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遮荫处理对金钱松幼苗生理特性的影响



全 文 :北方园艺2012(05):81~84 植物·园林花卉·
第一作者简介:张晶月(1985-),女,在读硕士,研究方向为园林植
物应用与效益评估。E-mail:jingyuezhang@126.com。
责任作者:王小德(1965-),男,博士,教授,硕士生导师,研究方向
为园林植物。
收稿日期:2011-11-29
遮荫处理对金钱松幼苗生理特性的影响
张 晶 月1,2,王 小 德1
(1.浙江农林大学 园林与建筑、旅游与健康学院,浙江 临安311300;2.亚热带森林培育国家重点实验室培育基地,浙江 临安311300)
  摘 要:以2、3a生金钱松小苗为试材,研究不同程度的遮荫(0%、30%、50%、70%、95%)对
金钱松小苗生理特性的影响。结果表明:随着遮荫程度的加强,叶绿素a、叶绿素b、叶绿素(a+b)
在遮荫70%处理上升到最大值,在遮荫95%处理下降,a/b整体呈现下降趋势,POD、叶片相对含
水量、可溶性蛋白、脯氨酸含量均有不同程度的升高,得出金钱松幼苗在遮荫30%~50%对其生
长良好,在遮荫95%处理下生长受到抑制。
关键词:金钱松;遮荫;生理特性
中图分类号:S 791.23 文献标识码:A 文章编号:1001-0009(2012)05-0081-04
  金钱松(Pseudolarix kaempferi)为松科金钱松属落
叶乔木。最早的化石出现于西伯利亚东北部晚白垩纪
地层中,古新世时出现于挪威斯匹次卑尔根西部[1]。因
大冰期的来临,仅幸存我国长江中下游少数地区,分布
零星,个体稀少,结实有明显的间歇期,是我国特有的珍
稀濒危树种。近年来,多数对于金钱松的研究主要集中
于植物的生物活性物质等方面,对金钱松的喜光性研究
较少。该试验研究了遮荫对金钱松幼苗生理特性的影
响,为开发和利用耐荫植物资源,优化生活环境,园林绿
化合理应用提供依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
选择2、3a生生长良好的金钱松实生苗为试材。选
用口径14cm、高12cm的塑料盆栽培。基质为营养
土∶蛭石∶石英砂按体积比2∶1∶1配置的混合基质,
pH 6.0左右。生长过程中保证除处理因素外其它栽培
条件一致。
1.2 试验方法
试验于2011年7~9月在浙江农林大学园林学院
教学实习基地内进行。以自然光生长做对照(晴天中午
强光50 000~60 000lx),对金钱松幼苗用遮阳网进行4
个遮荫度处理,分别遮荫30%、遮荫50%、遮荫70%、遮
荫95%。每个处理5盆,3次重复。
分别于遮荫处理后的60d测定植株的叶绿素a、叶
绿素b、叶绿素(a+b)、叶绿素a/b值,POD含量,叶片相
对含水量,可溶性蛋白,脯氨酸含量等生理指标。
1.3 数据分析
采用Excel 2003和SPSS 13.0进行数据分析处理。
2 结果与分析
2.1 不同遮荫处理对金钱松叶绿素含量的影响
叶绿素是植物的光合色素,具有吸收和传递光量子
的功效[2]。植物叶绿体中,叶绿素a与叶绿素b的含量
直接影响着光合能力。叶绿素(a+b)含量随光照强度
的降低而增加,但a/b值却随光照强度的降低而减小,
a/b值能提高植物对绿光及远红光的吸收。因而在弱光
下,具有较低的a/b值及较高的叶绿素(a+b)含量的植
物,也具有较高的光合活性[3]。由图1可知,2a生幼苗
叶绿素a含量随着遮荫度的增大,先下降后上升,在遮
荫70%时最大,涨幅7.83%,然后再下降。而3a生幼
苗逐渐增大,在遮荫30%处理达到最大,涨幅64.27%。
图2趋势与图1相似。
图1 遮荫处理对金钱松叶绿素a含量的影响
Fig.1 Efects of shading 60dtreatment on the chlorophyl a
content of Pseudolarix kaempferi
由图3、4可知,a/b值在3.5~5之间,总体逐渐减
小,最小降幅25.2%,但3a生在遮荫70%上升,然后下
降。叶绿素(a+b)含量总体先增加后下降,2a生在遮荫
70%处理达到最大,涨幅12.63%;遮荫95%处理降幅
10.38%。3a生在遮荫30%增幅显著,为64.2%。总
之,图3趋势与图1、2、4相反,a/b值趋势随遮荫度增大
而减小,叶绿素a、b、(a+b)都随遮荫度增加而增大。说
明金钱松幼苗对光照不足的环境有一定的适应性。
18
·园林花卉·植物 北方园艺2012(05):81~84
由表1~4可知,金钱松幼苗在不同遮荫处理和不
同苗龄处理下叶绿素a、b、(a+b)、a/b含量差异显著
(P<0.05)。
表1   在不同遮荫度处理后金钱松叶片中
   叶绿素a含量的方差分析
  Table 1 The results of ANOVA on chlorophyl a content of
Pseudolarix kaempferi under diferent times and shading treatment
差异源
Source
III型平方和
Type III sum of squares
自由度
df
均方
Mean square
F  Sig.
