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        九個(gè)艾草品種光合特性的觀察比較

        2023-06-07 00:04:38齊文超覃德華王念麗
        南方農(nóng)業(yè)·下旬 2023年3期
        關(guān)鍵詞:差異分析光合特性艾草

        齊文超 覃德華 王念麗

        摘 要 近年來(lái),國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)對(duì)艾草的需求快速增長(zhǎng),為滿(mǎn)足市場(chǎng)需求,保證艾草人工種植的產(chǎn)量。選用安中達(dá)(北京)環(huán)境技術(shù)有限公司生產(chǎn)的Li-6400便攜式光合儀對(duì)甪里艾、四川野艾、伏牛山艾、廣西野艾、祁艾、北艾、太行山野生艾、七葉艾和九葉艾等9個(gè)艾草品種的光合特性指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定,并進(jìn)行相關(guān)性和聚類(lèi)分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,七葉艾的凈光合速率最高,四川野艾的凈光合速率最低;廣西野艾和祁艾的氣孔導(dǎo)度和葉片蒸騰速率較大,廣西野艾的氣孔導(dǎo)度和葉片蒸騰速率最大;甪里艾、四川野艾、伏牛山艾和廣西野艾的細(xì)胞間CO2濃度和Ci/Ca值較高,其中四川野艾最大;北艾的氣孔導(dǎo)度、葉片蒸騰速率和細(xì)胞間CO2濃度及Ci/Ca值最小,但北艾的水分利用率最高;而甪里艾、四川野艾、伏牛山艾和廣西野艾4個(gè)品種水分利用率遠(yuǎn)低于其他品種,四川野艾的水分利用率最低。通過(guò)聚類(lèi)分析將9種艾草分為3類(lèi),即甪里艾、廣西野艾、四川野艾和伏牛山艾為一類(lèi),太行山野生艾、九葉艾、祁艾和七葉艾為一類(lèi),北艾為一類(lèi)。

        關(guān)鍵詞:艾草;光合特性;差異分析

        中圖分類(lèi)號(hào):Q945.11 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A DOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2023.06.062

        艾草在我國(guó)具有悠久的種植歷史,主要分布在河南、河北、安徽、山東等地,具有溫經(jīng)、去濕、散寒、止血、消炎、平喘、止咳、安胎及抗過(guò)敏等功效[1-2]。《本草綱目》記載“艾以葉入藥,性溫、味苦、無(wú)毒、純陽(yáng)之性、通十二經(jīng)、具回陽(yáng)、理氣血、逐濕寒、止血安胎等功效,亦常用于針灸”[3]。近年來(lái),隨著人們生活水平的提高及保健意識(shí)的不斷增強(qiáng),對(duì)艾草的需求量不斷增多[4]。同時(shí),隨著“一帶一路”的快速發(fā)展,艾草作為我國(guó)傳統(tǒng)的中草藥,其國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)的需求量快速上漲,野生艾草產(chǎn)量已無(wú)法滿(mǎn)足市場(chǎng)需求,須及時(shí)開(kāi)展艾草的人工種植,提高人工種植艾草的產(chǎn)量[5-6]。

        光合作用是影響植物生長(zhǎng)的重要因素之一,研究作物的光合能力對(duì)提高其產(chǎn)量和品質(zhì)具有重要意義,但國(guó)內(nèi)外關(guān)于艾草光合特性方面的研究較少,為提高艾草種植效益,筆者對(duì)艾草的光合特性進(jìn)行研究,以期為艾草的優(yōu)質(zhì)栽培及品種選用提供理論參考。

        1 材料與方法

        1.1 材料

        艾草品種選自河南舒爾康艾制品有限公司試驗(yàn)基地種植的甪里艾、四川野艾(引自重慶市石柱土家族自治縣)、伏牛山艾(引自河南省葉縣)、廣西野艾(引自廣西防城港市)、祁艾、北艾、太行山野生艾(引自河南省輝縣)、七葉艾及九葉艾(引自湖北省蘄春縣),所選艾草為上一年移栽種植的艾草品種,艾草生長(zhǎng)期間按常規(guī)管理,長(zhǎng)勢(shì)良好。

