不同补光处理对贮运人参榕叶片生长及生理生化的影响

发布时间：2017-05-17 16:37

  本文关键词：不同补光处理对贮运人参榕叶片生长及生理生化的影响，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：人参榕(Ficus microcarpa L.f.),桑科榕属,是福建省主要的出口花卉品种。但由于较长时间断光、断水的海运环境(30 d左右),易造成人参榕叶片黄化与脱落,影响其到岸商品性状,给生产者带来较大的经济损失。为减轻出口人参榕贮运暗胁迫下叶片黄化与脱落,以人参榕(接穗为泰国榕)为材料,采用28 W荧光灯和20 W发光二极管(LED),研究了不同补光处理模拟贮运28 d后对人参榕叶片生长和生理生化的影响,并从光响应曲线、气体交换参数及叶绿素荧光等方面对荧光灯和LED两种光源最优补光方案进行比较研究,提出贮运环境下人参榕的最适补光处理。主要研究结果如下：1.研究荧光灯不同补光时长(0-12 h.d-1)处理28 d后对模拟贮运人参榕叶片生长和生理特性的影响,结果表明：(1)随着贮运时间的延长,人参榕落叶率、黄化指数、相对电导率(REC)、丙二醛(MDA)含量均呈上升趋势,而比叶重(SLW)呈下降趋势；其叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性均呈先上升后下降的变化趋势。(2)模拟贮运第28 d时,补光0 h.d-1处理的人参榕落叶率、黄化指数分别为89.64%、0.52,而补光8～12 h.d-1处理的落叶率、黄化指数显著下降,落叶率比对照(0 h·d-1)分别显著下降为35.7%、39.19%、26.08%,黄化指数分别显著下降为0.25、0.28、0.19。(3)模拟贮运28 d时,随着补光时间的延长,人参榕叶片SLW显著升高；其SOD、POD、CAT活性、叶绿素a、叶绿素b、叶绿素(a+b)含量、类胡萝卜素含量、叶绿素a/b、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)均呈上升趋势,且在补光8-12 h·d-1处理下各指标均明显高于其他处理,但MDA、胞间C02浓度(Ci)呈下降趋势。(4)相关分析显示,模拟贮运人参榕的落叶率与黄化指数呈极显著正相关；落叶率、黄化指数均与其叶绿素含量、Pn呈极显著负相关,与Ci呈极显著正相关；且叶片Pn与叶绿素含量、Gs呈显著正相关,与Ci呈极显著负相关。研究表明,通过补光措施可显著减缓贮运人参榕叶片的黄化与脱落,28 W荧光灯光照8-12 h·d-1的补光效果均较好,综合考虑成本认为在实际人参榕贮运过程中最适补光时长为8 h.d-1；贮运时较长时间的暗胁迫环境对人参榕叶片光合系统造成损伤并导致Pn下降,其主要是叶绿素含量降低的非气孔限制因素所致。2.研究荧光灯补光时长优化处理28 d后对模拟贮运人参榕叶片生长和生理特性的影响。结果表明：(1)模拟贮运第28 d时,黑暗处理(补光0h.d-1)的人参榕落叶率、黄化指数分别为89.49%、0.52,而每周每天都补光8 h.d-1的落叶率、黄化指数显著下降,落叶率比对照(0 h-d-1)显著下降为32.87%,黄化指数显著下降为0.21。(2)每周都进行补光的人参榕植株叶片的相对含水量(RWC)、MDA含量、REC、可溶性蛋白含量最小,显著低于对照,但其SLW、叶绿素a、叶绿素b、叶绿素(a+b)含量、类胡萝卜素含量、叶绿素a/b、SOD、POD、CAT活性均显著高于对照。研究表明,补光时间优化中以每周都补光效果最好,因此,对于出口人参榕应每周每天补光8 h.d-1,可显著减轻叶片的黄化与脱落。3.研究LED不同补光时长(0-10 h.d-1)处理28 d后对模拟贮运人参榕叶片生长和生理特性的影响。