董祥開(kāi) 蔡 悅 張 雷 王敏杰 楊 丹 魏 景 陳曉茹

（連云港師范高等專科學(xué)校海洋港口學(xué)院，江蘇連云港 222006）

1 引言

土地鹽漬化嚴(yán)重影響植物生長(zhǎng)發(fā)育，限制了農(nóng)林業(yè)的發(fā)展［1］。連云港有1000多km2的沿海鹽堿地，可通過(guò)生態(tài)學(xué)措施選育耐鹽植物進(jìn)行種植，逐年改善鹽堿地狀況，從而產(chǎn)生一定經(jīng)濟(jì)效益。

光合作用是綠色植物和某些細(xì)菌利用葉綠素通過(guò)吸收光能產(chǎn)生有機(jī)物的過(guò)程。葉綠素?zé)晒馀c植物光合作用關(guān)系密切，葉綠素的熒光現(xiàn)象指植物吸收光能后，葉綠素分子的分子能級(jí)變成激發(fā)態(tài)而后變回基態(tài)時(shí)釋放的光［2］。當(dāng)前海內(nèi)外熱衷于葉綠素?zé)晒馓匦缘难芯浚⒁褢?yīng)用于植株培植及逆境中生理狀況的研究［3］。通過(guò)研究熒光動(dòng)力學(xué)還可以反映植株在逆境脅迫下光合作用受影響的某些部分［4］。

金銀花為忍冬科植物忍冬的干燥花蕾或帶初開(kāi)的花［5］，常被用作中藥，具有解熱、抗炎、抗病毒等藥理作用，常用于治療感染病。金銀花在我國(guó)分布廣泛，耐鹽耐堿，適應(yīng)性強(qiáng)，經(jīng)濟(jì)效益好。本試驗(yàn)研究受到不同鹽度海水脅迫處理后金銀花的熒光動(dòng)力學(xué)參數(shù)變化，旨在為金銀花在鹽堿地區(qū)的栽種提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料 于試驗(yàn)地江蘇省云臺(tái)山猴嘴風(fēng)景園林管理處選取5株生長(zhǎng)大小基本一致的金銀花植株。試驗(yàn)液即海水，取自連云港東海，設(shè)置5個(gè)鹽度梯度：0%、0.15%、0.3%、0.45%、0.6%，分別用T0（對(duì)照組）、T1、T2、T3、T4表示。按上述5個(gè)梯度分別對(duì)5株已標(biāo)記的金銀花的根部進(jìn)行海水澆灌，3L/次。

1.2 葉綠素?zé)晒鈩?dòng)力學(xué)參數(shù)測(cè)定方法 2016年9月22日至2016年10月9日，每隔1d，每次于晴天9：00—11：00試驗(yàn)，試驗(yàn)前先對(duì)葉片進(jìn)行20min左右的暗處理，后用Yax?in-1161型便攜式熒光測(cè)定儀（北京雅欣理儀科技有限公司）測(cè)定葉綠素?zé)晒鈩?dòng)力學(xué)參數(shù)。每種處理重復(fù)5個(gè)葉片，取平均值。

1.3 數(shù)據(jù)處理 采用Excel 2007，SPSS 22.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理及圖表繪制，SPSS 22.0軟件的配對(duì)樣本t檢驗(yàn)進(jìn)行數(shù)據(jù)差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 海水脅迫對(duì)金銀花初始熒光的影響 由圖1可知，T1與T2組的初始熒光變化不明顯，與對(duì)照差異并不顯著（P＞0.05）。T1組的初始熒光值稍低于對(duì)照，第12d降至最低。T3與T4組的初始熒光均極顯著（p＜0.01）高于對(duì)照，分別升高了6.27%和11.88%（表1），并隨著脅迫鹽度和時(shí)間的增加呈上升趨勢(shì)，T4組的初始熒光高于T3組。

圖1 海水脅迫對(duì)初始熒光的影響

表1 不同鹽度海水對(duì)金銀花初始熒光的影響

2.2 海水脅迫對(duì)金銀花最大熒光的影響 由圖2可知，T1組的變化曲線與對(duì)照幾乎重合，T2組的最大熒光略低于對(duì)照，T3與T4組相對(duì)對(duì)照下降明顯，并且鹽度越大下降趨勢(shì)越明顯。此外，T3組從脅迫的第8d到周期結(jié)束，降低的趨勢(shì)逐漸平緩，T4組從第10d下降趨于平緩。除T2組，其它各組與對(duì)照相比差異均顯著（p＜0.05），T3、T4組差異更顯著（p＜0.01）（表2）。

圖2 海水脅迫對(duì)最大熒光的影響

表2 不同鹽度海水處理對(duì)金銀花最大熒光的影響

2.3 海水脅迫對(duì)金銀花最大光化學(xué)效率的影響 由圖3可知，T2組和對(duì)照之間的差異不明顯（P＞0.05），T1與對(duì)照相比差異顯著（p＜0.05），T3、T4組和對(duì)照之間差異極其顯著（p＜0.01）（表3），T3、T4組隨脅迫加深呈下降趨勢(shì)，分別下降2.69%與6.20%，但是幅度不大，且在脅迫后期趨于穩(wěn)定。

