国产日韩欧美一区二区三区三州_亚洲少妇熟女av_久久久久亚洲av国产精品_波多野结衣网站一区二区_亚洲欧美色片在线91_国产亚洲精品精品国产优播av_日本一区二区三区波多野结衣 _久久国产av不卡

?

夜間光照和不同葉位對石楠葉片葉綠素?zé)晒馓卣鞯挠绊?/h1>
2020-11-13 12:47胡小瑛韓佳怡武悅萱封程越張蓓蓓
陜西農(nóng)業(yè)科學(xué) 2020年10期
關(guān)鍵詞:石楠夜景葉綠素

胡小瑛,景 琦,韓佳怡,武悅萱,封程越,張蓓蓓

(陜西省災(zāi)害監(jiān)測與機理模擬重點實驗室/寶雞文理學(xué)院 地理與環(huán)境學(xué)院,陜西 寶雞 721013)

1 引言

近年來城市化建設(shè)、夜景經(jīng)濟、國內(nèi)外重大實踐活動等多重有利因素帶動了城市夜景照明需求的持續(xù)、快速增長[1]。光照是植物生長生存發(fā)展過程中的重要工作條件。植物在光照狀態(tài)下吸收光能,進(jìn)行光合作用,以合成自身生長發(fā)育過程中所需要的有機物質(zhì),為自身的生長發(fā)育提供了物質(zhì)基礎(chǔ),進(jìn)而促進(jìn)植物生長發(fā)育[2]。城市夜景照明對植物的生長發(fā)育及生理生態(tài)產(chǎn)生影響的原因是因為其增加了植物的夜間光照時間[3]。根據(jù)學(xué)習(xí)前人對某些經(jīng)濟植物進(jìn)行的研究可以發(fā)現(xiàn):夜間照明破壞了植物的生物鐘節(jié)律,影響植物花芽和冬芽的形成以及休眠[4~5]。龍作義等給樹木延長光照時間促進(jìn)了其生長發(fā)育[6]。光照強度不僅是是一種環(huán)境因子,還是一種環(huán)境信號,它通過植物體的光敏色素對植物的生長發(fā)育過程產(chǎn)生影響[7]。在夜間照明的影響下,植物葉片所能夠接收到的光照強度差異于處于自然狀態(tài)下所能夠接收到的光強,進(jìn)而對植物直接產(chǎn)生影響[7]。

在植物光合作用研究中的光系統(tǒng)間的能量傳遞、熒光淬滅分析和環(huán)境逆境生理的研究中,葉綠素?zé)晒鈩恿W(xué)發(fā)揮著不可替代的重要作用[8]。葉綠素?zé)晒鈩恿W(xué)可以實現(xiàn)在自然環(huán)境條件下或在原位狀態(tài)下,以含有葉綠體的器官組織細(xì)胞或完整植物葉片為材料,對光合作用動態(tài)變化特征進(jìn)行精確分析測定和研究,以及各種自然外界因子對植物產(chǎn)生的微小影響進(jìn)行探究[9]。近年來,在植物生理生態(tài)測試技術(shù)的不斷發(fā)展下,國內(nèi)外學(xué)者對城市夜景照明光污染下的葉綠素?zé)晒鈩恿W(xué)進(jìn)行了大量的研究和分析[10~15]。石楠適宜較溫暖較濕潤的氣候,喜光且耐蔭,主要種植在我國長江和秦嶺以南地區(qū),少量在華北地區(qū)[16]。石楠萌發(fā)能力強、耐修剪,具有一定的觀賞價值,因此被廣泛用于園林設(shè)計中。本試驗以石楠為研究對象,分析在夜景照明和不同葉位下葉片的葉綠素?zé)晒獠町?,為石楠在園林栽培中提供可靠的理論基礎(chǔ)。

2 材料與方法

2.1 試驗地概況與試驗材料

試驗地為陜西省寶雞市渭濱區(qū)高新大道道路南側(cè),地處東經(jīng)107°22′,北緯34°35′,位于秦嶺以北關(guān)中平原地區(qū)。試驗材料為薔薇科植物--石楠(Photinia serratifolia Kalkman),是園林設(shè)計中常用的觀賞常綠小喬木之一[17]。試驗階段天氣晴朗,無風(fēng),適合進(jìn)行植物熒光參數(shù)的測定。