结果表明：(1)模拟贮运第28 d时,补光0 h.d-1处理的人参榕落叶率、黄化指数分别为49.92%、0.22,而补光4 h.d-1处理的落叶率、黄化指数显著下降,落叶率比对照(0 h.d-1)显著下降为12.44%,黄化指数显著下降为0.08。(2)随着补光时间的延长,人参榕叶片的RWC、土壤相对含水量、可溶性蛋白显著降低,而叶绿素a、叶绿素b、叶绿素(a+b)含量、类胡萝卜素含量、叶绿素a/b显著升高；其落叶率、黄化指数、相对电导率、MDA含量、Ci及暗适应最小荧光(F0)均先减少后增大,但SLW、 SOD、POD、CAT活性、Pn、Gs、Tr、WUE、暗适应最大荧光(Fm)、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)值、PS Ⅱ的潜在光化学活性(Fv/Fo)值均呈先升高后下降的变化趋势。(3)结果发现：当补光0-4 h·d-1时,随着补光时长增加,Pn、GS、蒸腾速率(Tr)和水分利用效率(WUE)均呈上升趋势,与Ci的变化趋势相反；但当补光4～10 h·d-1时,随着补光时长增加,Pn、Gs、Ci、Tr和WUE均呈下降趋势。研究表明,通过补光措施可显著减缓贮运人参榕叶片的黄化与脱落,20 W LED光照4 h·d-1的补光效果最好；补光0和1 h·d-1的环境对人参榕叶片光合系统造成损伤并导致Pn下降,其主要是叶绿素含量降低的非气孔限制因素所致,而补光8和10 h·d-1的环境使植株水分胁迫加剧并导致Pn下降,其主要是由气孔限制因素引起。4.研究28 W荧光灯(补光8 h.d-1)和20 W LED(补光4 h.d-1)两种光源处理28 d后对人参榕叶片生长和光合性能的影响。结果表明：(1)模拟贮运第28 d时,黑暗处理的人参榕落叶率、黄化指数分别为89.49%、0.31,而荧光灯和LED处理的落叶率、黄化指数显著下降且荧光灯处理LED处理,落叶率分别比对照(0 h·d-1)显著下降为31.05%、22.87%,黄化指数分别显著下降为0.14、0.09。(2)荧光灯和LED处理的RWC、 Fo均显著低于对照,且LED荧光灯；其SLW、叶绿素含量、Pn、Gs、Tr、WUE、表观量子效率(AQY)、光饱和点(LSP)、暗呼吸速率(Rd)、Fv/Fm值、Fv/Fo值均显著高于对照,且LED处理荧光灯处理。研究表明,荧光灯和LED处理可显著降低人参榕的黄化与脱落且LED补光4 h.d-1优于荧光灯补光8 h·d-’,综合考虑成本(LED补光4 h.d-1荧光灯补光8 h.d-1)认为在人参榕出口贮运时可用LED替代荧光灯。综上所述,贮运时较长时间的暗胁迫环境对人参榕叶片光合系统造成损伤并导致Pn下降,其主要是叶绿素含量降低的非气孔限制因素所致。通过适当的补光处理可减轻对人参榕光合系统的损伤,显著降低叶片的黄化与脱落。同时,LED补光应用到农业与生物领域具有可行性,可替代荧光灯大范围应用于长时间贮运出口人参榕及其它盆栽花卉的生产中。
【关键词】：人参榕 模拟贮运 补光 叶片生长 生理生化特性
【学位授予单位】：福建农林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S688.1
【目录】：

• 英文缩略词表11-13
• 摘要13-16
• ABSTRACT16-20
• 第一章 引言20-30
• 1 人参榕出口贮运环境调控的研究现状20
• 2 盆栽花卉长时间贮运技术研究现状20-21
• 3 弱光及黑暗胁迫下植株叶片形态与生理生化变化21-27
• 3.1 弱光及黑暗胁迫下植株叶片形态的变化21
• 3.2 弱光及黑暗胁迫下叶片水分生理的变化21-22
• 3.3 弱光及黑暗胁迫下叶片细胞膜系统的变化22-23
