全 文 : 收稿日期:2009-10-19
基金项目:福建省科技计划项目(2006Y0038)资助
作者简介:康龙泉(1974-),男,福建龙海人,助理研究员,从事植物引种栽培研究。
不同遮光处理对猫须草生长及光合特性的影响
康龙泉,连张飞,黄珺梅,赖瑞云,钟赞华,谢志南
(福建省亚热带植物研究所 福建省亚热带植物生理生化公共实验室,福建 厦门 361006)
摘 要:本文探讨全光照、遮光 50%、遮光 75%、遮光 90%等 4 种处理对猫须草植株生长及光合特性的影响。
结果表明,与全光照相比,3 种遮光处理植株叶片净光合速率、蒸腾速率减少,叶片厚度及栅栏组织变薄,
比叶鲜质量下降,植株分枝数减少,节间距、株高显著增加,植株根、茎、叶的生长量明显下降。从而表明,
猫须草植株生长最适宜的光照条件为全光照。
关键词:猫须草;遮光处理;生长;光合特性
Doi: 10.3969/j.issn.1009-7791.2009.04.009
中图分类号:Q949.95 文献标识码:A 文章编号:1009-7791(2009)04-0031-03
Effects of Shading Treatment on the Growth and Photosynthetic
Characteristics of Clerodendranthus spicatus
KANG Long-quan, LIAN Zhang-fei, HUANG Jun-mei, LAI Rui-yun, ZHONG Zan-hua, XIE Zhi-nan
(Fujian Key Laboratory of Physiology and Biochemistry for Subtropical Plant, Fujian Institute of Subtropical Botany, Xiamen
361006, Fujian China)
Abstract:The effects of different shading treatments (0, 50%, 75% and 90% of full light) on the
growth and photosynthetic characteristics of Clerodendranthus spicatus were studied.The results
indicated that compared with full light, the net photosynthetic rate and transpiration rate of leaves
treated by three kinds of shading treatments decreased, leaves thickness and their palisade tissue
were thinner, fresh weight and branch number reduced, sections spacing and plant height increased
significantly, and increment of roots, stems and leaves declined markedly. In sum, the most suitable
light condition for the growth of Clerodendranthus spicatus was full light.
Key words:Clerodendranthus spicatus; shading treatment; growth; photosynthetic characteristics
猫须草(Clerodendranthus spicatus)为唇形科多年生草本植物,属历史悠久的传统中药[1],民间因
其治疗急慢性肾炎、膀胱炎、尿路结石及生殖泌尿系统感染有特殊疗效而称之为“肾茶”。猫须草原
产于印度尼西亚、印度、缅甸、菲律宾、澳大利亚等国,我国广东、广西、福建、云南、台湾、四川
等省区均有引种栽培[2]。现代医学研究发现,猫须草还含有全方位抗肿瘤作用的熊果酸,而熊果酸含
量与植株产地、光照条件等因素有关[3,4]。鉴于光照条件对猫须草植株生长的研究较少,本研究通过对
不同遮光处理后的猫须草植株生长性状及光合作用的测定,探讨其需光特性,旨在为猫须草药材的栽
培管理提供科学依据。
1 材料与方法
试验于2009年8~10月在福建省亚热带植物研究所多肉植物区苗圃进行。供试材料为应用种苗智能
化快繁系统繁育的猫须草扦插苗,选择根系发达,长势、株高(约12 cm)基本一致的植株,进行摘顶
(植株尚未见分生侧枝),壤土盆栽(盆径25cm),每盆3株,常规管理。植株上盆后随即进行遮光处理,
2009,38(4):31-33.
