張 超

（太原大學(xué)外語師范學(xué)院，山西太原030012）

美國紅櫨（ Cotinus coggygria‘ Royal purple’）是漆樹科黃櫨屬美國黃櫨（C.coggygria）的變種。春季，葉色鮮紅或紫紅；夏季新生葉紅紫色，下部葉轉(zhuǎn)綠；秋季葉片鮮紅。其作為園林建設(shè)中的彩葉植物，被北京等城市列為5大主要栽培樹種之一[1]。由于彩葉植物的葉色表達較為復(fù)雜，不同于普通綠葉植物，在養(yǎng)護中常常出現(xiàn)彩葉植物“沒色彩”的現(xiàn)象，如北京香山彩葉植物在養(yǎng)護中常出現(xiàn)此類問題[2]。

本試驗在借鑒姚硯武等[3-5]研究的基礎(chǔ)上，以自然條件下露地栽培的美國紅櫨為試材，對其葉片的色素含量、可溶性糖含量的季節(jié)變化情況及葉片色素分布、葉片各組織厚度分別進行了觀察和測定，旨在為彩葉植物生長季的養(yǎng)護，尤其是肥料施用以及保證葉色的良好表達提供一定的參考依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗地概況

試驗以露地栽培的2年生美國紅櫨為試材，于2009年5—6月在山西農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院苗圃進行。試驗地位于山西省中部，海拔790 m，屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候，春季多干旱風(fēng)，夏季炎熱，秋季涼爽，冬季寒冷。晝夜溫差大，年均氣溫9℃左右，1月均溫約7℃，7月均溫約為23℃。年降水量540 mm左右，無霜期140～180 d。

1.2 測定項目及方法

2009年5—9月，分別于每月中旬在植株向陽面選取發(fā)育成熟的葉片進行測定。

1.2.1 葉綠素含量的測定 葉綠素含量的測定使用722型分光光度計參照文獻[2]中乙醇比色法進行[6]。

1.2.2 花色素苷的測定[7]使用酸性甲醇提取葉片色素，再加入氯仿，將葉綠素與花色素苷分開，取上層液體，用722型分光光度計分別在530，657 nm處測定吸光值，計算花色素苷含量。

1.2.3 可溶性糖的測定[6]（1）稱取2.00 g新鮮葉片，加乙醚研磨至漿狀物；將研磨物用70℃蒸餾水洗滌至25 mL刻度試管中（約15 mL），置于70～80℃水浴鍋中加熱30 min；待冷卻后滴入飽和醋酸鉛，振動（除去蛋白質(zhì)）直至沒有白色沉淀產(chǎn)生為止，并加少許草酸鈉粉末，以除去多余的鉛；定容至25 mL，過濾。（2）吸取上述糖提取液1 mL放入一潔凈試管中，加5 mL蒽酮試劑，混勻后置于沸水浴中煮沸10 min；待冷卻后，使用DU640型紫外可見光分光光度計測定600 nm處的吸光值；從標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得濾液中所含糖量，計算樣品中可溶性糖的質(zhì)量分數(shù)。

1.2.4 葉片解剖結(jié)構(gòu)的觀測 6月中旬，選取成熟、無病蟲害的葉片，在葉片中脈基部1/3處取樣5 mm×5 mm進行徒手切片，使用麥克奧迪實業(yè)集團有限公司生產(chǎn)的BA450型顯微鏡在放大360×條件下觀測花色素苷的分布情況，并進行顯微攝影和測量。

2 結(jié)果與分析

2.1 美國紅櫨葉片花色素苷含量的季節(jié)變化

花色素苷是植物中一大類次生代謝產(chǎn)物，為多酚類黃酮化合物。它溶于水，無毒性，以糖苷的形式廣泛存在于植物器官的液泡中，在不同條件下會分別呈現(xiàn)紅、紫紅、藍等顏色?；ㄉ剀詹粌H被視為一類廣譜而有效的植物保護因子，同時也參與植物的葉色表達[8]，是影響彩葉植物葉色表達的重要色素[9]。各月份紅櫨葉片花色素苷含量測定結(jié)果如圖1所示。

由圖1可知，5月份正值春季，葉片開始發(fā)育，此時花色素苷含量極高；5—7月逐漸進入夏季，氣溫迅速上升，葉片基本發(fā)育成熟，葉片中花色素苷逐漸降低；7—9月進入秋季，氣溫有所下降，花色素苷含量又出現(xiàn)較大幅度上升。這是由于在春季葉片剛剛開始發(fā)育，各組織結(jié)構(gòu)發(fā)育不完善，葉綠素含量較少，花色素苷的含量相對較高，美國紅櫨春季葉片呈現(xiàn)鮮嫩或亮麗的紅色。在進入夏季以后，溫度升高，葉片組織逐漸成熟，葉綠體發(fā)育完善，使得葉綠素占優(yōu)勢，花色素苷含量下降，樹體上部葉片呈現(xiàn)深紅色，下部葉片會出現(xiàn)返青現(xiàn)象。夏末秋初，葉片衰老，葉綠素逐漸分解，此時花色素苷含量又占主導(dǎo)，整株葉片均呈現(xiàn)深紅色。

2.2 美國紅櫨質(zhì)體色素的季節(jié)變化

2.2.1 葉綠素含量的季節(jié)變化 葉綠素是光合作用中的綠色色素，是光合作用中捕獲光的主要成分。在高等植物葉綠體中，葉綠素主要包括葉綠素a和葉綠素b，由于結(jié)構(gòu)差別，葉綠素a在葉片中呈藍綠色，葉綠素b在葉片中呈黃綠色。葉綠素a，b的含量與比例影響著葉色的表達[10]。各月份美國紅櫨葉片的葉綠素含量測定結(jié)果如圖2所示。