• 3.4 弱光及黑暗胁迫下叶片酶活性的变化23-24
• 3.4.1 弱光及黑暗胁迫下叶片抗氧化酶系统的变化23
• 3.4.2 弱光及黑暗胁迫下叶片光合酶活性的变化23-24
• 3.5 弱光及黑暗胁迫下叶片光合作用的变化24-26
• 3.5.1 弱光及黑暗胁迫下叶片光合色素的变化24-25
• 3.5.2 弱光及黑暗胁迫下叶片光合作用的变化25-26
• 3.6 弱光及黑暗胁迫下叶片叶绿素荧光参数的变化26-27
• 4 人工补光对植物生长发育的影响27-28
• 4.1 光质对植物生长的影响27
• 4.2 光照强度对植物生长的影响27-28
• 4.3 光照时间对植物生长的影响28
• 5 本研究的目的和内容28-30
• 5.1 研究目的和意义28-29
• 5.2 研究内容和技术路线29-30
• 第二章 荧光灯补光对人参榕叶片生长及生理特性的影响30-54
• 第一节 不同补光时长对人参榕叶片生长和生理特性的影响30-47
• 摘要30-31
• 1 材料与方法31-34
• 1.1 材料与处理31
• 1.1.1 试验材料31
• 1.1.2 试验处理31
• 1.2 测定项目与方法31-34
• 1.2.1 落叶率31
• 1.2.2 黄化指数31-32
• 1.2.3 比叶重(SLW)、相对含水量(RWC)的测定32
• 1.2.4 细胞膜透性32
• 1.2.5 丙二醛(MDA)含量32
• 1.2.6 叶片中色素含量的测定32-33
• 1.2.7 SOD、POD酶活性的测定33-34
• 1.2.8 CAT酶活性的测定34
• 1.2.9 气体交换参数的测定34
• 1.3 主要的仪器设备34
• 1.4 数据统计分析34
• 2 结果与分析34-43
• 2.1 不同补光时长对人参榕叶片生长的影响35-36
• 2.1.1 不同补光时长对人参榕落叶率的影响35
• 2.1.2 不同补光时长对人参榕黄化指数的影响35-36
• 2.1.3 不同补光时长对人参榕比叶重的影响36
• 2.2 不同补光时长对人参榕叶片膜透性的影响36-38
• 2.2.1 不同补光时长对人参榕叶片相对电导率的影响36-37
• 2.2.2 不同补光时长对人参榕叶片MDA含量的影响37-38
• 2.3 不同补光时长对人参榕叶片抗氧化酶活性的影响38-39
• 2.3.1 不同补光时长对人参榕叶片SOD活性的影响38
• 2.3.2 不同补光时长对人参榕叶片POD活性的影响38-39
• 2.3.3 不同补光时长对人参榕叶片CAT活性的影响39
• 2.4 不同补光时长对人参榕叶片色素和光合特性的影响39-43
• 2.4.1 不同补光时长对人参榕叶片色素含量的影响39-40
• 2.4.2 不同补光时长对人参榕叶片对人参榕叶片气体交换参数的影响40-42
• 2.4.3 落叶率、黄化指数、叶绿素及光合参数指标的相关分析42-43
• 3 讨论43-46
• 3.1 不同补光时长对人参榕叶片生长的影响43-44
• 3.2 不同补光时长对人参榕叶片膜透性及保护酶活性的影响44
• 3.3 不同补光时长对人参榕叶片色素和光合特性的影响44-45
• 3.4 人工补光在人参榕贮运期间的应用前景45-46
• 附图46-47
• 第二节 补光时间优化对人参榕生长和生理特性的影响47-54
• 摘要47
• 1 材料与方法47-49
• 1.1 材料与处理47-48
• 1.1.1 试验材料47
• 1.1.2 试验处理47-48
• 1.2 测定项目与方法48-49
• 1.2.1 落叶率48
• 1.2.2 黄化指数48
• 1.2.3 比叶重、相对含水量的测定48
• 1.2.4 细胞膜透性48
• 1.2.5 丙二醛(MDA)含量48