Subtropical Plant Science
第 38 卷
﹒32﹒
试验设全光照(对照)、遮光50%、遮光75%及遮光90% 共4个处理,每处理8盆,以单盆为重复,重
复8次。试验期间观测各处理植株的分枝数、株高、节数及节间距,并随机选取4盆用于植株根、茎、
叶的生长量分析(鲜质量及干质量测定),另4盆植株选取叶龄一致的成熟叶片进行光合作用日变化测
定。选择晴天于7:00~17:00,采用便携式光合作用仪(德国WALZ公司,GFS-3000型),测定不同遮光处
理的净光合速率和蒸腾速率日变化,每2 h测定一次,每次各处理均进行4次重复(4盆),每重复取同
叶片3次测定的平均值。光合作用测定后摘取测定叶片供叶片组织结构及叶绿素含量测定。叶片组织结
构采用徒手切片,显微镜下测定叶片栅栏组织、海绵组织及叶片的厚度。叶绿素含量测定采用乙醇提
取比色法[5]。
2 结果与分析
2.1 遮光处理对植株生长的影响
遮光处理后,猫须草植株生长性状发生明显改变。从表1可见,遮光后植株株高随遮光度增强而明
显增加,遮光50%、遮光75%和遮光90%处理的株高分别超过全光照处理4.48 cm、5.19 cm和11.48 cm,
均极显著地高于全光照处理,而遮光90%处理的株高还极显著地高于遮光50%及遮光75%处理。遮光后
株高显著增加主要因节间距增大所致,遮光90%处理的节间距最大,为5.05 cm;全光照节间距最小,
为3.00 cm。各处理节间距呈现出随遮光程度增强而极显著增加。从表1还可见,遮光处理后植株节数、
分枝数明显减少,全光照及遮光50%处理的节数虽未见显著差异,但均极显著地高于遮光75%、遮光90%
处理。全光照的分枝数最多,与遮光
处理间均存在极显著差异,遮光50%
与遮光75%处理的分枝数未见显著差
异,但两者的分枝数均极显著高于遮
光90%处理。遮光处理对植株茎粗生
长同样存在一定的影响,全光照处理
茎粗最大,极显著地高于其余遮光处
理,各遮光处理间未见显著差异。
植株生长量是反映植株适应环境状况的重要指标。从表2可见,各处理植株根、茎、叶的生长量(鲜
质量及干质量)均呈现出随遮光强度
增强而下降。试验中,全光照处理的
植株根、茎、叶生长量(鲜质量及干
质量)均为最大值,其中根(鲜质量
及干质量)、叶(干质量)的生长量
均极显著高于各遮光处理,茎的鲜质
量、干质量及叶的鲜质量亦分别与遮
光90%处理存在显著差异,从而反映出植株对全光照处理最为适应。
2.2 遮光处理对叶片若干性状的影响
对成熟叶片的组织结构、比叶质量(鲜重)、叶绿素含量等指标进行测定(表3)。从表3可见,
随着遮光强度增加,叶片厚度、栅栏组织和海绵组织厚度逐渐变薄,比叶鲜质量亦逐渐减少。栅栏组
织是叶肉组织中含有大量叶绿体的一群薄壁细胞,它是光合作用的主要场所,栅栏组织越发达,越有
利于叶片光合能力的提高[6]。叶厚、比叶质量则是衡量植株相对生长速率的重要指标[7]。本试验全光照
处理的栅栏组织厚度、比叶鲜质量及叶厚均处于最大值,同时也都显著地大于遮光处理(除与遮光50%
处理的叶厚未见显著差异外),说明全光照处理最有利于叶肉组织的发育及植株生长。从表3还可看出,
遮光处理对叶绿素含量的影响较小,除50%遮光处理的叶绿素b含量高出外,其余各处理间均未见显著
差异。
表 1 不同遮光处理对植株生长性状的影响
处 理 株高(cm) 节数(节) 节间距(cm) 分枝数(枝) 茎粗(cm)
全光照 25.74Cc 8.58Aa 3.00Dd 9.79Aa 0.436Aa
遮光 50% 30.24Bb 8.33Aa 3.63Cc 5.92Bb 0.381Bb
遮光 75% 31.05Bb 7.50Bb 4.14Bb 5.33Bb 0.347Bb
遮光 90% 37.02Aa 7.33Bb 5.05Aa 3.42Cc 0.349Bb
注:同列数值后不同大、小写字母者分别表示 1%、5%的显著水平。表 2、表 3 同。
表 2 不同遮光处理对植株生长量的影响(g/盆)
根 茎 叶 处 理 鲜质量 干质量 鲜质量 干质量 鲜质量 干质量
全光照 24.89Aa 1.77Aa 21.94a 2.53a 41.94Aa 4.99Aa
遮光 50% 14.45Bb 1.09Bb 19.01a 2.12ab 39.64Aa 3.55Bb
遮光 75% 10.58Bc 0.83Bbc 16.21a 1.71b 34.10Aa 3.06Bbc
