昆明市常见绿化树种叶片多酚和叶绿素特征差异研究

何真敏 彭凌霄 孙泽 李金仙 张春华 孙永玉 戚建华

摘要  以昆明市10种常见阔叶树种为研究对象，采用DUALEX植物多酚-叶绿素测量计测定不同树种叶绿素含量、植物多酚类物质含量，比较不同树种新叶和老叶叶绿素含量、植物多酚类物质，分析叶龄、叶位对不同树种叶绿素含量和植物多酚类物质的影响。结果表明：树种叶绿素含量及植物多酚类物质含量与叶位不显著相关（P>0.05），与叶龄呈显著相关（P<0.05）。证明造成树种间叶绿素、多酚类物质含量的差异并非来自叶位的不同，而是与树种叶龄有明显相关，同时树种间叶绿素、多酚类物质含量不同也与树种间的差异相关，这可为昆明地区阔叶林选种的判断提供科学依据。

关键词  阔叶树；叶绿素；植物多酚类物质；昆明地区

中图分类号  Q946   文献标识码  A   文章编号  0517-6611（2024）07-0120-05

doi： 10.3969/j.issn.0517-6611.2024.07.030

Research on the Difference of Polyphenols and Chlorophyll in Leaves of Common Green Tree Species in Kunming

HE Zhen-min1，2， PENG Ling-xiao2， SUN Ze1，2 et al

（1.College of Forestry， Southwest Forestry University， Kunming， Yunnan 650233;2.Plateau Forestry Research Institute， Chinese Academy of Forestry， Kunming， Yunnan 650233）

Abstract  Taking ten common broadleaved trees species as the research object，applying DUALEX plant polyphenolchlorophyll meter to measure chlorophyll contents and plant polyphenols of different tree species. The chlorophyll contents and plant polyphenols of new and old leaves of different tree species were compared in different species， the effects of leaf age and orientation on chlorophyll content and plant polyphenols of different tree species were analyzed.The results showed that the leaf orientation had not significantly affected on chlorophyll contents and plant polyphenols among different species（P>0.05），however，the leaf age had significantly affected on chlorophyll contents and plant polyphenols among different species（P<0.05）. It was proved that the difference in the contents of chlorophyll and polyphenols among tree species was not caused by the difference in leaf orientation， but was significantly related to the leaf age of tree species. Meanwhile， the difference in the chlorophyll contents and polyphenols among tree species was also related to the difference among tree species.This provides an important basis for selection of broadleaved trees in Southwest of Kunming.

Key words  Broadleaved trees;Chlorophyll;Plant polyphenols;Kunming

DUALEX植物多酚-葉绿素测量计反映了叶绿素含量的相对值以及植物多酚类物质值。手持式 DUALEX植物多酚-叶绿素测量计具有携带方便，测量方法简便，测量速度快以及不损坏叶片的特点。

植物进行光合作用时，光合色素吸收和利用光能起着关键作用。测定叶绿素含量是评估植物光合特性重要方面之一，是对植物生长状态重要的参考指标之一［1］。光合作用过程中，叶绿素是吸收光的主要色素，并将光能转变为化学能。叶绿素在植物体内处于不断形成与分解的相对平衡状态，其含量受多种因素的影响。在几种环境因素中，光的作用最为显著。在植物生理、生态研究中，通常使用叶绿素含量作为一种比较的指标，以说明某种措施或环境条件对植物产生的影响［2］。绿色植物光能利用率高低取决于其叶片叶绿素含量，而作为植物生理指标之一的叶片叶绿素含量能鉴定植物在整个生育期间的营养状况，因此，研究绿色植物叶片叶绿素含量至关重要［3］。

植物多酚（Plant polyphenol）又名植物单宁（Vegetable tannin），为植物体内的复杂酚类次生代谢物，具有多元酚结构，主要存在于植物的皮、根、叶、果中，在植物中的含量仅次 于纤维素、半纤维素和木质素。由于植物多酚的多元酚结构赋予其一系列独特的化学性质，如能与蛋白质、生物碱、多糖等结合，又因为能与金属离子络合，从而使植物多酚在环境与工农业领域具有广泛的用途［4］。例如目前已广泛应用于蔬菜瓜果、畜禽肉及其制品、水产品等的储存保鲜，能够有效提高保鲜效果，延长货架期［5］。因此，研究植物多酚类物质不仅能反映植物生理状况，而且对环境与工业具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

