謝晨陽，劉斗南，許麗穎

(1.黑龍江省林業(yè)科學(xué)院牡丹江分院，黑龍江 牡丹江 157010；2.牡丹江師范學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院， 黑龍江 牡丹江 157011；3.牡丹江師范學(xué)院生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院， 黑龍江 牡丹江 157011)

隨著城市環(huán)境建設(shè)越來越重要，彩葉植物已經(jīng)成為美化城市環(huán)境的一種重要的植物材料。近幾年，我國從外國引進(jìn)了多種彩色葉植物，增加了城市的色彩[1]。成為園林綠化的一種新時尚。金葉風(fēng)箱果(Physocarpusopulifoliusvar.luteus)和紫葉風(fēng)箱果(Physocarpusopulifolius‘Summer Wine’)，是近年來比較常見的從外國引進(jìn)國內(nèi)的薔薇科、風(fēng)箱果屬花灌木[1-2]。適合作庭院觀賞、帶狀花壇、自然式純植等[3]。豐富了園林景觀層次和城市色彩，具有較高的觀花、觀葉、觀果的三重觀賞效果。目前，關(guān)于對彩葉風(fēng)箱果的研究，主要集中在對彩葉風(fēng)箱果抗性、培育繁殖、光合特性等方面。如許楠等[4]對其抗旱性、翟曉宇[1]和劉曉東等[2]對其抗寒性、谷忠義[5]對其繁殖、楊露等[6]對其光合特性。而對彩葉風(fēng)箱果葉片性狀的研究較少。實驗通過對金葉風(fēng)箱果和紫葉風(fēng)箱果在不同季節(jié)其葉片的葉厚度、葉面積、氣孔大小、氣孔密度和葉脈密度等性狀進(jìn)行研究，探究季節(jié)變化對彩葉風(fēng)箱果葉片性狀的影響，為植物葉片功能性狀的研究提供依據(jù)，同時為彩葉風(fēng)箱果及彩葉植物的研究提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

本實驗選用的金葉風(fēng)箱果和紫葉風(fēng)箱果，采自牡丹江師范學(xué)院校園。于2019年5月21日、8月24日和10月15日上午9：00進(jìn)行葉片取樣，當(dāng)日天氣分別為陣雨7℃～14℃、晴13℃～23℃、多云轉(zhuǎn)晴-5℃～8℃。隨機選取3株金葉風(fēng)箱果和3株紫葉風(fēng)箱果，在植株陰面、陽面、基部、頂部隨機采樣，每個品種摘取生長良好葉子50片左右，將所采集的葉子放進(jìn)塑封袋中，帶回實驗室，開始進(jìn)行測定。3個階段重復(fù)操作。

1.2 實驗方法

1.2.1 葉面積測定。選取30片葉子，用蒸餾水清洗干凈，以5×6的方式平鋪在一張干凈的白紙上，標(biāo)記好1cm2的正方形區(qū)域，拍照，用Photoshop測量葉面積。

1.2.2 葉片厚度測定。用游標(biāo)卡尺測量法[7]。將測完葉片面積的30片葉子分為5組，6片為一組，游標(biāo)卡尺選用精度為0.02 mm的進(jìn)行測量，測量時避開葉子主脈和兩側(cè)的次級葉脈，每組測量3次取平均值代表每組6片葉子的厚度，測量5組，依次記為T1、T2、T3、T4、T5。葉片厚度=(T1+T2+T3+T4+T5)/30。

1.2.3 氣孔測定。使用“指甲油撕取法”制作裝片，并觀察。從采集的葉片里選取15片葉子，制成臨時裝片，將裝片放在電子顯微鏡上，用40倍物鏡觀察其葉片氣孔，每個倍鏡下選擇3個清晰的視野，保存照片。用Motic Images Plus 2.0測量40倍鏡下拍攝的氣孔照片，每張照片任選3個清晰的氣孔進(jìn)行長度和寬度測量，計算每片葉片3個視野下氣孔長度和寬度的平均值，再計算15片葉子氣孔長度和寬度的平均值。記錄每張照片上的氣孔數(shù)量，計算每片葉片3個視野下氣孔數(shù)量的平均值，再計算15片葉子氣孔數(shù)量的平均值，并進(jìn)行記錄。氣孔密度=氣孔數(shù)量/圖片面積。