遮光 90% 6.71Bd 0.64Bc 14.85b 1.56b 26.29Bb 2.57Bc
第 4 期 康龙泉,等:不同遮光处理对猫须草生长及光合特性的影响
﹒33﹒
2.3 遮光处理对叶片光合作用的影响
在晴天对猫须草叶片光合作用日变化(7:00~17:00)进行测定,结果表明,遮光处理对叶片净光
合速率 Pn(图 1)存在明显影响。从图 1 可见,各处理 Pn 变化均呈单峰曲线;全光照处理各时段叶片
Pn 值均高于遮光处理,高峰出现在 11:00,峰值为 12.4 µmol/m2·s,分别是 50%、75%、90%遮光处理
的 1.97、1.63、1.89 倍。不同遮光处理间净光合速率差异不大,其中遮光 50%处理的高峰出现时间延
后,峰值出现在 13:00。由此可见,遮光处理降低了猫须草植株叶片光合能力。
遮光处理对猫须草蒸腾速率Tr日变化亦有显著影响(图2)。从图2可见,各处理的Tr日变化均呈
单峰曲线,遮光75%及遮光90%处理的峰值出现在11:00,而全光照及遮光50%处理的高峰出现较晚,
峰值均出现在13:00。从不同处理的Tr值来看,全光照处理较大,尤其是在中午前后(11:00~13:00),
其Tr处于较高值,13:00其峰值分别为50%、75%、90%遮光处理的1.61、1.44、1.77倍。因此,中午期
间适度遮荫可有效降低植株叶片蒸腾速率。
3 结 论
与全光照相比,遮光50%、75%、90%处理的猫须草植株叶片净光合速率减少,叶厚及栅栏组织明
显变薄,比叶鲜质量下降,植株分枝数减少,节间距、株高显著增加,植株根、茎、叶的生长量(鲜
质量及干质量)明显下降。本研究结果表明,猫须草植株生长最适宜的光照条件为全光照。
参考文献:
[1] 于旭东,等. 海南肾茶3种繁殖方法的比较研究[J]. 安徽农业科学, 2009,37(14): 6 436-6 437,6442.
[2] 罗关兴,等. 珍贵药用保健植物——肾茶[J]. 广西热带农业, 2004(6): 31-32.
[3] 胡坦莲,等. 不同产地猫须草中熊果酸含量的薄层扫描法测定[J]. 化学研究与应用, 1996,8(3): 464-465.
[4] 铁万祝. 光照和生育期对肾茶熊果酸含量的影响[J]. 亚热带农业研究, 2007,2(2): 94-95.
[5] 李合生,等. 植物生理生化原理和技术[M] . 北京: 高等教育出版社, 2007.
[6] 李芳兰. 植物叶片形态解剖结构对环境变化的响应与适应[J]. 植物学通报, 2005, 22(增刊): 118-127.
[7] 郑淑霞,等. 黄土高原油松和刺槐叶片光合生理适应性比较木[J]. 应用生态学报,2007,18(1): 16-22.
表 3 不同遮光处理下叶片若干性状的比较
叶绿素(mg/g fw) 处 理 叶厚 (µm)
栅栏组织
(µm)
海绵组织
(µm)
比叶质量(鲜
重)(g/cm2) a b a+b a/b
全光照 358.9Aa 156.4Aa 121.1Aa 0.032Aa 0.902Aa 0.476Bb 1.378Aa 1.90Aa
遮光 50% 321.0ABa 130.1Ab 118.9Aa 0.025Bb 1.051Aa 0.553Aa 1.604Aa 1.90Aa
遮光 75% 268.3BCb 89.8Bc 114.3Aa 0.020Cc 0.941Aa 0.507ABab 1.448Aa 1.85Aa
遮光 90% 244.5Cb 83.7Bc 93.8Aa 0.019Cc 0.951Aa 0.541ABa 1.492Aa 1.75Aa
图 1 猫须草遮光后净光合速率日变化 图 2 猫须草遮光后蒸腾速率日变化
-2.0
0.0
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0
12.0
14.0
7:00 9:00 11:00 13:00 15:00 17:00
时间
净
光
合
速
率
(µ
m
ol
/s.
m
2 ) 全光照
遮光50%
遮光75%
遮光90%
0.0
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
7:00 9:00 11:00 13:00 15:00 17:00
时间
蒸
腾
速
率
(m
m
ol
/s.
m
2 ) 全光照
遮光50%
遮光75%
遮光90%