• 1.2.6 SOD、POD酶活性的测定48
• 1.2.7 CAT酶活性的测定48
• 1.2.8 可溶性蛋白的测定48-49
• 1.3 主要的仪器设备49
• 1.4 数据统计分析49
• 2 结果与分析49-52
• 2.1 优化补光时间对人参榕叶片生长的影响49-50
• 2.2 优化补光时长对人参榕叶片色素含量的影响50-51
• 2.3 优化补光时长对人参榕叶片相对电导率、丙二醛、可溶性蛋白含量的影响51
• 2.4 优化补光时长对人参榕叶片抗氧化酶活性的影响51-52
• 3 讨论52-53
• 附图53-54
• 第三章 LED不同补光时长对人参榕叶片生长及生理特性的影响54-65
• d要54
• 1 材料与方法54-56
• 1.1 材料与处理54-55
• 1.1.1 试验材料54
• 1.1.2 试验处理54-55
• 1.2 测定项目与方法55-56
• 1.2.1 落叶率55
• 1.2.2 黄化指数55
• 1.2.3 比叶重、相对含水量的测定55
• 1.2.4 细胞膜透性55
• 1.2.5 丙二醛(MDA)含量55
• 1.2.6 叶片中色素含量的测定55
• 1.2.7 SOD、POD酶活性的测定55
• 1.2.8 CAT酶活性的测定55-56
• 1.2.9 气体交换参数的测定56
• 1.2.10 基质相对含水量的测定56
• 1.2.11 叶绿素荧光参数的测定56
• 1.3 主要的仪器设备56
• 1.4 数据统计分析56
• 2 结果与分析56-61
• 2.1 LED不同补光时长对基质含水量的影响56-57
• 2.2 LED不同补光时长对人参榕叶片生长的影响57-58
• 2.3 LED不同补光时长对人参榕叶片相对电导率、丙二醛、可溶性蛋白含量的影响58
• 2.4 LED不同补光时长对人参榕叶片抗氧化酶活性的影响58-59
• 2.5 LED不同补光时长对人参榕叶片色素含量的影响59-60
• 2.6 LED不同补光时长对人参榕叶片气体交换参数的影响60
• 2.7 LED不同补光时长对人参榕叶片叶绿素荧光参数的影响60-61
• 3 讨论61-64
• 3.1 LED不同补光时长对人参榕叶片生长的影响61-62
• 3.2 LED不同补光时长对人参榕叶片膜透性及保护酶活性的影响62
• 3.3 LED不同补光时长对人参榕叶片色素含量及气体交换参数的影响62-63
• 3.4 LED不同补光时长对人参榕叶片叶绿素荧光参数的影响63-64
• 附图64-65
• 第四章 荧光灯和LED两种光源最优补光方案的确定65-72
• 摘要65
• 1 材料与方法65-67
• 1.1 材料与处理65-66
• 1.1.1 试验材料65
• 1.1.2 试验处理65-66
• 1.2 测定项目与方法66
• 1.2.1 落叶率66
• 1.2.2 黄化指数66
• 1.2.3 比叶重、相对含水量的测定66
• 1.2.4 光响应曲线的测定66
• 1.3 光响应曲线模型的选择66-67
• 1.4 主要的仪器设备67
• 1.5 数据统计分析67
• 2 结果与分析67-70
• 2.1 两种光源最优补光方案对人参榕叶片生长的影响67-68
• 2.2 两种光源最优补光方案对人参榕叶片气体交换参数的影响68
• 2.3 两种光源最优补光方案对人参榕叶片光合-光响应曲线的影响68-69
• 2.4 两种光源最优补光方案对人参榕叶绿素荧光参数的影响69-70
• 3 讨论70-72
• 第五章 总结与展望72-75
• 参考文献75-83
• 硕士学习期间发表的论文83-84
• 致谢84

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本文编号：373914