1.2.4 葉脈測定。從采集的葉片里選取5片葉子，用5%NaOH溶液浸泡的方法，然后制成臨時裝片，在電子顯微鏡上觀察，每個裝片在10倍下選擇3個清晰的視野，保存照片。用Motic Images Plus 2.0測量每張照片上葉脈長度，計算每片葉子3個視野下葉脈長度的平均值，再計算5片葉子葉脈長度的平均值，并進(jìn)行記錄。葉脈密度=葉脈長度/圖片面積。

1.3 數(shù)據(jù)分析

使用Photoshop測量葉片面積，Motic Images Plus 2.0測量氣孔和葉脈，Microsoft Excel 2020整理數(shù)據(jù)和繪制圖表。

2 結(jié)果與分析

2.1 季節(jié)變化對兩種彩葉風(fēng)箱果氣孔的影響

2.1.1 季節(jié)變化對兩種彩葉風(fēng)箱果氣孔大小的影響。不同季節(jié)的金葉風(fēng)箱果氣孔大小差異如表1。從表數(shù)據(jù)中可以看出，10月氣孔長度和氣孔寬度最大，8月氣孔長度和氣孔寬度最小。8月與5月相比，氣孔長度減小了4.78%，氣孔寬度減小了0.79%；10月與8月相比，氣孔長度增加了5.29%，氣孔寬度增加了3.77%。實驗結(jié)果表明，金葉風(fēng)箱果氣孔大小隨季節(jié)變化呈現(xiàn)先減小后增加的變化趨勢，且8月～10月的變化趨勢較5月～8月的變化趨勢明顯。氣孔的長度與寬度之間的變化呈正相關(guān)。

不同季節(jié)的紫葉風(fēng)箱果氣孔大小差異如表1。從表數(shù)據(jù)中可以看出，5月氣孔長度和氣孔寬度最小，10月氣孔長度和氣孔寬度最大。8月與5月相比，氣孔長度增加了0.29%，氣孔寬度增加了3.62%；10月與8月相比，氣孔長度增加了10.01%，氣孔寬度增加了8.12%。實驗結(jié)果表明，紫葉風(fēng)箱果氣孔大小會隨季節(jié)變化呈逐漸增加的變化趨勢，且8月～10月的變化趨勢較5月～8月的變化趨勢明顯。氣孔的長度變化與寬度變化呈正相關(guān)。

表1 不同季節(jié)金葉風(fēng)箱果和紫葉風(fēng)箱果氣孔長度、寬度和密度的差異

由此可見，雖然兩種彩葉風(fēng)箱果屬于同科屬植物，但在氣孔長度和寬度上，金葉風(fēng)箱果均比紫葉風(fēng)箱果大，同時兩種彩葉風(fēng)箱果隨季節(jié)變化所呈現(xiàn)的變化趨勢也不一樣，金葉風(fēng)箱果氣孔大小隨季節(jié)變化呈先減小后增加的變化趨勢，紫葉風(fēng)箱果氣孔大小隨季節(jié)變化呈逐漸增加的變化趨勢。綜上所述，兩種彩葉風(fēng)箱果的氣孔大小存在差異。

2.1.2 季節(jié)變化對兩種彩葉風(fēng)箱果氣孔密度的影響。由表1可以看出，金葉風(fēng)箱果氣孔密度大小為：8月(107.88 個/mm22)>10月(116.96 個/mm2)>5月(114.46 個/mm2)，5月氣孔密度最小；8月氣孔密度最大。5月～8月的變化趨勢較8月～10月的變化趨勢明顯。由表1可以看出，紫葉風(fēng)箱果氣孔密度大小為：8月(165.54 個/mm2)>5月(153.5 個/mm2)>10月(112.88 個/mm2)，10月氣孔密度最??；8月氣孔密度最大。8月～10月的變化趨勢較5月～8月的變化趨勢明顯。

