铵处理时过量NH4+
阻碍植物叶片扩展所致,叶片的变小可能是叶绿素、类
胡萝卜素浓度增大的主要原因[12]。因此出现T5叶绿
素含量高,而生物量却不高的情况。T3处理组通过降
低叶绿素而提高类胡萝卜素相对含量是一种防御氮素
影响的保护性策略[8]。
不同氮素形态处理凤仙花,Fv/Fm、Yield呈现先升
高后降低的趋势,此外其降低的幅度均要低于CK;ETR
呈现升降升的趋势。和CK相比,各处理组均有提高,
T3处理(硝铵比50∶50)处理时提高最显著。qP反映
了PSⅡ反应中心开放部分的比例,其值随不同氮素形态
处理时间延长先升高后降低,说明凤仙花叶片对氮素处
理产生了胁迫应激反应,qN先降后升,表明凤仙花叶片
通过耗散过剩光能以抵御氮素离子胁迫。在短时间内,
先通过增加电子库容量及增加跨膜ΔpH,使得qP上升,
qN下降。氮素对凤仙花叶绿素荧光具有一定的调控作
用,提高了光合荧光参数中的Fv/Fm、Yield、ETR、qP,
这和张雷明等[13]对小麦的研究相似,也和试验中生物量
变化情况呈正相关。综上所述,氮素处理凤仙花可以提
高光合色素含量,对叶绿素荧光也有一定的调节作用。
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·园林花卉·植物 北方园艺2013(16):82~88
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Effect of Different Nitrogen Forms on Chlorophyl Content and Photosynthetic
Fluorescence Parameters of Impatiens balsamina
HE Hui-liu1,2
(1.Chongqing City Management Colege,Chongqing 401331;2.State Key Laboratory Breeding Base of Eco-Environments and Bio-Resources of
the Three Gorges Reservoir Region,Chongqing 400715)
Abstract:Using Impatiens balsamina seedlings as the materials,the impact of diferent nitrogen forms on chlorophyl
content and photosynthetic fluorescence parameters of Impatiensbalsaminawere studied.The results showed that dealing
with nitrogen forms could efectively promote the accumulation of Impatiens balsaminachlorophyl,besides,in T5(100%
NH+4 ),the contents of photosynthetic pigment obviously rise much higher.In T3(NO-3 ∶NH+4 =50∶50),level of Fv/
Fm,Yield,ETR,qPwas much higher comparing with CK.Thus,appropriately increasing proportion of tric nitrogen was
good for Impatiens balsamina’s growing,NO3-∶NH4+ratio of 50∶50was better.
Key words:Impatiens balsamina;NO3-∶NH4+ratio;chlorophyl;photosynthetic fluorescence parameters
第一作者简介:刘春利(1973-),男,高级工程师,现主要从事林场
经营管理工作。
责任作者:李玉灵(1962-),女,内蒙古集宁人,教授,博士生导师,
现主要从事植物生理生态学与恢复生态学的研究工作。E-mail:
liyuling0425@yahoo.com.cn.
基金项目:河北省科技计划资助项目(12237510;11236713D-12-1)。
收稿日期:2013-04-15
冀北山地不同坡位华北落叶松人工林与
油松天然次生林群落环境分析
刘 春 利1,黄 小 军1,2,刘 晓 博2,赵   娜2,徐 学 华2,李 玉 灵2
(1.木兰林管局,河北 承德068450;2.河北农业大学,河北 保定071000)
  摘 要:以冀北山地华北落叶松人工林与油松天然次生林为研究对象,对不同坡位气象因
子、立地因子等方面的差异进行研究。结果表明:华北落叶松人工林内测定点温湿度均高于油松
林,同一林分内温度差异不显著。落叶松林内照度随着海拔增加逐渐增大,油松群落内坡底照度
最高。油松、落叶松群落随着海拔的增加,各样地相同土层间土壤质量含水量、饱和含水量、相对
含水量逐渐减小,相同海拔落叶松林样地各土层水分指标均高于油松林。油松各样地内土壤容
重随着土层深度的增加而增加,且随着海拔的增高,各样地相同土壤层次容重值增大。落叶松林
变化均不显著。油松各样地土壤孔隙随着土层深度和海拔的增加均变小。落叶松林变化均不显
著,但在相同土层上落叶松林土壤孔隙多于油松林。油松林地土壤颗粒随着土层深度的增加而
减小,落叶松林则增大。油松及落叶松群落坡中样地土壤颗粒均较大。2个林分土壤pH随着土
壤层次的增加而增加,土壤养分含量随土层深度增加而递减;随着海拔增高,相同海拔落叶松林
内有机质、全氮、全磷、碱解氮、有效钾含量均高于油松林,而速效磷则相反。
关键词:冀北山地;华北落叶松人工林;油松天然次生林;群落环境
中图分类号:S 791.2 文献标识码:A 文章编号:1001-0009(2013)16-0082-07
  林下群落环境的研究对该地区植被恢复和重建有
着十分重要的指导意义。人工林和天然林由于起源不
同,经历演替过程不同,林下环境势必出现不同变化趋
势,相同林分不同坡位的环境因子也不尽相同。
以保护滦河上游自然生态环境、自然资源、森林生
态系统和拯救珍稀濒危野生动植物物种及其生物多样
性为宗旨,维持生态平衡,集资源保护、植被恢复、科学
研究为一体的河北木兰围场自然保护区地理位置独特,
具有丰富的野生动植物资源,同时又是滦河上游的生态
主体,是京津风沙源治理工程的主体之一,对京津生态
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