圖3 海水脅迫對(duì)最大光化學(xué)效率的影響

表3 不同鹽度海水對(duì)金銀花最大光化學(xué)效率的影響

2.4 海水脅迫對(duì)金銀花光化學(xué)猝滅系數(shù)的影響 由圖4和表4可知，T1組的光化學(xué)猝滅系數(shù)比對(duì)照高，差異極顯著（p＜0.01）；T2組與對(duì)照無(wú)顯著差異（P＞0.05）；T3與T4組的光化學(xué)猝滅系數(shù)均極顯著下降（p＜O.O1），且隨脅迫加深下降越明顯，分別下降了1.56%、3.88%。

圖4 海水脅迫對(duì)光化學(xué)猝滅系數(shù)的影響

表4 不同鹽度海水處理對(duì)金銀花光化學(xué)猝滅系數(shù)的影響

2.5 海水脅迫對(duì)金銀花非光化學(xué)猝滅系數(shù)的影響 由圖5和表5可知，T1組的非光化學(xué)猝滅系數(shù)略低于對(duì)照，而T2組稍高于對(duì)照，兩者差異并不明顯（P＞0.05）。隨著海水鹽度的增加，T3與T4組均極顯著高于對(duì)照（p＜0.01），且分別升高了3.82%和5.04%。

圖5 海水脅迫對(duì)非光化學(xué)猝滅系數(shù)的影響

表5 不同鹽度海水對(duì)金銀花非光化學(xué)猝滅系數(shù)qN的影響

3 討論

葉綠素?zé)晒鈩?dòng)力學(xué)參數(shù)是描述植物光合生長(zhǎng)狀況及作用機(jī)理的變量或常數(shù)值，葉綠素吸收的光能主要以光合作用，葉綠素?zé)晒?，熱耗散形式消耗?］。初始熒光升高和最大光化學(xué)效率降低也被用作發(fā)生光抑制現(xiàn)象的判斷依據(jù)［7］。海水脅迫尤其脅迫加重使金銀花的光合作用受到干擾，導(dǎo)致光能過(guò)剩發(fā)生光抑制現(xiàn)象。植物發(fā)生光抑制由2個(gè)方面引起，一是熱耗散，即PSII可逆失活；二是PSII不可逆損壞導(dǎo)致Q1蛋白降解速度大于合成速度。脅迫較弱時(shí)，初始熒光減少，最大熒光增大，光抑制由于PSII天線色素?zé)岷纳⒃黾铀?。脅迫較強(qiáng)時(shí)，初始熒光增大，最大熒光減少，PSII受到一定程度的可逆破壞。T1脅迫下，初始熒光與非光化學(xué)猝滅系數(shù)下降，最大熒光、最大光化學(xué)效率、光化學(xué)猝滅系數(shù)升高，說(shuō)明植株沒(méi)有光抑制現(xiàn)象或較弱，金銀花可以更好的利用光能，證實(shí)金銀花有一定的耐鹽性。PSII天線色素吸取的光能與光化學(xué)電子傳遞的比例被定義為光化學(xué)猝滅系數(shù)（qP），表明PSII反應(yīng)中心的開(kāi)放水平。而T1處理的光化學(xué)猝滅系數(shù)比對(duì)照高，說(shuō)明T1處理的金銀花天線色素吸收的光能可以更多的被用于電子傳遞［8］。T2脅迫下，各熒光參數(shù)與對(duì)照差異不顯著，說(shuō)明此時(shí)光抑制是植株正常情況下產(chǎn)生。T3與T4脅迫下，初始熒光與非光化學(xué)猝滅系數(shù)增高且隨脅迫加重而增加，最大熒光、最大光化學(xué)效率、光化學(xué)猝滅系數(shù)減小，且隨海水脅迫的加劇增加。qN是非光化學(xué)淬滅系數(shù)，指PSⅡ所吸收的光能過(guò)多而不能再用于光合電子傳遞，通過(guò)提高熱耗散來(lái)消耗過(guò)剩的光能［9］。非光化學(xué)猝滅系數(shù)升高表明以熱耗散的形式散失的光能增多，說(shuō)明植物在進(jìn)行調(diào)節(jié)達(dá)到自我保護(hù)［10］。植物的最大光化學(xué)效率（Fv/Fm）作為判定植物受到脅迫與否的指標(biāo)，在T3、T4脅迫下該指標(biāo)均呈下降趨勢(shì)，說(shuō)明植物受到了脅迫，而且最大熒光的減小也進(jìn)一步佐證。但下降的幅度并不大且后期慢慢趨于穩(wěn)定，說(shuō)明脅迫導(dǎo)致的光抑制程度并不嚴(yán)重，反應(yīng)了金銀花確實(shí)有較強(qiáng)的耐鹽性。海水鹽度為0.45%和0.6%時(shí)，對(duì)金銀花的生長(zhǎng)略有抑制，但在試驗(yàn)結(jié)束時(shí)這2組金銀花仍然存活，葉片也沒(méi)有萎蔫現(xiàn)象。

綜上，本試驗(yàn)初步揭示了金銀花在逆境下的自我保護(hù)機(jī)制，證實(shí)了金銀花具有較強(qiáng)的耐鹽性，海水鹽度為0.15%左右更有利于生長(zhǎng)。