2.2 試驗方法

于2019年10月20日晚上20:00-23:30選取有無燈光照射條件下健康無蟲害的高、中、低三個葉位的葉片(各三片)進(jìn)行20 min暗適應(yīng),采用便攜式葉綠素?zé)晒鈨x(MINI-PAM, WALZ, German)測定自然環(huán)境條件下石楠葉片的葉綠素?zé)晒鈪?shù)和快速誘導(dǎo)動力學(xué)曲線(OJIP)。 測定參數(shù)內(nèi)容包括:初始熒光(Fo)、最大熒光(Fm)、PSII的最大光化學(xué)效率(Fv/Fm)、光化學(xué)性能指數(shù)(PIabs),比活性參數(shù):單位反應(yīng)中心可以吸收的光能(ABS/RC)、單位反應(yīng)中心捕獲的光能(TRo/RC)、單位反應(yīng)中心用于電子傳遞的能量(ETo/RC)、單位反應(yīng)中心耗散掉的能量(DIo/RC)[18-19],并繪制葉綠素?zé)晒鈩恿W(xué)(OJIP)曲線。

表1 試驗處理

2.3 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 24.0統(tǒng)計分析軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析、 LSD多因素比較分析,Origin 2018進(jìn)行作圖。

3 結(jié)果與分析

3.1 燈光照明和不同葉位對Fo、Fm、Fv/Fm及PIabs差異分析

初始熒光(Fo)與PSII反應(yīng)中心活性相關(guān),是光合系統(tǒng)在暗適應(yīng)時PSII中心全部開放時的熒光強度[20~21]。最大熒光(Fm)代表光合機構(gòu)在已經(jīng)暗適應(yīng)的情況下全部PSII中心都關(guān)閉時的熒光強度[22]。由圖1可知,在有光照條件下,熒光值隨著葉位的降低而升高,Y3處Fo、Fm均達(dá)到最大值,并且與其他葉位之間存在顯著性差異;無光照條件下,W1處Fo、Fm均有最大值,各葉位之間不存在顯著性差異。相比之下,無光照條件下葉片F(xiàn)o、Fm值均高于有光照條件下的葉片熒光值從大到小依次為:W1>W2>W3>Y3>Y2>Y1。

PSII的最大光化學(xué)效率(Fv/Fm)反映PSII反應(yīng)中心內(nèi)原初光能的轉(zhuǎn)換效率,是能夠良好表現(xiàn)光抑制程度的指標(biāo)[23]。由圖2可知,在有光照條件下,F(xiàn)v/Fm在Y2處達(dá)到最大值,與其他葉位之間存在顯著性差異;無光照條件下,W1處出現(xiàn)有最大值,熒光值隨著葉位的降低而升高,葉位之間不存在顯著性差異。相比之下,無光照條件下葉片F(xiàn)o、Fm值均高于有光照條件下的葉片,熒光值從大到小依次為Y2>Y1>Y3>W1>W2>W3。光化學(xué)性能指數(shù)(PIabs)包括三個內(nèi)容:光能的吸收、光能的捕獲和電子傳遞,以反映光系統(tǒng)的活性[18]。結(jié)合PIabs來看,在有光照條件下石楠葉片各葉位之間存在顯著性差異。

3.2 燈光照明和不同葉位比活性參數(shù)差異分析

ABS/RC、TRo/RC、ETo/RC、DIo/RC分別反映PSII系統(tǒng)單位反應(yīng)中心對光能的吸收,捕獲,傳遞以及耗散的能量[18~19]。由表2可知,有光照條件下ABS/RC、TRo/RC、ETo/RC、DIo/RC值呈現(xiàn)中位<高位<低位的變化趨勢。在Y3處ABS/RC、TRo/RC、ETo/RC、DIo/RC的值有最大值,說明有光照低葉位處葉片的單位反應(yīng)中心用于心吸收、捕獲,傳遞和耗散的能量最多。在無光照條件下不同葉位虹之間的不存在顯著性差異。無光照條件下葉片ABS/RC、TRo/RC、ETo/RC、DIo/RC普遍高于有光照條件下的葉片。兩種光照條件之間存在顯著性差異。對比F值發(fā)現(xiàn),ABS/RC、TRo/RC、ETo/RC、DIo/RC均存在極顯著性差異,其中DIo/RC的差異性最大,ETo/RC的差異性最小。

表2 夜間燈光照射和不同葉位的ABS/RC、TRo/RC、ETo/RC、DIo/RC差異分析分析

3.3 燈光照射和不同葉位葉片的葉綠素?zé)晒鈩恿W(xué)曲線差異分析

葉綠素?zé)晒庠诠獍缔D(zhuǎn)移的過程中,達(dá)到最終穩(wěn)態(tài)發(fā)射時的所有變化即為葉綠素?zé)晒庹T導(dǎo)[8~9]。葉綠素?zé)晒庹T導(dǎo)曲線是指在持續(xù)光照下,單位工作時間(t)的熒光產(chǎn)量[8]。經(jīng)過暗適應(yīng)處理后的葉片突然暴露在光照下時,葉片綠色組織會在極短時間發(fā)出的熒光強度會發(fā)生劇烈變化[24]??赏ㄟ^對植物的葉綠素?zé)晒饪焖僬T導(dǎo)曲線中的四個拐點(O、J、I、P)研究分析,反映出PSII反應(yīng)中心原初光化學(xué)反應(yīng)的信息[25]。在通常情況下,O點是剛暴露在光下的最低熒光點,最高峰點是P點,而這兩點(O點和P點)之間的熒光變化過程就是葉綠素?zé)晒庹T導(dǎo)動力學(xué)曲線[26]。

