張 超

（太原大學(xué)外語(yǔ)師范學(xué)院，山西太原030012）

美國(guó)紅櫨（ Cotinus coggygria‘ Royal purple’）是漆樹(shù)科黃櫨屬美國(guó)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(shù)種之一[1]。由于彩葉植物的葉色表達(dá)較為復(fù)雜，不同于普通綠葉植物，在養(yǎng)護(hù)中常常出現(xiàn)彩葉植物“沒(méi)色彩”的現(xiàn)象，如北京香山彩葉植物在養(yǎng)護(hù)中常出現(xiàn)此類問(wèn)題[2]。

本試驗(yàn)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(guó)紅櫨為試材，對(duì)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(jìn)行了觀察和測(cè)定，旨在為彩葉植物生長(zhǎng)季的養(yǎng)護(hù)，尤其是肥料施用以及保證葉色的良好表達(dá)提供一定的參考依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)以露地栽培的2年生美國(guó)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(jìn)行。試驗(yàn)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(wú)霜期140～180 d。

1.2 測(cè)定項(xiàng)目及方法

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

1.2.1 葉綠素含量的測(cè)定 葉綠素含量的測(cè)定使用722型分光光度計(jì)參照文獻(xiàn)[2]中乙醇比色法進(jìn)行[6]。

1.2.2 花色素苷的測(cè)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(kāi)，取上層液體，用722型分光光度計(jì)分別在530，657 nm處測(cè)定吸光值，計(jì)算花色素苷含量。

1.2.3 可溶性糖的測(cè)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(dòng)（除去蛋白質(zhì)）直至沒(méi)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(guò)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(jiàn)光分光光度計(jì)測(cè)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(jì)算樣品中可溶性糖的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

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

2 結(jié)果與分析

2.1 美國(guó)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(wú)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(huì)分別呈現(xiàn)紅、紫紅、藍(lán)等顏色?；ㄉ剀詹粌H被視為一類廣譜而有效的植物保護(hù)因子，同時(shí)也參與植物的葉色表達(dá)[8]，是影響彩葉植物葉色表達(dá)的重要色素[9]。各月份紅櫨葉片花色素苷含量測(cè)定結(jié)果如圖1所示。

由圖1可知，5月份正值春季，葉片開(kāi)始發(fā)育，此時(shí)花色素苷含量極高；5—7月逐漸進(jìn)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(jìn)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(kāi)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(duì)較高，美國(guó)紅櫨春季葉片呈現(xiàn)鮮嫩或亮麗的紅色。在進(jìn)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(shì)，花色素苷含量下降，樹(shù)體上部葉片呈現(xiàn)深紅色，下部葉片會(huì)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(shí)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(guó)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(lán)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(dá)[10]。各月份美國(guó)紅櫨葉片的葉綠素含量測(cè)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(shì)相同，均為單峰曲線；5—7月呈上升趨勢(shì)，7月份葉綠素a，b的含量達(dá)到最高峰，隨后呈下降趨勢(shì)。

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(shì)。春季（5—6月）葉片開(kāi)始生長(zhǎng)，葉片內(nèi)質(zhì)體發(fā)育不完善，所以葉綠素含量較低；進(jìn)入夏季后，葉片逐漸發(fā)育完整，各細(xì)胞器充分發(fā)育，此時(shí)葉綠素含量達(dá)到整個(gè)生長(zhǎng)期的最高峰；進(jìn)入秋季（8—9月）后，天氣漸涼，葉片開(kāi)始衰老，葉綠素分解，其含量呈下降趨勢(shì)。葉片從剛剛展開(kāi)到完全成熟這一過(guò)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(shì)，入秋后，葉片逐漸停止生長(zhǎng)并開(kāi)始衰老，葉片細(xì)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(jī)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(hù)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(guó)紅櫨葉片的類胡蘿卜素含量變化趨勢(shì)呈單峰曲線，5—7月上升，7月達(dá)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(shì)與葉綠素相同，這是由于隨著季節(jié)更替，葉片從生長(zhǎng)發(fā)育到成熟衰老這一過(guò)程所導(dǎo)致。

2.3 美國(guó)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(shí)期，其代謝活動(dòng)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(huì)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(shì)為單峰曲線?？扇苄蕴呛看蠓鹊纳仙A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(shì)相同，葉綠素增加的同時(shí)可溶性糖也在增加，因?yàn)槿~綠素含量增加，光合作用增強(qiáng)，碳水化合物產(chǎn)量也隨之提高。

2.4 美國(guó)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(chóng)，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(xì)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(xì)胞中基本沒(méi)有分布。通過(guò)微觀測(cè)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(guò)對(duì)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(cè)定分析可以看出，葉片在春、夏、秋3個(gè)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(guó)紅櫨葉片解剖觀察表明，其柵欄組織發(fā)達(dá)，有較強(qiáng)的光合能力。

在實(shí)際的栽培和應(yīng)用中，園林工作者常會(huì)不加區(qū)別地施用各種肥料，氮肥會(huì)促進(jìn)植物葉片的生長(zhǎng)，但施用氮肥過(guò)量會(huì)導(dǎo)致葉片中葉綠素含量增高[16]，從而抑制彩葉植物獨(dú)特的葉色表達(dá)，所以追肥時(shí)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(dá)的前提之一是充足的光照，因此，在美國(guó)紅櫨的栽培修剪中要開(kāi)光路，即保證樹(shù)冠下部的葉片能夠得到光照，通過(guò)修剪下垂枝、徒長(zhǎng)枝、重疊枝等措施保證紅櫨整體葉色的均勻表達(dá)。

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