遮荫度Shade degree  0.095  4  0.024  9.304 0.000
苗龄Seedling age  0.017  1  0.017  6.637 0.018
遮荫度×苗龄
Shade degree×
Seedling age
0.687  4  0.172  67.064 0.000
误差Error  0.051  20  0.003
总变异Total variation  23.330  30
  注:a R Squared=0.940(Adjusted R Squared=0.913)。
2.2 不同遮荫处理对金钱松过氧化物酶(POD)含量的
影响
过氧化物酶(POD)是植物体内的重要保护酶,可以
清除植物体内自由基[4]。由图5可知,随着遮荫程度增
大,幼苗叶片中POD先减小后增加,2、3a生均在遮荫
50%处理达到最小,降幅62.5%和79.7%,然后在遮荫
95%略有增加。在全光照下,POD含量较高,有研究表
明,随光强增加,植物叶片抗氧化系统中,过氧化物酶
   表2   在不同遮荫度处理后金钱松叶片中
   叶绿素b含量的方差分析
  Table 2 The results of ANOVA on chlororphyl b content of
Pseudolarix kaempferi under diferent times and shading treatments
差异源
Source
III型平方和
Type III sum of squares
自由度
df
均方
Mean square
F  Sig.
遮荫度Shade degree  0.020  4  0.005  1.083 0.391
苗龄Seedling age  0.026  1  0.026  5.482 0.030
遮荫度×苗龄
Shade degree×
Seedling age
0.047  4  0.012  2.540 0.072
误差Error  0.093  20  0.005
总变异Total variation  2.210  30
  注:a R Squared=0.500(Adjusted R Squared=0.275)。
表3  在不同遮荫度处理后金钱松叶片中
  叶绿素a/b含量的方差分析
  Table 3 The results of ANOVA on chlororphyl a/b content of
Pseudolarix kaempferi under diferent times and shading treatments
差异源
Source
III型平方和
Type III sum of squares
自由度
df
均方
Mean square
F  Sig.
遮荫度Shade degree  5.783  4  1.446  1.466 0.250
苗龄Seedling age  3.341  1  3.341  3.388 0.081
遮荫度×苗龄
Shade degree×
Seedling age
2.180  4  0.545  0.553 0.699
误差Error  19.727  20  0.986
总变异Total variation  414.524  30
  注:a R Squared=0.364(Adjusted R Squared=0.078)。
表4  在不同遮荫度处理后金钱松叶片中
  叶绿素(a+b)含量的方差分析
  Table 4 The results of ANOVA on chlororphyl(a+b)content of
Pseudolarix kaempferi under diferent times and shading treatments
差异源
Source
III型平方和
Type III sum of squares
自由度
df
均方
Mean square
F  Sig.
遮荫度Shade degree  1.947  4  0.487  61.168 0.000
苗龄Seedling age  0.087  1  0.087  10.926 0.004
遮荫度×苗龄
Shade degree×
Seedling age
1.007  4  0.252  31.619 0.000
误差Error  0.159  20  0.008
总变异Total variation  34.879  30
  注:a R Squared=0.950(Adjusted R Squared=0.928)。
活性随光强的升高而升高,是阴生植物对强光的一种保
护策略[5]。由表5可知,不同遮荫度和不同苗龄处理对
幼苗POD含量影响在处理间均差异显著(P<0.05)。
图5 遮荫处理对金钱松POD含量的影响
Fig.5 Efects of shading treatment on the POD content
of Pseudolarix kaempferi
28
北方园艺2012(05):81~84 植物·园林花卉·
表5  在不同遮荫度处理后金钱松叶片中
  POD含量的方差分析
  Table 5 The results of ANOVA on POD content of
Pseudolarix kaempferi under diferent times and shading treatments
差异源
Source
III型平方和
Type III sum of squares
自由度
df
均方
Mean square
F  Sig.
