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不同遮荫对6种山茶科植物叶绿素和生长的影响



全 文 :第 35 卷 第 3 期
2014 年 5 月
内 蒙 古 农 业 大 学 学 报 ( 自 然 科 学 版 )
Journal of Inner Mongolia Agricultural University (Natural Science Edition)
Vol. 35 No. 3
May. 2014
不同遮荫对 6 种山茶科植物叶绿素和生长的影响
赵鸿杰1, 黄福长2, 胡羡聪1, 陈 香1, 黄志雄1
(1.佛山市林业科学研究所,佛山 528222;2.广东南岭国家级自然保护区管理局大东山管理处,清远 513400)
摘要: 研究了不同遮荫对 6 种山茶科植物叶绿素和生长的影响。结果表明:香港红山茶(Camellia hongkongensis)叶片与大果
红山茶(Camellia magmocarpa)叶片的叶绿素 a、叶绿素 b和总叶绿素含量在 3 种遮荫下表现相同,均为 70%遮荫 > 50%遮荫
>全光照,表明两者的耐荫性幅度较宽;张氏红山茶(Camellia changii)叶片叶绿素 a、叶绿素 b和总叶绿素含量均为 50%遮荫
> 70%遮荫≈全光照,表明略耐荫且不喜光;海南大头茶(Gordonia hainanensis)叶片叶绿素 a、叶绿素 b和总叶绿素含量均为,
50%遮荫 > 70%遮荫 >全光照,也是略耐荫不喜光;而粗毛石笔木(Tutcheria hirta)和越南抱茎茶(Camellia amplexicaulis)叶绿
素 a和叶绿素 b均为,70%遮荫 > 50%遮荫,耐荫性较好忌全光照。遮荫下的成活率(除张氏红山茶成活率 100%外)和生长
量均比全光照下的高。总之,全光照下不利于 6 种山茶科植物的苗木存活和生长量增长,50%和 70%遮荫能不同程度地提高
6 种山茶科植物的存活率和生长量,表明山茶属植物为中性至偏耐荫植物。
关健词: 山茶科; 遮荫; 叶绿素; 生长
中图分类号: S685. 14 文献标示码: A 文章编号: 1009 - 3575(2014)03 - 0057 - 05
EFFECTS OF DIFFERENT SHADING TREATMENTS ON
CHLOROPHYLL AND GROWTH OF SIX THEACEAE SPECIES
ZHAO Hong - jie 1, HUANG Fu - chang2, HU Xian - cong1, CHEN Xiang1, HUANG Zhi - xiong1
(1. Foshan Institute of Forest Science,Foshan 528222,China;
2. Dadongshan Administrative Office,Nanling National Nature Reserve,Qingyuan 513400,China)
Abstract:The study was conducted to investigate the effects of different shading treatments on chlorophyll(Chl)and growth of six
theaceae species. The results indicated that the content of chlorophyll a(Chl. a),chlorophyll b (Chl. b)and total chlorophyll in Ca-
mellia hongkongensis leaves were identical with Camellia magmocarpa under different shades,the test showed that 70% shading treat-
ment > 50% shading treatment > Full sunlight in turn. This revealed that their shade tolerance are of fairly amplitude. The content of
chlorophyll a(Chl. a) ,chlorophyll b (Chl. b)and total chlorophyll in Camellia changii leaves showed that 50% shading treatment >
70% shading treatment ≈ Full sunlight,The content of chlorophyll a(Chl. a) ,chlorophyll b (Chl. b)and total chlorophyll in Gor-
donia hainanensis leaves showed that 50% shading treatment > 70% shading treatment > Full sunlight. Chl a and Chl b content of
Tutcheria hirta and Camellia amplexicaulis showed 70% shading treatment > 50% shading treatment in turn. The test revealed that Ca-
mellia changii,Gordonia hainanensis and Tutcheria hirta as well as Camellia amplexicaulis are shade tolerant and photophobic. The
survival rate and growth mass of Theaceae are generally higher when the plant grown in shading than full sunlight. We suggested that
50% shading treatment and 70% shading treatment were of significant benefit to improve the survival rate and the biomass for six
theaceae species,however,full sunlight do certain harm to their survival and growth. It turn out that theaceae species are neutral or e-
ven shade tolerant
* 收稿日期:2014 - 01 - 17
基金项目:国家重点林木种质资源保护项目“建立山茶花国家级林木种质资源异地保存库”;佛山市科技发展专项资金项目(200602005).
作者简介:赵鸿杰(1976 -) ,女,蒙古族,高级工程师,主要从事山茶科种质资源收集与城市林业研究.