试验地位于云南省昆明市西南林业大学校区，属低纬度高原季风气候，四季温差小，干湿季分明，垂直变化明显，夏无酷暑，冬无严寒，雨量充沛，光照充足，雨热同季，无霜期长。土壤类型为红壤，pH 4.5～6.0，土壤质地黏重，保水性能较差。

1.2 试验材料

供试材料为云南拟单性木兰（Magnolia yunnanensis）、石楠（Photinia serratifolia）、榕树（Ficus microcarpa）、四蕊朴（Celtis kunmingdensis Cheng et Hong）、滇润楠（Machilus yunnanensis）、荷花玉兰（Magnolia grandifora）、滇青冈（Fagaceae）、永椿香槐（Cladrastis yungchunii X.W.LietG.S.Fan）、山玉兰（Magnoliaceae）、短萼海桐［Pittosporum brevicalyx（oliv.）Gagnep.］，均取自西南林业大学， 选择无机械损伤的中等健康样木，对样木选取树种当年生新叶、多年生老叶，要求叶片无病虫害、色泽健康，分别在叶片的叶基、叶中、叶尖测定叶绿素含量、植物多酚类含量。

1.3 数据分析

对每个树种的叶绿素含量、多酚类含量进行测定，计算平均叶绿素含量、多酚类含量及其对应的标准误差；采用SPSS方差分析方法比较不同树种叶绿素含量、多酚类含量的差异，分析叶龄、叶位对不同树种叶绿素含量、多酚类含量的影响，通过 LSD检验比较不同树种叶绿素含量及多酚类物质的差异（P=0.05）；以不同树种叶绿素含量、多酚类含量为自变量，以叶龄和方位为变量进行双因素方差分析，分析叶龄和叶位叶绿素、植物多酚类含量的影响。

2 结果与分析

2.1 不同树种间的叶绿素含量

对 10 种不同树种进行新、老叶（即当年生叶片为新叶，多年生叶片为老叶）叶绿素含量测量，并分别比较它们之间的差异，结果见表1。

由表1可知，10种树种老叶叶绿素含量从大到小依次为云南拟单性木兰（56.60）、榕树（54.17）、山玉兰（54.10）、短萼海桐（5160）、荷花玉兰（41.27）、永椿香槐（39.23）、滇润楠（3797）、四蕊朴（33.20）、石楠（32.43）、滇青冈（32.00），其中云南拟单性木兰、榕树、山玉兰叶绿素显著高于供试其他树种；新叶叶绿素测量中，叶绿素含量从大到小依次为荷花玉兰（3903）、短萼海桐（29.43）、永椿香槐（27.63）、石楠（2647）、滇润楠（2483）、榕树（18.47）、四蕊朴（16.70）、山玉兰（16.30）、云南拟单性木兰（16.27）、滇青冈（12.17），其中荷花玉兰叶绿素含量显著高于供试其他树种。

方差分析发现，不同树种叶绿素含量不同，且老叶叶绿素含量均高于新叶，云南拟单性木兰、石楠、榕树、荷花玉兰、山玉兰的新、老叶绿素含量间存在显著差异（P<0.05）。

2.2 叶绿素含量差异来源

不同树种树内透光度不同，所接收的光照条件也不同，导致光照强度不同；不同植物枝叶生长及生理状态不同都会导致植物的光合作用能力不同，从而造成叶片所含叶绿素含量不同。对10种树种叶基、叶中、叶尖以及新叶、老叶进行叶绿素含量测定，结果见图1。从图1可见， 除荷花玉兰外，不同树种间新叶、老叶叶绿素呈明显差异。方差分析（表2）表明，10种树种叶位对叶绿素含量无显著影响（P>0.05），而叶龄对叶绿素含量有显著影响（P<005），由此可见，昆明地区10种树种间叶绿素含量的差异并非由不同叶位导致，而主要源于叶龄及不同树种間的差异。

2.3 不同树种多酚类物质含量

对10种不同树种进行新、老叶多酚类物质含量测定，并分别比较它们之间的差异，结果见表3。由表3可知，10种树种老叶多酚类物质含量从大到小依次为云南拟单性木兰（1.78）、滇润楠（1.29）、滇青冈（128）、永椿香槐（1.12）、短萼海桐（0.95）、石楠（0.95）、荷花玉兰（0.93）、榕树（0.91）、山玉兰（0.36）、四蕊朴（0.20），其中，云南拟单性木兰、滇润楠多酚类物质含量显著高于山玉兰、四蕊朴；新叶多酚类物质含量从大到小依次为云南拟单性木兰（2.11）、滇润楠（1.20）、永椿香槐（1.11）、滇青冈（1.09）、石楠（0.85）、荷花玉兰（0.84）、榕树（0.77）、山玉兰（0.50）、短萼海桐（0.31）、四蕊朴（0.27），其中荷花玉兰多酚类物质含量显著高于短萼海桐、四蕊朴。

