野生益智的光合特性研究

景康欣　王士泉

摘要：以陵水、保亭、萬寧3地的野生益智（Alpinia oxyphylla Miq.）為材料，研究不同地點益智的光合特性，包括凈光合速率、氣孔導度、胞間CO2濃度、蒸騰速率、葉面積、葉綠素含量、土壤養分及它們之間的關系。結果表明，除保亭和萬寧的氣孔導度沒有顯著差異外，其他光合指標都存在顯著差異；3地的葉面積存在顯著差異，保亭和萬寧、陵水和萬寧的葉綠素含量也存在顯著差異；陵水與萬寧、保亭與萬寧的土壤氮、磷含量差異都達到了顯著水平，保亭與陵水、萬寧與陵水的土壤鉀含量差異達到了顯著水平；凈光合速率與葉面積、葉綠素含量呈顯著正相關，胞間CO2濃度與葉綠素含量呈極顯著正相關；土壤磷含量與益智的高度和密度呈顯著或極顯著正相關，與凈光合速率呈顯著負相關，與胞間CO2濃度呈極顯著正相關；鉀含量與凈光合速率、蒸騰速率呈極顯著負相關；氮含量與氣孔導度、蒸騰速率呈顯著正相關。試驗結果為提高益智的品質，為野生益智的馴化、改良和保護提供了基礎資料與科學依據。

關鍵詞：益智（Alpinia oxyphylla Miq.）；野生居群；光合特性；土壤養分；葉面積；葉綠素含量

中圖分類號：S567.23+9.11 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2017）04-0678-04

益智（Alpinia oxyphylla Miq.）為姜科（Zingiberaceae）山姜屬（Alpinia L.）多年生草本植物，主要分布在海南省南部和中部一帶[1]。國內外對益智的研究主要集中在化學成分[2-5]、藥理作用[6-9]、土壤養分影響[10]等方面。益智是四大南藥之一，是國家衛生部公布的既是藥品又是食品的植物資源之一[11]。隨著對益智藥材需求量的持續增加，益智人工栽培面積不斷擴大；但是與野生益智資源相比，栽培益智的質量和產量卻在下降[12]。基于此，人們提出了對益智進行野生撫育的發展模式[12]；但目前野生撫育栽培的產量受環境影響較大，而光合作用通過影響植物營養物質的累積與代謝，從而影響產量。為此，試驗以益智野生居群為研究對象，研究海南島不同地區野生益智的光合特性、葉面積大小、葉綠素含量、生長環境土壤養分影響及其相關性，以期掌握環境因子對野生益智光合作用的影響，為提高益智的品質及加速野生益智的馴化、改良和保護提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 地點

試驗地點為海南省陵水黎族自治縣（2個樣地）、保亭黎族苗族自治縣（3個樣地）、萬寧市（2個樣地）。

1.2 方法

1.2.1 光合參數測定 采用Li-6400 XT便攜式光合作用測定儀測定益智的光合參數，包括凈光合速率（Pn）、氣孔導度（Gs）、胞間CO2濃度（Ci）、蒸騰速率（Tr）等。野外測定時間為2014年11月至2015年5月，選擇自然晴天的10：00-15：00時段，分別測3個樣區7個樣地的益智野生居群不同葉位葉片的光合參數，每個樣地測10株，每株測3片葉，每片葉測3次，各樣區取均值。

1.2.2 葉面積測定 使用便攜式葉面積測定儀Li-3000C（Li-COR）進行葉面積測定，每個樣地測10株，每株測3片葉，每片測3次。

1.2.3 葉綠素含量測定 使用便攜式葉綠素測定儀（SPAD-502 plus）對葉綠素含量進行測定，每個樣地測10株，每株測3片葉，每片測3次。

1.2.4 土壤理化性質測定 野生益智生長環境土壤有機質采用高溫外加熱重鉻酸鉀氧化-容量法測定；全氮量采用凱氏定氮法測定；全磷量采用鉬銻抗比色法測定；全鉀量采用火焰光度計測定。土壤溫度、pH、NaCl含量、水分含量測定參見文獻[13]的方法。

1.3 數據處理

試驗所得數據采用Microsoft Office Excel 2007程序處理，并用其制表；運用SPSS 12.0軟件對數據進行多重比較分析及相關分析。

2 結果與分析

2.1 野生益智的光合特性差異分析

野生益智的光合特性測定情況見表1。從表1可見，陵水與保亭、陵水與萬寧、保亭與萬寧之間的野生益智居群凈光合速率差異達顯著水平 （P<0.05）；陵水與保亭、陵水與萬寧之間的氣孔導度差異達顯著水平（P<0.05）；保亭與陵水、保亭與萬寧、陵水與萬寧之間的胞間CO2濃度差異達顯著水平（P<0.05）；陵水與萬寧、陵水與保亭、萬寧與保亭之間的蒸騰速率差異達顯著水平（P<0.05）。在這3個樣區中，陵水益智野生居群的凈光合速率、氣孔導度、蒸騰速率都最高，而胞間CO2則是保亭的最高。