        1.2 儀器與方法

        1)實(shí)驗(yàn)儀器。Li-6400便攜式光合儀,安中達(dá)(北京)環(huán)境技術(shù)有限公司生產(chǎn)。2)實(shí)驗(yàn)方法。在第2茬艾草的旺盛生長(zhǎng)期,在每個(gè)艾草品種中選取生長(zhǎng)較為一致的植株10株,每株選取5個(gè)生長(zhǎng)較好、大小相似的葉片進(jìn)行光合能力測(cè)定。采用Li-6400便攜式光合儀,在9:00—12:00對(duì)不同艾草的凈光合速率(Pn)、氣孔導(dǎo)度(Gs)、葉片蒸騰速率(Tr)、水分利用效率(WUE)、細(xì)胞間CO2濃度(Ci)和胞間CO2濃度與環(huán)境CO2濃度的比值(Ci/Ca)進(jìn)行測(cè)定。在旺盛生長(zhǎng)期每個(gè)品種選取代表性植株10株,連根拔起后帶回室內(nèi),測(cè)定其生物學(xué)性狀;每株取中部葉片5片,自然晾干后測(cè)定葉片干重。

        1.3 數(shù)據(jù)處理

        用SPSS、Excel和DPS軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析,用Origin進(jìn)行作圖。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 不同艾草品種光合特性比較

        從表1可知,在相同的環(huán)境條件下,不同艾草品種之間的凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度、細(xì)胞間CO2濃度、Ci/Ca值及水分利用效率均存在較大差異。

        1)9個(gè)艾草品種的凈光合速率從大到小依次為七葉艾>北艾>祁艾>九葉艾>太行山野生艾>甪里艾>伏牛山艾>廣西野艾>四川野艾,其中太行山野生艾、七葉艾、九葉艾、北艾、祁艾的葉片凈光合速率均超過(guò)了6.608 2μmol·m-2s-1,高于甪里艾、四川野艾、伏牛山艾和廣西野艾,表明這5種艾草的光合能力較強(qiáng)。七葉艾的凈光合速率最高,達(dá)到了

        7.745 9 μmol·m-2s-1;四川野艾的凈光合速率最低,只有0.618 9 μmol·m-2s-1。

        2)9個(gè)艾草品種的葉片蒸騰速率從大到小依次為廣西野艾>祁艾>伏牛山艾>甪里艾>四川野艾>

        九葉艾>太行山野生艾>七葉艾>北艾,廣西野艾、祁艾、伏牛山艾、甪里艾、四川野艾的葉片蒸騰速率均大于2.000 0 mmol·m-2s-1,其中廣西野艾、祁艾的葉片蒸騰速率均大于2.500 0 mmol·m-2s-1,處于較高水平。廣西野艾的葉片蒸騰速率最高,達(dá)到了3.550 5 mmol·m-2s-1,北艾的葉片蒸騰速率最小,僅為0.860 7 mmol·m-2s-1,甪里艾、四川野艾、伏牛山艾、太行山野生艾、七葉艾和九葉艾均處于1.520 3~2.447 3 mmol·m-2s-1,屬于中游水平。

        3)9個(gè)艾草品種的氣孔導(dǎo)度從大到小依次為廣西野艾>祁艾>甪里艾>四川野艾>伏牛山艾>九葉艾>

        太行山野生艾>七葉艾>北艾,其中廣西野艾、祁艾、甪里艾的氣孔導(dǎo)度均大于0.145 0 mmol·m-2s-1。廣西野艾的氣孔導(dǎo)度最大,為0.193 8 mmol·m-2s-1,北艾的氣孔導(dǎo)度最小,僅為0.045 2 mmol·m-2s-1。四川野艾、伏牛山艾、太行山野生艾、七葉艾和九葉艾的氣孔導(dǎo)度在0.086 8~0.132 0 mmol·m-2s-1。

