鄭 聽，熊鵬飛

(貴州省植物園，貴州 貴陽 550004)

太子參為石竹科植物孩兒參Pseudostellariaheterophylla(Miq.) Pax ex Pax et Hoffm.的干燥塊根，具有益氣健脾、生津潤肺的功效，主治脾虛體倦、食欲不振、病后虛弱、氣陰不足、自汗口渴、肺燥干咳[1]。太子參最適宜區(qū)主要分布在長江中下游區(qū)域，主要有貴州中部，重慶與湖南、湖北接壤處，河南南部，安徽西部，江蘇中部，福建東北部以及浙江北部和東南部區(qū)域[2]，福建和貴州是太子參的主產(chǎn)區(qū)。太子參含有豐富的多糖、氨基酸、揮發(fā)性化合物、環(huán)肽類化合物、微量元素、皂苷類化合物、脂肪酸等成分，能起到心肌保護、調(diào)節(jié)免疫、抗氧化、抗應(yīng)激、降血脂、降血糖以及保護腸道的作用，具有較高的保健作用[3]，因此除了藥用，太子參也作為保健品受到大眾的關(guān)注。

光合作用作為植物生長發(fā)育的基礎(chǔ)，是物質(zhì)生產(chǎn)的基礎(chǔ)，決定了植物的生產(chǎn)力，研究植物光合作用對研究植物形態(tài)建成和物質(zhì)積累有重要意義，不僅能探明植物光合能力和生產(chǎn)潛力，更能根據(jù)其光合特性調(diào)節(jié)環(huán)境、提高植物產(chǎn)量和品質(zhì)[4-6]。光合作用是對環(huán)境條件較為敏感的一個生理過程，其中光作為光合作用的能量來源，更是直接影響著植物器官生長和形態(tài)建成。光是植物進行光合作用必不可少的條件，但過高的光強對一些植物會造成傷害，因此，有學者認為對這些植物做適當?shù)恼陉幪幚砟軌蚓徑庀募靖邷貜姽鈱χ参锏奈：7]。在太子參的栽培技術(shù)中，也有采取遮陰來提高太子參產(chǎn)量和質(zhì)量的研究[8，9]，在光合作用方面目前已有學者對太子參光合生理進行研究，發(fā)現(xiàn)自然條件下太子參葉片光飽和點在800 μmol·m-2·s-1以下[10-12]，說明太子參為耐陰植物，過強的光照可能抑制其光合作用，因此本文對太子參進行遮陰處理，通過測定不同光照強度下太子參葉片葉綠素含量的變化和凈光合速率，分析不同光照條件下太子參葉片的光合特性，為太子參種植提供參考。

1 材料和方法

1.1 太子參不同光照強度處理

試驗地位于貴州省六盤水市鐘山區(qū)大河鎮(zhèn)大箐村，海拔2156 m，太子參出苗時間為4月初。太子參種源來源于貴州省凱里市施秉縣太子參基地本地種源，以色澤潔白、體大飽滿、無病蟲危害、整齊無傷者為供試材料，待太子參出苗后對其進行遮陰處理，遮陰處理采用白色尼龍網(wǎng)和白色紗布作為遮陰材料，以單層尼龍網(wǎng)、單層尼龍網(wǎng)+單層紗布、雙層紗布進行遮陰處理，其遮陰度分別約為15%、30%、50%，對照為不遮陰處理，遮陰度0%，每個處理作3個重復。分別對遮陰處理1個月后的太子參葉片于5、6、7月份進行葉綠素含量、凈光合速率的測定。

1.2 指標測定

1.2.1 葉綠素含量測定

取供試太子參新鮮葉片，用95%乙醇黑暗中浸提24 h，直至葉片完全脫色，期間搖勻3次，在紫外分光光度計于470 nm、649 nm、665 nm下比色，計算葉綠素a、葉綠素b以及類胡蘿卜素含量[13]。

1.2.2 光合速率測定

選晴朗天氣，在早上9∶00-11∶00，使用便攜式LI-6400(LI-COR，USA)光合測定系統(tǒng)，采用開放式氣路，選擇紅藍光源葉室，設(shè)定光量子密度(PAR)為環(huán)境光合有效輻射1200 μmol·m-2·s-1，選不同處理下有代表性的健康植株5株，測定其功能葉片凈光合速率。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用spss 21.0軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，Origin 8.0作圖。

2 結(jié)果分析

2.1 葉綠素含量

由圖1可知，太子參葉片葉綠素a含量隨遮陰度增加呈上升趨勢，5月份遮陰度50%和30%條件下太子參葉片葉綠素a含量顯著高于不遮陰處理，其中遮陰度50%時葉綠素a含量達到5.57 mg/g。6月份遮陰度50%處理的太子參葉片葉綠素a含量顯著高于其他處理，遮陰度30%處理葉綠素a含量顯著高于不遮陰處理，其中遮陰度50%時葉片葉綠素a含量為3.58 mg/g。7月份遮陰度50%處理的太子參葉片葉綠素a含量顯著高于其他處理，遮陰度30%和15%處理顯著高于不遮陰處理，其中遮陰度50%時葉綠素a含量達2.84 mg/g，是不遮陰處理的3.09倍。