方差分析发现，不同树种多酚类物质含量不同，且老叶多酚类物质含量除云南拟单性木兰、四蕊朴、山玉兰外，均高于新叶含量。相同树种除滇青冈、短萼海桐之间的新、老叶多酚类物质含量存在显著差异（P<0.05）外，其余树种新、老叶多酚类物质含量间均差异不显著（P>0.05）。

2.4 多酚类物质含量差异来源

多酚类物质是植物体内重要的次生代谢物，在植物逆境防御中扮演着重要角色，而光照是影响植物体内多酚类物质含量的主要因素［6］。不同的树种间透光度不同，叶片之间存在不同的受光点，从而造成叶片合成的多酚类物质含量不同。对 10种树种叶基、叶中、叶尖以及新叶、老叶进行多酚类含量测定，结果见图2。从图2可见，表明不同树种间多酚类物质含量不同，多数树种新叶和老叶之间差异不大。方差分析（表4）表明，10种树种叶位对多酚类物质含量无显著影响（P>0.05），由此可见，昆明地区10种树种间多酚类物质含量差异并非由不同叶位导致，而主要源于不同树种间的差异。

3 結论与讨论

该研究结果表明，10种树种老叶叶绿素含量从大到小依次为云南拟单性木兰、榕树、山玉兰、短萼海桐、荷花玉兰、永椿香槐、滇润楠、四蕊朴、石楠、滇青冈；新叶叶绿素含量从大到小依次为荷花玉兰、短萼海桐、永椿香槐、石楠、滇润楠、榕树、四蕊朴、山玉兰、云南拟单性木兰、滇青冈。除荷花玉兰外，其余树种叶绿素含量新、老叶间差异显著（P<0.05），叶位对叶绿素含量无显著影响（P>0.05）。10种树种老叶多酚类物质含量从大到小依次为云南拟单性木兰、滇润楠、滇青冈、永椿香槐、短萼海桐、石楠、荷花玉兰、榕树、山玉兰、四蕊朴；新叶多酚类物质含量从大到小依次为云南拟单性木兰、滇润楠、永椿香槐、滇青冈、石楠、荷花玉兰、榕树、山玉兰、短萼海桐、四蕊朴。相同树种除云南拟单性木兰、滇青冈、短萼海桐之间的新、老叶多酚类物质含量存在显著差异（P<005）外，其余树种新、老叶多酚类物质含量间均差异不显著（P>0.05）。不同叶位对叶绿素、植物多酚类物质含量均无显著影响（P>0.05），其中造成树种叶绿素含量的不同除了树种之间自身的生理生态差异外，不同叶龄对叶绿素含量具有显著影响。

植物中叶绿素含量是植物生理生化及生态调查中的重要测量参数，在研究植物光合速率［7］、初级生物生产力［8］和生物生长量等方面有重要影响，其不仅是表达植物生物量的一个指标，也是检测植物环境因子及健康水平的关键指标［9］。目前利用叶绿素测量计测定植物叶绿素含量已经得到广泛应用［10-15］。植物多酚类物质是高等植物的次级代谢产物，其结构复杂，具有多种功效，如抗病毒、抑菌作用［16-18］、抗癌作用［19］、抗氧化作用［20］等。研究叶绿素含量不仅能够体现植物的光合作用能力以及植物生长状态，对于进一步研究不同植物的生物量、生产力均有一定的影响。 植物多酚类物质具有诸多作用，不仅对植物有重要影响，同时也对人类环境生态以及工业发展也有基本意义。但是，叶绿素、多酚类物质含量与土壤养分、水分等诸多环境因子相关，仅通过DUALEX植物多酚-叶绿素测量计测量的数据衡量植物生产能力并非十分准确，因此，在进行树种生产力、树种优劣研究时需要考虑树种生长环境、光照条件、冠层结构等多方面因素。

参考文献

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基金项目   云南省自然生态监测网络监测项目（2022-YN-07）；国家林草局林业科技创新平台项目（2022132108）。

作者简介   何真敏（1997—），女，四川泸州人，硕士研究生，研究方向：植物多样性保护与利用。

通信作者，副教授，博士，从事植物生理生态及植物资源研究。