由此可見，兩種彩葉風(fēng)箱果的氣孔密度均呈先增加后減小的變化趨勢，但從表中數(shù)據(jù)可以看出，紫葉風(fēng)箱果氣孔密度的變化較金葉風(fēng)箱果明顯，除了10月紫葉風(fēng)箱果的氣孔密度比金葉風(fēng)箱果低，5月和8月紫葉風(fēng)箱果的氣孔密度均比金葉風(fēng)箱果高，紫葉風(fēng)箱果氣孔密度比金葉風(fēng)箱果最大相差48.58 個/mm2，綜上所述，雖然兩種彩葉風(fēng)箱果屬于同科屬植物，但氣孔密度卻不一樣，對于季節(jié)變化，氣孔密度所產(chǎn)生的變化也存在一定差異。

2.2 季節(jié)變化對兩種彩葉風(fēng)箱果葉脈密度的影響

由圖1可以看出，金葉風(fēng)箱果葉脈密度大小為：10月(0.1625 mm/mm2)>8月(0.1623 mm/mm2)>5月(0.1569 mm/mm2)，5月葉脈密度最小，10月葉脈密度最大。8月葉脈密度與10月葉脈密度變化較小，只相差了0.14%。葉脈密度隨季節(jié)變化呈逐漸增加的變化趨勢。由圖1可以看出，紫葉風(fēng)箱果葉脈密度大小為：5月(0.1735 mm/mm2)>8月(0.1350 mm/mm2)>10月(0.1264 mm/mm2)，5月葉脈密度最大；10月葉脈密度最小。葉脈密度隨季節(jié)呈先逐漸減小的變化趨勢。

圖1 不同季節(jié)彩葉風(fēng)箱果葉脈密度的差異

由此可見，雖然兩種彩葉風(fēng)箱果屬于同科屬植物，但兩種彩葉風(fēng)箱果的葉脈密度對季節(jié)變化所呈現(xiàn)的變化卻不一樣。金葉風(fēng)箱果葉脈密度變化趨勢與紫葉風(fēng)箱果葉脈密度變化趨勢正好相反，呈負(fù)相關(guān)。除5月紫葉風(fēng)箱果的葉脈密度高于金葉風(fēng)箱果，8月和10月均比金葉風(fēng)箱果低，10月葉脈密度相差最大，最大相差28.57%。紫葉風(fēng)箱果葉脈密度的變化趨勢較金葉風(fēng)箱果葉脈密度的變化趨勢明顯。

2.3 季節(jié)變化對兩種彩葉風(fēng)箱果葉片厚度和葉面積的影響

由圖2可以看出，兩種彩葉風(fēng)箱果葉片厚度隨季節(jié)變化均呈先增加后減小的變化趨勢。金葉風(fēng)箱果葉片厚度大小為：8月(0.18 mm)>5月(0.15 mm)>10月(0.13 mm)，8月葉片厚度最大，10月葉片厚度最小。紫葉風(fēng)箱果葉片厚度大小為：8月(0.21 mm)>10月(0.18 mm)>5月(0.15 mm)，8月葉片厚度最大，5月葉片厚度最小。通過比較可以看出，紫葉風(fēng)箱果葉片厚度隨著季節(jié)變化均大于金葉風(fēng)箱果。

圖2 不同季節(jié)彩葉風(fēng)箱果葉片厚度和葉面積的差異

由圖2可以看出，兩種彩葉風(fēng)箱果葉面積隨季節(jié)變化均呈先增加后減小的變化趨勢。金葉風(fēng)箱果葉面積大小為8月(21.44 cm2)>10月(12.75 cm2)>5月(11.08 cm2)，8月的葉面積最大，5月的葉片面積最小。紫葉風(fēng)箱果葉面積大小為8月(19.41 cm2)>10月(18.13 cm2)>5月(10.92 cm2)，8月的葉面積最大，5月的葉片面積最小。

由上述結(jié)果可以看出，金葉風(fēng)箱果5月～8月葉片厚度增加了21.31%，葉面積增加了93.56%，紫葉風(fēng)箱果對應(yīng)增加率為81.59%和77.75%。8月～10月金葉風(fēng)箱果的葉片厚度減小了26.32%，葉面積減小了40.54%，對應(yīng)的紫葉風(fēng)箱果的葉厚度減小了16.28%，葉面積減小了6.59%。由此可見，季節(jié)變化對金葉風(fēng)箱果的葉面積，對紫葉風(fēng)箱果的葉厚度影響較大。