從圖2可以看出，在5—9月，葉綠素a和葉綠素b含量變化趨勢相同，均為單峰曲線；5—7月呈上升趨勢，7月份葉綠素a，b的含量達到最高峰，隨后呈下降趨勢。

結(jié)合圖1，2可以看出，葉片花色素苷與葉綠素含量的季節(jié)變化呈現(xiàn)完全相反的趨勢。春季（5—6月）葉片開始生長，葉片內(nèi)質(zhì)體發(fā)育不完善，所以葉綠素含量較低；進入夏季后，葉片逐漸發(fā)育完整，各細胞器充分發(fā)育，此時葉綠素含量達到整個生長期的最高峰；進入秋季（8—9月）后，天氣漸涼，葉片開始衰老，葉綠素分解，其含量呈下降趨勢。葉片從剛剛展開到完全成熟這一過程中，都在不斷地積累同化產(chǎn)物和完善內(nèi)部結(jié)構(gòu)，同化產(chǎn)物包括谷氨酸以及礦質(zhì)元素等合成葉綠素所需的一切物質(zhì)[11]。所以，葉片越成熟，合成的葉綠素也越多。隨著季節(jié)推移，葉綠素含量呈上升趨勢，入秋后，葉片逐漸停止生長并開始衰老，葉片細胞逐步表現(xiàn)出一系列的老化特征：質(zhì)膜變性，新陳代謝受影響，線粒體減少，DNA變性失活等[12]，這些都減少了葉綠素的合成。

2.2.2 類胡蘿卜素含量的季節(jié)變化 類胡蘿卜素是一類普遍存在于高等植物中的天然化合物，不溶于水而溶于有機溶劑。在葉綠體中類胡蘿卜素含有2種色素，即胡蘿卜素和葉黃素，前者呈橙黃色，后者為黃色，主要功能為吸收和傳遞光能，保護葉綠素，是光合作用中不可缺少的光合色素[13]。

從圖3可以看出，5—9月美國紅櫨葉片的類胡蘿卜素含量變化趨勢呈單峰曲線，5—7月上升，7月達到頂峰隨后下降。類胡蘿卜素作為存在于葉綠體中一種比較穩(wěn)定的輔助色素，它的合成也受到葉片發(fā)育階段的影響，其含量變化趨勢與葉綠素相同，這是由于隨著季節(jié)更替，葉片從生長發(fā)育到成熟衰老這一過程所導(dǎo)致。

2.3 美國紅櫨葉片中可溶性糖的季節(jié)變化

可溶性糖主要指可溶于水和乙醇的單糖和寡聚糖，它們是參與植物新陳代謝的重要底物。植物在不同發(fā)育時期，其代謝活動也發(fā)生不同變化，碳水化合物的代謝也是如此，其含量也會隨之發(fā)生改變。

從圖4可以看出，5—9月，紅櫨葉片的可溶性糖含量變化趨勢為單峰曲線。可溶性糖含量大幅度的上升階段出現(xiàn)在5—7月，7月后逐漸下降。從圖2、4還可以看出，葉綠素含量與可溶性糖含量的變化趨勢相同，葉綠素增加的同時可溶性糖也在增加，因為葉綠素含量增加，光合作用增強，碳水化合物產(chǎn)量也隨之提高。

2.4 美國紅櫨葉片中色素分布和各組織厚度的變化

植物中的花色素苷主要存在于液泡中，顯花植物的花色素苷可以吸引昆蟲，幫助傳粉受精，間接地促成植物種子的形成[14]。

植物葉片的組織結(jié)構(gòu)是反映其逆境耐受力的因素之一[15]，由葉片的顯微觀察（圖5）可知，紅櫨葉片中的花色素苷主要分布在葉片的上表皮細胞中，在光學(xué)顯微鏡下呈現(xiàn)明顯的紅紫色，而在柵欄與海綿組織細胞中基本沒有分布。通過微觀測量可知，柵欄組織厚度約占葉片厚度的39.7%，海綿組織厚度約占葉片厚度的37.8%；葉片上下表皮厚度約占葉片厚度的22.5%。

3 結(jié)論與討論

本研究通過對自然條件下紅櫨葉片中葉綠素、類胡蘿卜素及花色素苷的測定分析可以看出，葉片在春、夏、秋3個季節(jié)中呈現(xiàn)不同葉色，直接原因是葉綠素、胡蘿卜素、花色素苷含量發(fā)生變化，各色素之間的比例隨之發(fā)生改變，從而導(dǎo)致了紅櫨在不同季節(jié)呈現(xiàn)出不同的葉色。美國紅櫨葉片解剖觀察表明，其柵欄組織發(fā)達，有較強的光合能力。

在實際的栽培和應(yīng)用中，園林工作者常會不加區(qū)別地施用各種肥料，氮肥會促進植物葉片的生長，但施用氮肥過量會導(dǎo)致葉片中葉綠素含量增高[16]，從而抑制彩葉植物獨特的葉色表達，所以追肥時要控制氮磷鉀肥料的比例。此外，彩葉植物葉色能夠正常表達的前提之一是充足的光照，因此，在美國紅櫨的栽培修剪中要開光路，即保證樹冠下部的葉片能夠得到光照，通過修剪下垂枝、徒長枝、重疊枝等措施保證紅櫨整體葉色的均勻表達。

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