洋紫荊葉綠素含量的分布特征及與葉片氮含量的關系

　　摘要：文章為探討洋紫荊葉片SPAD值的分布特征及其與葉綠素及葉片氮含量之間的關系，采用SPAD-502.葉綠素計、分光光度法和微量凱氏定氮法分別測定了洋紫荊葉片的SPAD值、葉綠素含量和葉片氮含量。結果表明，洋紫荊同一葉片不同部位的SPAD值分布表現為葉基>葉中>葉尖，其中，葉基與葉尖存在顯著差異(P<0.05);SPAD值的最佳測定部位為葉片中部;洋紫荊SPAD值與葉綠素a、葉綠素b以及總葉綠素含量均呈現極顯著(P<0.01)相關，可以采用線性模型預測其葉綠素含量;洋紫荊葉綠素總含量、SPAD值均和葉片氮含量存在極顯著(P<0.01)的正相關，葉綠素含量的相關系數的相關性更高一些;可以用SPAD值估算洋紫荊的葉片全氮含量并進行快速的氮素營養診斷。

　　關鍵詞：洋紫荊，葉片，SPAD值，葉綠素，氮含量

　　《中南林業科技大學學報》(社會科學版)(雙月刊)創刊于1989年，是經國家新聞出版總署批準，由中南林業科技大學主辦，中南林業科技大學期刊社出版的社會科學學術理論期刊。

　　洋紫荊(Bauhiniavariegate L.)隸屬蘇木科、羊蹄甲屬(Bauhinia)，是華南地區廣泛應用的鄉土樹種[1]洋紫荊花朵形態好看，略帶香味，開花時節花團錦簇，先花后葉，極具觀賞價值，是廣州“花城花景”建設的主要觀花樹種，近年來受到較多的關注[2-3]在管護過程中，氮肥施用量過小會影響洋紫荊葉片中葉綠素的合成，出現葉色變淺甚至黃化，從而影響植株的生長發育;

　　施用量過大會使洋紫荊長期處于營養生長階段，減少花芽的形成，甚至造成燒苗，還會造成肥料的浪費和環境污染[4]。因此，協調植株氮素的供需平衡是洋紫荊管護的重要內容之一，而這依賴于對植株尤其是葉片的氮素狀況進行快速、精準的診斷和評價[5-6]。

　　通過取樣實測氮含量是最準確的方法，但這種方法需要對植物進行破壞性取樣，并進行試驗分析，具有一定的滯后性”。葉片氮含量與葉綠素含量密切相關[8]，因此，可以通過葉片葉綠素含量對葉片氮含量進行營養診斷。SPAD葉綠素測儀可以通過比較葉片投射光的光密度差異得到.SPAD值，從而間接測定葉片的葉綠素相對含量[9-10]，因此，也可以通過SPAD值進行葉片氮素營養診斷。目前，SPAD葉綠素測儀葉片氮素營養診斷法已經在農業中得到廣泛的應用研究，主要集中在水稻[7]、小麥[5]、棉花[11]、甘藍[12]等經濟作物上，在喬木尤其是園林樹種上的研究少見報道。為此，本文以洋紫荊為研究對象，研究其葉片SPAD值的空間分異特征，建立葉片的SAPD值與葉綠素含量和葉片氮含量之間的回歸模型，探討模型的適用建模條件，旨在通過葉片SPAD值預測其葉綠素含量及葉片影響狀況，以期為SPAD-502葉綠素計的應用提供理論參考和有效建議。

　　1材料與方法

　　1.1試驗點概況及試驗材料

　　試驗于廣州華南農業大學校內進行，華南農大地理坐標北緯23°06’、東經113°18'。屬南亞熱帶季風氣候，年平均氣溫21.6°C，最冷月(1月)多年均值為13.3°C，最熱月(8月)多年均值為28.19°C。年降雨量1899.8mm，4～9月為雨季，占全年降水量的85%左右，10月份至翌年3月為旱季[13]。

　　于廣州華南農業大學選取4個地點取樣，每個地點選取洋紫荊5株，每株樣本在各個方向均勻采集成熟葉片8片，所采集的葉片均為健康葉片。避免有病蟲害、過老、過嫩的葉片。現場測定葉片SPAD值，測定后裝進信封，置于冰盒中，帶回實驗室測定葉綠素含量和葉片含氮量。

　　1.2樣品測定及分析

　　采用便攜式SPAD-502葉綠素計對洋紫荊葉片SPAD值進行現場測定。將每片待測葉片按主脈長度等量劃分為葉尖(Apex)、葉中(Middle)和葉基(Base)3部分，再以主脈為中界將每個部分劃分為左(Left)、右(Right)兩區，一共劃分6個分區，參照柯嫻氡等[14]對葉片SPAD值的.測定方法進行測量。

　　葉綠素含量測定采用乙醇一丙酮混合液法[15]，測定葉片中的葉綠素a(Chla)、葉綠素b(Chlb)和總葉綠素的含量(ChlT)。葉片含氮量采用微量凱氏定氮法測定[16]。

　　1.3數據統計分析

　　用Microsoft Excel 2016對數據進行整理，用Sigmaplot14.0作圖，用SPSS 19.0對數據進行相關性檢驗、方差分析及Duncan多重比較。

　　2結果與分析

　　2.1葉片SPAD值和葉綠素含量

　　洋紫荊的葉片SPAD值和葉綠素含量見表1，洋紫荊葉片SPAD值波動范圍為27.9～41.0，葉綠素a含量為1.100～1.802mg/gFW，葉綠素b含量為0.621～1.633mg/gFW，總葉綠素含量為1.527～3.436mg/gFW。可以看出，葉片SPAD值的變異系數最小，葉綠素b的變異系數最高。葉綠素實測值的平均變異系數為17.31%，明顯高于葉片SPAD值的變異系數，表明葉片SPAD值測量結果更加穩定。

　　2.2不同葉片部位的SPAD值

　　洋紫荊葉片不同部位的SPAD值比較如圖1所示。洋紫荊葉片不同部位的SPAD值表現為葉基(34.4)>葉中(33.6)>葉尖(32.9)。方差分析可知葉基SPAD值顯著(P<0.05)高于葉尖。葉片SPAD值分布呈現出從葉尖到葉基逐漸增大的規律，葉中均值和葉片均值最為接近，能夠代表葉片SPAD值的平均水平。

　　葉片SPAD值在洋紫荊葉片左右兩區表現為左區(34.0)>右區(33.2)，葉尖、葉中和葉基SPAD值均表現出左區高于右區，但這種差異只在葉基部達到顯著(P<0.05)水平。

　　2.3葉片SPAD值與葉綠素含量的相關性，

　　葉綠素值和SPAD值均可以反應葉片葉綠素含量的多少，但前者是絕對含量，后者是相對含量。為了更加準確地分析葉片SPAD值和葉綠素含量之間的函數關系，采用線性模型、對數模型、冪指數模型和指數模型進行回歸分析(表2)。4種模型在葉片SPAD值和葉綠素含量之間的相關性均達到了極顯著水平(P<0.01)，且方程的相關系數(R2)均高于0.7，表明葉片SPAD能較好地表達葉綠素含量的變化趨勢，且4種方程均能較好地擬合兩者之間的關系。葉片SPAD值和葉綠素a含量的數學模型中，對數模型的R2最高，表明他們之間的關系最適合用對數模型描述，線性模型次之。而在葉片SPAD值與葉綠素b以及總葉綠素含量之間更適合用線性模型擬合，其他3種模型的R2稍低。