        4)9個(gè)艾草品種的胞間CO2濃度從大到小依次為四川野艾>廣西野艾>甪里艾>伏牛山艾>祁艾>太行山野生艾>九葉艾>七葉艾>北艾,其中甪里艾、四川野艾、伏牛山艾和廣西野艾的胞間CO2濃度水平都處于較高水平,均大于387.590 0 μmol·mol-1,太行山野生艾、七葉艾、九葉艾和祁艾的胞間CO2濃度則處于中等水平,均處于245.113 8~300.791 5 μmol·mol-1。

        其中,四川野艾的胞間CO2濃度最高,達(dá)到了409.228 4 μmol·mol-1,北艾的胞間CO2濃度最小,僅有107.367 9 μmol·mol-1。

        5)9個(gè)艾草品種的Ci/Ca值從大到小依次為四川野艾>廣西野艾>甪里艾>伏牛山艾>祁艾>太行山野生艾>九葉艾>七葉艾>北艾,其中甪里艾、四川野艾、伏牛山艾和廣西野艾的Ci/Ca值大致相似,均大于0.895 0,處于較高水平;太行山野生艾、七葉艾、九葉艾和祁艾細(xì)Ci/Ca值處于中等水平,在

        0.600 9~0.775 2。四川野艾的Ci/Ca值最高,達(dá)到了0.956 0,北艾的Ci/Ca值最小,只有0.261 3。

        6)9個(gè)艾草品種的水分利用效率從大到小依次為北艾>七葉艾>太行山野生艾>九葉艾>祁艾>甪里艾>伏牛山艾>廣西野艾>四川野艾,9種艾草品種的水分利用效率差異較為明顯。其中北艾的水分利用效率最高,達(dá)到了9.437 0 g·kg-1,顯著高于其他品種;太行山野生艾、七葉艾、九葉艾和祁艾的水分利用效率處于中等水平,均處于2.832 2~5.254 5 g·kg-1;甪里艾、四川野艾、伏牛山艾和廣西野艾的水分利用效率遠(yuǎn)低于其他品種,水分利用效率最低的品種為四川野艾,只有0.30 g·kg-1。

        2.2 不同艾草品種光合特性及葉片干重相關(guān)性分析

        由表2可知,凈光合速率和細(xì)胞間CO2濃度、水分利用效率呈極顯著相關(guān),與Ci/Ca值呈顯著相關(guān);葉片蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度、水分利用效率呈極顯著相關(guān),和細(xì)胞間CO2濃度及Ci/C值a呈顯著相關(guān);氣孔導(dǎo)度和葉片蒸騰速率、胞間CO2濃度、水分利用效率、

        Ci/Ca值呈極顯著相關(guān);胞間CO2濃度和凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、Ci/Ca值、水分利用效率呈極顯著相關(guān),與葉片蒸騰速率呈顯著相關(guān);Ci/Ca值和氣孔導(dǎo)度、胞間CO2濃度、水分利用效率呈極顯著相關(guān);單個(gè)光合特性參數(shù)與葉片干重之間無(wú)顯著相關(guān)性。

        2.3 不同艾草品種光合特性聚類(lèi)分析

        由圖1可知,采用系統(tǒng)聚類(lèi)的方法將9種艾草分為3類(lèi):1)甪里艾、廣西野艾、四川野艾和伏牛山艾為一類(lèi),共同光合特性為凈光合速率較低,葉片蒸騰速率較高,氣孔導(dǎo)度較大,細(xì)胞間CO2濃度及Ci/Ca值較高,水分利用效率較低;2)太行山野生艾、九葉艾、祁艾和七葉艾為一類(lèi),光合特性為葉片蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度、水分利用效率、細(xì)胞間CO2濃度及Ci/Ci值均為三類(lèi)的中等水平,凈光合速率較高;3)北艾單獨(dú)為一類(lèi),其光合特性為凈光合速率和水分利用效率較高,葉片蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度、細(xì)胞間CO2濃度及Ci/Ci值均處于較低水平。