由圖2可知，太子參葉片葉綠素b含量隨遮陰度增大呈上升趨勢，5月份遮陰度50%處理的太子參葉綠素b含量顯著高于其他處理，遮陰度30%和15%處理顯著高于不遮陰處理，其中遮陰度為50%時太子參葉綠素b含量達到4.55 mg/g。6月份遮陰處理的太子參葉綠素b含量顯著高于不遮陰處理，遮陰度50%處理顯著高于遮陰度15%處理，其中遮陰度50%時太子參葉片葉綠素b含量為不遮陰處理時的2.12倍。7月份遮陰處理的太子參葉綠素b含量顯著高于不遮陰處理，遮陰度50%處理顯著高于其他處理，葉綠素b含量達1.97 mg/g，是不遮陰處理的3.03倍。

不同字母表示差異顯著(P<0.05)，下同。圖1 遮陰條件下太子參葉綠素a含量變化Fig.1 Changes of chlorophyll a in Pseudostellariaheterophylla under shading conditions

圖2 遮陰條件下太子參葉綠素b含量變化Fig.2 Changes of chlorophyll b in Pseudostellariaheterophylla under shading conditions

由圖3可知，太子參類胡蘿卜素含量隨遮陰度增加呈上升趨勢，但各處理間差異均不顯著。且由圖1、圖2、圖3可知太子參葉片葉綠素a、葉綠素b和類胡蘿卜素含量隨時間推移呈下降趨勢，其中葉綠素a和葉綠素b呈逐漸下降趨勢，而類胡蘿卜素在5月到6月之間下降程度較大，之后變化趨勢較小。

圖3 遮陰條件下太子參類胡蘿卜素含量變化Fig.3 Changes of carotenoid content in Pseudostellariaheterophylla under shading conditions

2.2 凈光合速率

由圖4，太子參葉片凈光合速率隨著遮陰度的增高呈先上升后下降的變化，其中以遮陰度為30%時葉片凈光合速率最高，均顯著高于對照的不遮陰處理。5月份遮陰處理葉片凈光合速率顯著高于不遮陰處理，遮陰度30%的處理顯著高于其他處理，為7.70 mol·m-2·s-1；6月份遮陰度30%的處理葉片凈光合速率顯著高于其他處理，遮陰度50%處理顯著高于不遮陰處理，其中遮陰度30%時葉片凈光合速率為6.82 mol·m-2·s-1；7月份遮陰度30%和50%處理的葉片凈光合速率顯著高于不遮陰處理，遮陰度30%處理的葉片凈光合速率為4.9264 mol·m-2·s-1，顯著高于遮陰度15%和不遮陰處理。

圖4 遮陰條件下太子參凈光合速率變化Fig.4 Changes of net photosynthetic rate of Pseudostellariaheterophylla under shading conditions

3 結(jié)論與討論

遮陰是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上常用的使植物免受強光傷害的措施，同時還能影響環(huán)境溫度、濕度等各種因子，因此遮陰能在一定程度上改善植物的光合環(huán)境，但過度遮陰使光照不足會限制植物的光合作用，導致有機物合成減少，植物生長受阻[14]。

葉綠素在光合作用中起著吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化光能的作用，在不同處理條件下，太子參葉片葉綠素a、葉綠素b和類胡蘿卜素含量都隨遮陰度的升高而顯著增加，說明在遮陰條件下，植株為了獲取更多的光能，合成大量的葉綠素，這是因為植物對光環(huán)境有較強自我適應(yīng)和調(diào)節(jié)能力，這與在很多數(shù)植物上的研究結(jié)果一致[15-17]。在5月以后葉綠素隨時間出現(xiàn)下降的變化趨勢，說明隨著葉片的逐漸老化葉片中的色素含量也逐漸降低。

植物葉片凈光合速率是衡量植物光合作用能力的重要指標，植物在遮陰下光合速率的變化與遮陰程度和植物光合特性有關(guān)，有報道稱遮陰會降低單葉的凈光合速率[18]。在本研究的不同遮陰處理中，太子參葉片凈光合速率隨遮陰度增加呈先上升后降低的變化趨勢，這與在大豆上的研究結(jié)果相同[19-20]。太子參在遮陰度為30%時太子參葉片凈光合速率最大，顯著高于不遮陰的處理，說明強光高溫的環(huán)境抑制了太子參的光合能力，在遮陰條件下，太子參通過合成大量的葉綠素提高了光能捕獲效率，同時遮陰使植株免受高溫強光的脅迫，因此提高了植株的凈光合速率。遮陰度為30%時太子參凈光合速率最大，提高有機物的合成和植株的生產(chǎn)能力，而在遮陰度50%時凈光合速率降低，說明過度遮陰限制了光能的供應(yīng)，抑制了太子參葉片的光合能力。隨著時間的推移、葉片的衰老和葉綠素含量的降低，葉片凈光合速率也呈現(xiàn)下降趨勢。

綜上所述，太子參葉片的光合作用在全光照的條件下光合作用受到抑制，在適度遮陰條件下，植株通過合成大量的葉綠素來適應(yīng)弱光環(huán)境，同時避免了強光對光反應(yīng)中心的傷害，提高葉片的凈光合速率，而過度遮陰時則會抑制葉片的光合活性，降低凈光合速率，因此太子參在30%左右遮陰時凈光合速率最高，有利于光合作用的進行。