由圖3可知,Y1、Y2、Y3、W1、W2、W3的OJIP曲線在O點處沒有明顯差異。在J點(2 ms)處以無光照條件下葉片的熒光值較高,各葉位之間不存在顯著性差異;有光照條件下,隨著葉位的降低,熒光值呈升高趨勢,各葉位之間存在顯著性差異。在I點(30 ms)處,各處理之間熒光值的差異逐漸增大,無光照仍高于有光照的熒光值。有光照條件下各葉位之間熒光值存在顯著性差異,隨著葉位的升高,熒光值逐漸降低。當(dāng)熒光值逐漸趨于穩(wěn)定,達(dá)到P點處,各處理間差異達(dá)到最大化,以無光照條件下葉片熒光值普遍較高。

4 結(jié)論與討論

在有光照條件下,石楠Fo和Fm值在低位處有最大值,并且隨著葉位的升高而降低,說明葉片對光能的利用效率與電子反應(yīng)程度隨著夜景光照的增強而降低。無光照條件下Fo和Fm值無顯著性差異,并且熒光值普遍高于有光照條件下的葉片,說明夜景燈光照明在一定程度上限制了植物對光能的捕獲能力。Fv/Fm和PIabs值在有燈照條件下,以中位處的值為最大,說明該葉位處葉片對光能大的利用率更高;在無燈照條件下,葉位越高,葉片的電子傳遞效率越高,光合性能越好。

在有光照條件下和無光照條件下,石楠ABS/RC、TRo/RC、ETo/RC、DIo/RC均在低位處最高,說明低葉位葉片單位反應(yīng)中心對光能的吸收、捕獲、傳遞電子的能力最強、耗散能力較弱。隨著葉位的升高,光照強度的逐漸增高,石楠的TRo/RC先降低后升高,ABS/RC升高,ETo/RC和DIo/RC先減少后增加,可知石楠的單位反應(yīng)中心吸收的光能在增加、單位反應(yīng)中心捕獲的光能、用于電子傳遞的能量、耗散掉的能量先減少后增加。無光照條件下ABS/RC、TRo/RC、ETo/RC、DIo/RC無顯著性差異,并且熒光值普遍高于有光照條件下的葉片,說明日光照明促進(jìn)了葉片PSII反應(yīng)中心捕獲電子的能力,從而導(dǎo)致傳遞電子的能量隨之增大。

熒光動力學(xué)曲線有四相O-J-I-P,分別對應(yīng)了不同的反應(yīng)階段,由圖3可知,6種處理下的OJIP曲線變化趨勢大致相同,無光照條件下OJIP曲線整體大于有光照條件下葉片的熒光值。在O點處沒有顯著性差異。在J點處,有光照條件下熒光值差異逐漸增大,并隨著葉位的升高而降低;J點到I點之間,無燈照條件下葉片的熒光值普遍較高,說明日光照明促進(jìn)了PSII反應(yīng)中心捕獲能量中電子傳遞效率,使得QA-向QB-的電子傳遞過程中所耗散的能量最小。隨著時間的推移,在P點處,差異達(dá)到最大化,以無光照條件下葉片熒光值為最大。

綜上所述,石楠生長于夜景照明條件下時,以低葉位處熒光特性為最佳,并且隨著葉位的升高,光強逐漸增強,葉綠素?zé)晒鈪?shù)及葉綠素?zé)晒鈩恿W(xué)曲線逐漸降低;無夜景照明條件下,各葉位之間無顯著性差異,并且無夜景照明條件下葉片相對夜景照明條件下長勢較好。根據(jù)試驗結(jié)果,建議在夜景照明環(huán)境下,石楠更適合在弱光條件下生長。在本試驗中,由于石楠植株的高度限制,葉片的相對高度差可能不夠,可能對本次試驗的結(jié)果產(chǎn)生影響,在以后的試驗中將對上述方面進(jìn)行改進(jìn)。

猜你喜歡
石楠夜景葉綠素
琵琶扣
石楠國畫作品選登
提取葉綠素
美好時光里,石楠猶自開
鋅對白菜和香蔥葉綠素含量的影響研究
高平夜景
綠茶保存要精心
石楠:用苦難詮釋苦難
日本城市夜景
城市夜景