        3 結(jié)論與討論

        光合作用是自養(yǎng)植物賴(lài)以生存的基礎(chǔ),不同艾草品種之間的光合特性差異較大,筆者通過(guò)對(duì)不同艾草品種的光合特性差異進(jìn)行系統(tǒng)性研究,得出以下結(jié)論。

        1)太行山野生艾、七葉艾、九葉艾、北艾和祁艾的凈光合速率較高,光合能力較強(qiáng),其中,七葉艾的凈光合速率最高,光合能力最強(qiáng),四川野艾的凈光合速率最低,光合能力最弱。2)廣西野艾和祁艾的氣孔導(dǎo)度和葉片蒸騰速率都處于較高水平,吸收和輸送水分的能力較強(qiáng),其中,廣西野艾的氣孔導(dǎo)度和葉片蒸騰速率最大,吸收和輸送水分的能力最強(qiáng),北艾的氣孔導(dǎo)度和葉片蒸騰速率最小,吸收和輸送水分的能力最弱。3)甪里艾、四川野艾、伏牛山艾和廣西野艾的細(xì)胞間CO2濃度及Ci/Ca值均處于較高水平,說(shuō)明這4個(gè)艾草品種吸收和利用CO2的能力較強(qiáng);9個(gè)艾草品種中,四川野艾的胞間CO2濃度及Ci/Ca值最高,表明其吸收和利用CO2的能力最強(qiáng),北艾的胞間CO2濃度及Ci/Ca值最小,表明其吸收和利用CO2的能力最弱。4)北艾的水分利用效率最高,顯著高于其他品種,而甪里艾、四川野艾、伏牛山艾和廣西野艾4個(gè)品種的水分利用效率遠(yuǎn)低于其他品種,四川野艾的水分利用率最低。5)整體進(jìn)行光合特性分類(lèi),甪里艾、廣西野艾、四川野艾、伏牛山艾為一類(lèi);太行山野生艾、九葉艾、祁艾、七葉艾為一類(lèi);北艾單獨(dú)為一類(lèi)。

        本實(shí)驗(yàn)通過(guò)對(duì)9種艾草的光合特性進(jìn)行測(cè)定,探究了不同艾草品種的光合特性。在艾草品種選用上,干旱少雨地區(qū)可選用水分利用率較高的北艾品種;在降雨較多的地區(qū)種植水分利用率較低的甪里艾、廣西野艾、伏牛山艾等艾草品種也能較好的生長(zhǎng);在雨水適宜且地力較高的地區(qū)可選擇七葉艾、祁艾、九葉艾、太行山野生艾等品種。

        參考文獻(xiàn)

        [1] 聶韡,劉暢,單承鶯.艾草的本草考證及資源分布[J].中國(guó)野生植物資源,2019,38(4):93-95.

        [2] 張?zhí)鹛?,孫立立,周倩.艾葉現(xiàn)代研究概述[C]//2010中藥炮制技術(shù)、學(xué)術(shù)交流暨產(chǎn)業(yè)發(fā)展高峰論壇論文集.成都:中華中醫(yī)藥學(xué)會(huì),2010:124-127.

        [3] 劉蓓蓓,郭雙喜,萬(wàn)定榮,等.艾草規(guī)范化種植技術(shù)[J].亞太傳統(tǒng)醫(yī)藥,2020,16(12):67-70.

        [4] 顧???,劉桂君,宋梅芳,等.艾草標(biāo)準(zhǔn)化人工栽培技術(shù)[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技,2018(4):89-90.

        [5] 吳向蕊.汝陽(yáng)縣甪里艾產(chǎn)業(yè)發(fā)展優(yōu)勢(shì)及發(fā)展策略分析[J].河南農(nóng)業(yè),2022(27):51-54.

        [6] 王惠君,王文泉,盧誠(chéng),等.艾葉研究進(jìn)展概述[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué),2015,43(8):15-19.

        (責(zé)任編輯:張春雨)

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