遮荫度Shade degree  45 051.951  4  11 262.988 1.501 0.240
苗龄Seedling age  40 943.484  1  40 943.484 5.458 0.030
遮荫度×苗龄
Shade degree×
Seedling age
28 182.930  4  7 045.733  0.939 0.462
误差Error  150 034.293  20  7 501.715
总变异Total variation  457 532.840  30
  注:a R Squared=0.432(Adjusted R Squared=0.177)。
2.3 不同遮荫处理对金钱松叶片相对含水量的影响
由图6可知,叶片相对含水量在处理过程中各处理
组均高于全光照,3a生均高于2a生,整体出现先上升
后下降的趋势,到遮荫度50%达到最大,比全光下高
15.25%和12.61%,然后下降但仍高于对照。该试验处
理下,遮荫改变了植物生长的小气候因子,使空气温度
降低,空气相对湿度提高。由表6可知,不同遮荫度和
不同苗龄处理对幼苗叶片相对含水量影响,不同处理间
均差异显著(P<0.05)。
图6 遮荫处理对金钱松叶片含水量的影响
Fig.6 Efects of shading treatment on the water content
of Pseudolarix kaempferi
表6  在不同遮荫度处理后金钱松叶片中
  相对含水量的方差分析
  Table 6 The results of ANOVA on relative water content of
Pseudolarix kaempferi under diferent times and shading treatments
差异源
Source
III型平方和
Type III sum of squares
自由度
df
均方
Mean square
F  Sig.
遮荫度Shade degree  399.487  4  99.872  9.206 0.000
苗龄Seedling age  601.727  1  601.727  55.463 0.000
遮荫度×苗龄
Shade degree×
Seedling age
43.718  4  10.930  1.007 0.427
误差Error  216.982  20  10.849
总变异Total variation  212 944.099  30
  注:a R Squared=0.828(Adjusted R Squared=0.751)。
2.4 不同遮荫处理对金钱松可溶性蛋白含量的影响
可溶性蛋白是植物体内的渗透调节物质,在遮荫下
其含量的变化在一定程度上可以反映植物的生理生化
反应[6]。由图7可知,3a生可溶性蛋白含量比2a生高
出3.7%~26.8%,随遮荫程度增加,可溶性蛋白含量在
30%处理达到最大值,涨幅14.52%和8.67%。由表7
可知,不同遮荫度处理差异显著,不同苗龄和不同遮荫
度与苗龄共同处理对幼苗可溶性蛋白含量影响差异不
显著(P<0.05)。
图7 遮荫处理对金钱松可溶性蛋白的影响
Fig.7 Efects of shading treatment on the soluable
proteins content of Pseudolarix kaempferi
表7  在不同遮荫度处理后金钱松叶片中
  可溶性蛋白含量的方差分析
  Table 7 The results of ANOVA on soluable proteins content of
Pseudolarix kaempferi under diferent times and shading treatments
差异源
Source
III型平方和
Type III sum of squares
自由度
df
均方
Mean square
F  Sig.
遮荫度Shade degree  78.366  4  19.591  0.659 0.628
苗龄Seedling age  3.924  1  3.924  0.132 0.720
遮荫度×苗龄
Shade degree×
Seedling age
61.382  4  15.346  0.516 0.725
误差Error  594.587  20  29.729
总变异Total variation  5 795.592  30
  注:a R Squared=0.195(Adjusted R Squared=-0.168)。
2.5 不同遮荫处理对金钱松游离脯氨酸含量的影响
游离脯氨酸在植物体内聚集,是植物对逆境适应性
的一种表现。不同的植物种,在逆境中脯氨酸含量的高
低,体现了植株对遮荫逆境的抗性不同[7]。由图8可知,
在遮荫度95%处理时,2a生和3a生幼苗叶片中脯氨酸
含量上升了6.7倍和16.4倍,远远超过其它遮荫组的处
理,表明在此遮荫度处理下,幼苗受到了光胁迫,并能调
动体内内源物质,以适应遮荫胁迫。由表8可知,不同
遮荫度和不同苗龄处理对幼苗脯氨酸含量影响在处理
间均差异显著(P<0.05)。
图8 遮荫处理对金钱松脯氨酸含量的影响
Fig.8 Efects of shading treatment on the proline content
of Pseudolarix kaempferi
表8  在不同遮荫度处理后金钱松叶片中
  脯氨酸含量的方差分析
  Table 8 The results of ANOVA on proline content of
Pseudolarix kaempferi under diferent times and shading treatments
差异源
Source
III型平方和
Type III sum of squares
自由度
df
均方
Mean square
F  Sig.