3 討論與結(jié)論

孫梅等[8]的研究表明，植物適應(yīng)性進(jìn)化過程中，葉片性狀對環(huán)境變化比較敏感，是植物對外界環(huán)境的適應(yīng)性結(jié)果。環(huán)境因子包括溫度、水分、光照等因素，隨著季節(jié)的變化，這些環(huán)境因子也會發(fā)生改變，從而改變?nèi)~片性狀。氣溫是葉片性狀變異的主導(dǎo)因子[9]。

3.1 季節(jié)變化對植物氣孔的影響

方亮等[10]人的研究表明，薔薇科植物的氣孔密度一般在(117.812～360.449)個/mm2之間[10]。實驗采用的兩種彩葉風(fēng)箱果均為薔薇科植物，未經(jīng)任何處理在自然條件下生長發(fā)育，除金葉風(fēng)箱果5月氣孔密度低于117.812個/mm2，不在上述范圍內(nèi)，其它數(shù)據(jù)均在此范圍內(nèi)。

有研究表明，氣孔密度隨溫度增加而升高[11]，氣孔長度隨溫度增加而增加或降低[12]，馬之勝等[13]的研究發(fā)現(xiàn)，氣孔密度與氣孔長度、寬度均呈負(fù)相關(guān)。本實驗中，隨季節(jié)變化彩葉風(fēng)箱果的氣孔密度呈先增加后減小的趨勢，金葉風(fēng)箱果氣孔長度和寬度隨季節(jié)變化呈先減小后增加的趨勢，與氣孔密度呈負(fù)相關(guān)，與前人結(jié)果相一致。而紫葉風(fēng)箱果氣孔長度和寬度隨季節(jié)變化呈逐漸增加的趨勢，8月～10月的變化趨勢與氣孔密度呈負(fù)相關(guān)，5月～8月呈正相關(guān)，部分結(jié)果與前人結(jié)果一致。

3.2 季節(jié)變化對植物葉脈的影響

在李東勝等[14]的研究中發(fā)現(xiàn)，葉脈具有支撐葉片的作用和水分運輸?shù)淖饔?，為適應(yīng)葉片蒸騰作用的增強，隨溫度的升高，葉脈密度增加。實驗中，只有金葉風(fēng)箱果5月～8月的葉脈密度變化符合前人研究結(jié)果，但其它葉脈密度數(shù)據(jù)結(jié)果均與前人研究結(jié)果不相符。有研究表明，葉脈密度與葉大小無相關(guān)關(guān)系[15]。從上述葉片面積和葉脈密度的變化趨勢也可以看出，二者相關(guān)性不大，與前人研究結(jié)果相符。

3.3 季節(jié)變化對植物葉片厚度和葉面積的影響

長期監(jiān)測結(jié)果顯示，植物葉片隨溫度的升高而變大[16]。在本實驗中，彩葉風(fēng)箱果葉片面積隨季節(jié)的變化呈先增大后減小的變化趨勢，葉片面積最大的季節(jié)是8月份，這個季節(jié)的溫度也是相對于5月和10月最高的，5月～8月葉片面積隨溫度升高，葉片面積增加，實驗結(jié)果與前人的研究結(jié)果相符合。

HartikainenK et al.[17]的研究提出，溫度升高會導(dǎo)致葉片厚度變薄。而在本實驗，葉片厚度隨季節(jié)變化呈現(xiàn)先增加后減小，5月～8月隨著氣溫的升高，葉片厚度增加，與前人的實驗結(jié)果不符。

綜上所述，季節(jié)變化對金葉風(fēng)箱果和紫葉風(fēng)箱果葉片性狀均有不同程度的影響，影響較為明顯。兩種彩葉風(fēng)箱果的氣孔大小差異顯著。兩種彩葉風(fēng)箱果的葉脈密度呈負(fù)相關(guān)。氣孔長度與氣孔寬度呈正相關(guān)，氣孔數(shù)量與氣孔密度呈正相關(guān)。