2.2 野生益智的葉面積、葉綠素含量差異分析

野生益智的葉片特性測定情況見表2。從表2可見，保亭與陵水、萬寧與陵水，保亭與萬寧之間的益智野生居群葉面積大小差異達到了顯著水平（P<0.05）；陵水與萬寧、保亭與萬寧之間的葉綠素含量差異達顯著水平（P<0.05）。在3個樣區中，保亭的益智葉面積較陵水、萬寧的大，其葉綠素含量也相應的高于后2個樣區。

2.3 野生益智生長環境土壤養分含量差異分析

野生益智生長環境土壤養分含量測定情況見表3。從表3可見，保亭與萬寧、陵水與萬寧之間的土壤磷含量差異達到顯著水平（P<0.05）；保亭與陵水、萬寧與陵水之間的土壤鉀含量差異達顯著水平（P<0.05）；陵水與萬寧、保亭與萬寧之間的土壤氮含量差異顯著（P<0.05）；不過各樣區的有機質含量差異均不顯著。參考海南省農業廳土肥站對土壤的分級標準[14]，筆者對3個樣區的土壤養分進行了分級，結果見表3。從表3可見，3個樣區的土壤有機質含量都為IV級，數值均低于20，處于有機質缺乏的狀態；另外，陵水和保亭的氮含量為III級，萬寧為V級；3個樣區的土壤鉀含量都為I級，而磷含量卻都為VI級。

2.4 野生益智葉面積、葉綠素含量、光合特性的相關分析

在植物光合生理特性的指標中，凈光合速率最為重要，其體現了光合效能的高低，也是光合能力的綜合反映；野生益智的葉面積、葉綠素含量、光合特性的相關分析情況見表4。從表4可見，凈光合速率與葉面積和葉綠素含量呈顯著正相關，胞間CO2濃度與葉綠素含量呈極顯著正相關。通常情況下，葉面積越大，葉片吸收CO2或釋放的O2越多，光合速率越高；進而葉綠素含量也就高，光合作用捕獲的光能也就多，光合產物因此也多。

2.5 土壤因子與光合特性、葉面積、葉綠素含量的相關分析

野生益智生長環境土壤因子與益智葉面積、葉綠素含量、光合特性的相關分析情況見表5。從表5可見，土壤水分含量與胞間CO2濃度和葉綠素含量呈顯著正相關；土壤NaCl含量與蒸騰速率呈顯著正相關；其他指標的相關性均不顯著。

2.6 土壤養分含量與益智生長指標的相關分析

野生益智生長環境土壤養分含量與益智生長指標的相關分析情況見表6。從表6可見，土壤磷含量與益智的密度呈極顯著正相關，與高度呈顯著正相關；鉀含量、氮含量、有機質含量分別與蓋度、密度和高度呈正相關或負相關。

2.7 土壤養分含量與光合特性、葉面積、葉綠素含量的相關分析

野生益智生長環境土壤養分含量與益智光合特性、葉面積、葉綠素含量的相關分析情況見表7。從表7可見，土壤磷含量與凈光合速率呈顯著負相關，與胞間CO2濃度呈極顯著正相關。鉀含量與凈光合速率、蒸騰速率呈極顯著負相關。氮含量與氣孔導度、蒸騰速率呈顯著正相關。

3 小結

試驗結果表明，野生益智3個樣區陵水、保亭、萬寧之間葉面積大小和光合特性指標存在顯著差異（氣孔導度除外）。陵水與萬寧、保亭與萬寧之間的葉綠素含量也存在顯著差異。部分樣區之間的土壤磷含量、鉀含量及氮含量差異顯著，凈光合速率與葉面積和葉綠素含量呈顯著正相關，胞間CO2濃度與葉綠素含量呈和顯著正相關。土壤磷含量與益智的密度呈極顯著正相關，與高度呈顯著正相關；磷含量與凈光合速率呈顯著負相關，與胞間CO2濃度呈極顯著正相關；鉀含量與凈光合速率、蒸騰速率呈極顯著負相關；氮含量與氣孔導度、蒸騰速率呈顯著正相關。試驗結果可為提高益智的品質，為野生益智的引種、馴化、改良和保護提供科學依據。

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