遮荫度Shade degree  5 902.240  4  1 475.560 255.319 0.000
苗龄Seedling age  9.662  1  9.662  1.672 0.211
遮荫度×苗龄
Shade degree×
Seedling age
198.637  4  49.659  8.593 0.000
误差Error  115.586  20  5.779
总变异Total variation  9 562.563  30
  注:a R Squared=0.981(Adjusted R Squared=0.973)。
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·园林花卉·植物 北方园艺2012(05):81~84
3 结论与讨论
光照强度是影响植物光合作用的主要因子。光照
过强时植物容易受到伤害;过弱时植物不能发挥最大的
光合潜力[8]。研究发现,经过遮荫处理后,金钱松幼苗
叶片叶绿素含量发生了明显的变化。叶绿素(a+b)含
量随光照强度的降低而增加,遮荫后光强减弱,光合机
构运转减缓,光合效率降低,植物为适应弱光,只有通过
增加叶绿素的含量来尽可能地吸收光能,更好地利用弱
光,即弱光促进了叶绿素的生成。a/b值下降,提高对绿
光和远红光的吸收[9],增强光合活性,适应低光照的环
境条件。
在弱光对植物体内有机物质的积累和分配的影响
方面,植物遮荫下倾向于将同化产物碳和氮分配到捕光
系统的组分中,即将生物量的分配优先分配到吸收器官
叶中[10]。阴生植物在适宜遮光下,有机物积累最多,较
低光下次之,较强光下最弱。该试验研究发现,2a生和
3a生幼苗叶片的可溶性蛋白含量均增加,在遮荫30%
处理时达到最大值。
脯氨酸含量的高低常用来作为植物耐逆性的指标,
植物体内的脯氨酸水平与植物的抗性有关,其具有调节
渗透及保护细胞膜结构稳定的作用[11]。该试验在遮荫
95%处理时,2个苗龄的金钱松叶片中脯氨酸含量均显
著升高,表明在此光照强度下,幼苗受到胁迫不能正常
生长,并且植物体内启动了保护机制,产生了渗透调节
物质。该试验研究变化的结果与大多数研究结果一致。
过氧化物酶(POD)在植物生命过程中,起着重要的
调节作用。该调节作用是通过调节植物形态和生理生
化的变化来实现的[12]。在遮荫处理中,POD先升后降,
说明POD活性较易受到诱导。POD活性最低点一般都
在此种植物较为适合的光照条件下[13]。该试验2种苗
龄植株叶片均在遮荫50%达到较低值,表明金钱松在此
光照下较为适宜。
在遮荫条件下,植物叶片相对含水量随着遮荫胁迫
的时间延长和强度上升,相对含水量呈上升趋势比较明
显。在遮荫50%处理下的叶片含水量具有最大值,这可
能与遮荫条件下,植株叶片的蒸腾速率下降有关。
该试验中2个苗龄的金钱松的生理指标反映了它
们具有一定的耐阴能力,且在30%~50%的遮荫条件下
更能适应环境生长,遮荫程度达95%以上,生长收到抑
制。耐阴性的比较研究对于城市绿化植物的选择具有
一定的指导意义,然而城市园林绿化的条件是非常复杂
的,还应结合其形态指标等进行综合评价及指标筛选,
才能更好地为今后的理论研究提供依据[14]。
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Effects of Shading on Physiological Characteristics of Pseudolarix kaempferi Seedlings
ZHANG Jing-yue1,2,WANG Xiao-de1
(1.Colege of Landscape Architecture and Tourism Healthy,Zhejiang Agricultural and Forestry University,Lin’an,Zhejiang 311300;2.The
State Key Laboratory of the Subtropics Forest Cultivation,Lin’an,Zhejiang 311300)
Abstract:The efects of shade degrees 95%,70%,50%,30%and 0%of ful sunlight on the physiological characteristics
of diferent ages of Pseudolarix kaempferi seedlings were studied.The results indicated that chlorophyl a content,
chlorophyl b content and chlorophyl content increased,a/b content reduced,POD content,leaf water content,proteins,
and proline in leaves of the Pseudolarix kaempferi increased to diferent degrees with the extension of shade stress.It
showed that Pseudolarix kaempferi seedlings to light intensity had a strong ability to adapt to it.
Key words:Pseudolarix kaempferi;shade;physiological characteristics
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