江西地方特色山药盆栽试管苗叶绿素含量以及其光合荧光参数的变化

 

摘要为了解江西地方特色山药品种(瑞昌山药,南城淮山,广丰千金薯,永丰淮山和泰和竹篙薯)光合生理的变化规律，本研究对其盆栽试管苗营养生长期叶绿素含量以及其光合特性和叶绿素荧光参数进行测量，并对获得的试验数据进行统计分析。分析表明，江西地方特色山药盆栽试管苗营养生长期的叶绿素含量在5月~9月的日变化和季节变化均呈“先升后降”趋势，且均在7月或8月的15点达到最高值。

江西地方特色山药盆栽试管苗营养生长期的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、气孔限制值(Ls)、水分利用效率(WUE)、瞬时羧化速率(CUE)、初始荧光(Fo)、暗适应下最大荧光(Fm)、暗适应下PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ潜在光化学效率(Fv/Fo)、光适应下PSⅡ实际光化学效率(ФPSⅡ)、光适应下PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)和光化学荧光猝灭系数(qP)在5月~9月这5个月中也均呈“先升后降”趋势，且均在7月或8月达到最高值，但其胞间CO2浓度(Ci)和非光化学猝灭系数(qN)在5月~9月这5个月中却“先降后升”，且均在8月达到最低值，其中瑞昌山药在7月和8月的Ci无显著性差异，南城淮山和广丰千金薯在7月和8月的qN也无显著性差异。因此，江西地方特色山药盆栽试管苗在7月和8月具有较高的光合能力，这为江西地方特色山药试管苗的移栽及其以后的水肥管理提供了理论基础。

 

山药除富含淀粉外，还含有多种维生素、氨基酸和矿物质，药食兼优。《本草纲目》中记载，山药具有“益肾气、健脾胃、止泄痢、化痰涎、润皮毛”5大功能。现代临床医学也表明，山药具有降糖降脂、抵抗氧化、延缓衰老、提高免疫等功能(涂伟凤等,2012)。江西也是我国山药主产区之一，质量上乘，品质优异，深受广大消费者青睐(涂伟凤等,2012)。江西山药种植时间较长，品种也具有地方特色，如南城县的“南城淮山”、瑞昌市的“瑞昌山药”、永丰县的“永丰淮山”、泰和县的“泰和竹篙薯”以及上饶市广丰区的“千金薯”等。

其中“南城淮山”和“瑞昌山药”风味独特、品质甚佳，是名副其实的江西名特优和国家农产品地理标志产品(贺哲等,2016)。目前，对江西地方特色山药炭疽病菌(蒋军喜等,2012)和根腐线虫病病原(贺哲等,2016)的鉴定、优质高效栽培技术(熊国华和付鹏鸿,2011,现代园艺,(1):56;陈洪梁等,2013,现代园艺,(12):45-46)以及试管苗培育(尹明华等,2016)等方面开展了一些研究，而关于山药光合生理方面的报道较少，而且这些研究大多是针对山药光合作用的日变化(徐恒戬和巩旭东,2010)或山药某个时期(如块茎膨大期)的光合生理(李敏和张桂荣,2013)，而对山药整个营养生长期的研究未见报道。


对江西地方特色山药营养生长期光合作用的变化规律进行探讨，首先可以掌握江西山药丰产与环境因子之间的相互关系，其次也为江西山药的大田栽培和优良品种筛选提供理论依据。

 

本试验研究了江西地方特色山药品种盆栽试管苗叶绿素含量以及其光合荧光参数的变化，了解江西地方特色山药品种光合生理的季节变化规律，旨在为江西山药高产栽培的管理和相应栽培措施的制订提供理论依据。

 

1结果与分析

 

1.1江西地方特色山药盆栽试管苗营养生长期叶绿素含量的日变化和季节变化

 

江西地方特色山药(瑞昌山药,南城淮山,广丰千金薯,永丰淮山和泰和竹篙薯)盆栽试管苗的叶绿素含量在5月~9月这5个月的营养生长期中均呈“先升后降”的趋势，且均在7月和8月达到最高值(p＜0.05,表1)，7月和8月的叶绿素含量均无显著性差异(p＞0.05,表1)。同时，江西地方特色山药(瑞昌山药,南城淮山,广丰千金薯,永丰淮山和泰和竹篙薯)盆栽试管苗的叶绿素含量在5月~9月这5个月中的日变化也呈“先升后降”的趋势，且均在每天15点达到最大值(p＜0.05,表1)。

 

1.2江西地方特色山药盆栽试管苗营养生长期光合特性的季节变化

 

江西地方特色山药(瑞昌山药,南城淮山,广丰千金薯,永丰淮山和泰和竹篙薯)盆栽试管苗营养生长期的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、气孔限制值(Ls)、水分利用效率(WUE)和瞬时羧化速率(CUE)在5月~9月这5个月中的变化趋势与1.1中叶绿素含量的变化趋势相一致，也均呈“先升后降”的趋势，且均在7月或8月达到最高值(p＜0.05,表2)，但其胞间CO2浓度(Ci)在5月~9月这5个月中却均呈“先降后升”的趋势，且均在8月达到最低值(p＜0.05,表2)，其中瑞昌山药在7月和8月的Ci无显著性差异(p＞0.05,表2)。

 

1.3江西地方特色山药盆栽试管苗营养生长期叶绿素荧光参数的季节变化

 

江西地方特色山药(瑞昌山药,南城淮山,广丰千金薯,永丰淮山和泰和竹篙薯)盆栽试管苗营养生长期的初始荧光(Fo)、暗适应下最大荧光(Fm)、暗适应下PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ潜在光化学效率(Fv/Fo)、光适应下PSⅡ实际光化学效率(ФPSⅡ)、光适应下PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、光化学荧光猝灭系数(qP)在5月~9月这5个月中的变化趋势同样呈“先升后降”的趋势，且均在7月或8月达到最高值(p＜0.05,表3)，但其非光化学猝灭系数(qN)在5月~9月这5个月中却均呈“先降后升”的趋势，且均在8月达到最低值(p＜0.05,表3)，其中，南城淮山和广丰千金薯在7月和8月的qN无显著性差异(p＞0.05,表3)。