脉冲电刺激下植物叶绿素含量响应的研究胡俊炜++黄雷++程甜甜摘要：以君子兰、绿萝、荷叶碧玉、紫叶碧玉为材料，采用SPAD-502Plus叶绿素测定仪，测定脉冲电刺激后植物叶片叶绿素含量，探究脉冲电刺激下植物叶片叶绿素含量的响应。试验结果表明：在施加0～9V电压刺激时，对于君子兰、绿萝和紫边碧玉，刺激均使其叶片叶绿素含量降低；对于荷叶碧玉，0～2V、6～9V刺激均使其叶绿素含量增加。在施加0～18mA电流刺激时，对于君子兰和绿萝，4mA、6mA、12mA、14mA刺激均使其叶绿素含量增加；对于荷叶碧玉，10mA、12mA刺激使其叶绿素增加；对于紫边碧玉，刺激使得其叶绿素含量降低。该研究为脉冲电刺激对植物生理及生长的影响提供了研究基础和新的科学依据。关键词：脉冲电刺激；叶绿素含量；响应：Q945.3：ADOI：10.11974/nyyjs.20170833004植物叶片中的叶绿素在光合作用过程中起着重要作用，叶绿素含量的高低是反映植物叶片光合能力及植株健康状态的主要指标。在对被测植物施加一定时间的脉冲电刺激后，将引起植物叶片内部叶绿素相对含量的变化，通过研究叶绿素相对含量变化，来进一步研究脉冲电刺激对植物生长状况的影响。1试验材料及方法1.1试验材料试验选用4种共8盆同期培育的君子兰、绿萝、荷叶碧玉、紫叶碧玉，其中每种植物各2盆，且同种植物生长状况相同。在正式试验前，将植物置于环境参数可以调节的温控补光屏蔽箱内调节其生理状况至较佳的状态，设置屏蔽箱的参数为：空气温度25℃，光照度25klux，土壤含水率20%～25%，空气相对湿度60%～65%。试验时每天8：00开始测试，脉冲电刺激1.5h后采集叶片叶绿素含量及环境参数等数据，每次測试周期为2h，连续测试30d。1.2试验方法为了严格控制环境因子的变化，本试验的温控补光屏蔽箱可实现对温度的控制和光照的调节，同时也能对外部的电磁干扰进行屏蔽，从而尽可能地减小外界环境的变化对试验的干扰。图1是温控补光屏蔽箱的示意图，其中箱体由40mm厚的耐火隔热材料构成；加热导线和温控仪表可以实现温控补光屏蔽箱内温度的调控；补光装置可以对植物进行自然光补光，同时能实现光照调节；风扇可以使温控补光屏蔽箱内外CO2浓度保持平衡，同时可以在温控补光屏蔽箱内温度过高的时候降低内部温度。使用的脉冲电刺激的电压强度分别是：0、1V、2V、3V、4V、5V、6V、7V、8V、9V，电流强度分别是：0、2mA、4mA、6mA、8mA、10mA、12mA、14mA、16mA、18mA。刺激波形均是方波，频率为10Hz，刺激方式均为连续单刺激。2实验原理本试验采用的叶绿素测定原理是叶绿素仪法。测量仪器SPAD-502Plus叶绿素仪有可以发射红光和红外光的光源，发射红色光的波长是660nm，发射红外光的波长是940nm。该仪器通过发射源发射的红色光被叶片吸收和放射情况来测量叶绿素相对含量值，同时利用红外光的发射和接收来消除叶片厚度等因素对测量结果造成的影响。3结果与分析3.1脉冲电压刺激下四种植物叶绿素响应的分析图14种植物叶绿素含量与刺激电压强度变化图从图1中可以看出，0～9V的电压刺激使得君子兰、绿萝和紫边碧玉的叶绿素的相对含量均降低；而0～2V、6～9V的电压刺激可以促进荷叶碧玉叶绿素的合成。对于叶绿素含量降低，这是由于叶绿素合成过程中所需的镁离子和亚铁离子受外界电压形成的外电场作用下产生移动，使得叶片内部离子浓度产生变化，影响了叶绿素的合成，使叶绿素含量降低。对于荷叶碧玉叶绿素含量增加，这是由于低电压刺激时细胞内部离子在外电场作用下移动变快，促进了叶绿素的合成；当电压超过6V时叶绿素含量再次增加，这是由于高电压改变了叶肉细胞细胞膜通透性，离子跨膜运输速度加快。3.2脉冲电流刺激下4种植物叶绿素响应的分析图24种植物叶绿素含量与刺激电流强度变化图从图2中可以看出，0～18mA的电流刺激使紫边碧玉的叶绿素的相对含量均降低；而4mA、6mA、12mA、14mA的电流刺激可以促进君子兰和绿萝叶绿素的合成。10mA、12mA的电流刺激可以促进荷叶碧玉叶绿素的合成。对于该过程叶绿素的变化的解释同对图1内容解释相似，此处不再赘述。综合图1、图2分析，君子兰、绿萝在受脉冲电刺激下（无论电压刺激还是电流刺激），其叶绿素含量在受脉冲电刺激产...