内 蒙 古 农 业 大 学 学 报 (自 然 科 学 版 ) 2014 年
Key words:Theaceae; shading; chlorophyll; growth
引言
香港红山茶(Camellia hongkongensis)、大果红山
茶(Camellia magmocarpa)、张氏红山茶(Camellia
changii)、粗毛石笔木(Tutcheria hirta)、海南大头茶
(Gordonia hainanensis)和越南抱茎茶(Camellia am-
plexicaulis)都是山茶科植物,呈乔木或灌木状,其树
形美观,叶色常绿,花色多样,是园林绿化不可多得
的树种,近几年对张氏红山茶[1 - 6]的研究及应用就
是最好的例证。但这 6 个树种生长在温暖、潮湿的
森林中的林冠下或者生长在稀疏的林地中,在栽培
及景观利用中,发现 6 ~ 8 月份叶片出现日灼伤害,
影响其正常生长和景观效果。遮荫是改善灼伤的必
要措施之一,特别是在华南地区。目前对山茶科植
物遮荫效果的研究很少,仅见茶花栽培种“大海
伦”[7]和盆栽茶梅[8]在遮荫后光合特性和叶片结构
变化的报道。而未见遮荫措施对此 6 种山茶科植物
叶绿素和生长的报道。因此了解其遮荫后的叶绿素
变化和生长,为苗木生产管理提供参考。
1 试验地概况
试验地设在珠三角腹地的佛山市林业科学研究
所,低丘陵地形,属南亚热带海洋性季风气候,年平
均气温 22. 2℃ ,1 月份最冷,平均为 13. 4℃ ,7 月份
最热,平均 28. 8℃;年平均降雨日 151d,年降雨量
2383mm,集中在 4 ~ 9 月,日照时数1 800h。土壤为
赤红壤 。
2 材料与方法
供试树种:3a生香港红山茶、2a 生大果红山茶、
3a生张氏红山茶、4a 生粗毛石笔木、3a 生海南大头
茶、3a生越南抱茎茶,其苗木规格见表 1。除了张氏
红山茶为嫁接苗外(砧木为红露珍),其他 5 个树种
均是实生苗。
试验方法:于 2009 年 6 月 13 日,在佛山林科所
试验基地,设 50%、75%遮荫度和全光照 3 个处理,
每处理 3 个重复,每个重复每树种各 10 株,常规管
理。生长一年后,于 2010 年 9 月 8 日测定生长量、
存活率和叶绿素含量。生长量测定用游标卡尺和直
尺。成活率(%)=每个重复的存活率之和 /3。
叶绿素测定:同一树种,选取每株苗木相同部位
的成熟叶进行叶绿素含量测定。叶绿素的测定采用
邹琦的方法加以改进[9],用打孔器在新鲜洗净的叶
片主脉两侧(避开主脉)打取 0. 1g 叶圆片,放入具塞
试管并加入 5ml 丙酮混合液(纯丙酮和无水乙醇按
体积比 2 ∶ 1 配成的混合液)。将试管移至暗处保
存,24 ~ 48h待样品呈白色则表明浸提完全。以丙酮
混合液为空白,用 752N紫外 -可见分光光度计测定
在波长 663nm、645nm 和 470nm 下样品提取液的吸
光度(叶绿素 a、叶绿素 b),然后按下列公式(1)、
(2)、(3)、(4)计算各色素浓度:
叶绿素 a 的浓度(mg /L)Ca = 12. 72A663 -
2. 69A645 (1)
叶绿素 b 的浓度(mg /L)Cb = 22. 9A645 -
4. 68A663 (2)
总叶绿素的浓度(mg /L)CT = Ca + Cb (3)
类胡萝卜素的浓度(mg /L)Cx. c =(1000A470 -
3. 27Ca - 104Cb)/229 (4)
叶绿素色素含量 =色素浓度 ×提取液体积 /样
品鲜重
每处理 5 个重复,用 DPS 数据处理系统对数据
进行多重比较。
表 1 供试苗木规格
Tab. 1 The specifications of the nursery stock
树种 高度(cm) 基径(cm)
香港红山茶 55. 67 ± 0. 54 1. 15 ± 0. 10
大果红山茶 41. 75 ± 0. 25 0. 70 ± 0. 04
张氏红山茶 21. 23 ± 0. 31 0. 76 ± 0. 04
海南大头茶 55. 92 ± 0. 17 0. 87 ± 0. 01
粗毛石笔木 74. 10 ± 0. 11 0. 91 ± 0. 02
越南抱茎茶 36. 53 ± 0. 55 0. 61 ± 0. 07
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第 3 期 赵鸿杰等:不同遮荫对 6 种山茶科植物叶绿素和生长的影响
3 结果与分析
3. 1 不同遮荫下的存活率
全光照下粗毛石笔木和越南抱茎茶无存活(见
表 2),而 50%和 70%遮荫的存活率都在 50%以上,
香港红山茶、大果红山茶、海南大头茶在两种遮荫下
的存活率也都比全光照的高。同时两种遮荫处理下
的存活率也有差别,大果红山茶和粗毛石笔木 70%
遮荫的存活率高于 50%遮荫,而越南抱茎茶是 50%
>70%。张氏红山茶在全光照和 2 种遮荫下全部存
活,说明张氏红山茶比其他 5 个树种耐晒。由此可
见,适度的遮荫能不同程度地提高山茶科苗木的存
活率,并且不同树种所需的遮荫度不一样。
表 2 不同遮荫下的存活率(%)
Tab. 2 The survical rate urder different shading treatments
全光照 50%遮荫 70%遮荫
香港红山茶 40. 00 100. 00 100. 00
大果红山茶 60. 00 66. 67 90. 00
张氏红山茶 100. 00 100. 00 100. 00
海南大头茶 53. 33 70. 00 60. 00
粗毛石笔木 0. 00 73. 33 80. 00
越南抱茎茶 0. 00 50. 00 50. 00
3. 2 不同遮荫对叶绿素的影响
由图 1 可知,香港红山茶叶片叶绿素 a,50%和
70%遮荫与全光照存在显著差异,分别比全光照增
多 0. 62mg·g -1和 1. 09mg·g -1,而前两者无差异。
叶绿素 b 和总叶绿素,50%遮荫与 70%遮荫和全光
照无显著差异,但后两者差异显著,70%遮荫下的叶
绿素 b和总叶绿素相对全光照分别上升 0. 51mg·
g -1和 1. 26mg·g -1。叶绿素 a /b和类胡萝卜素在三
种处理下无显著差异。由此表明 70%遮荫有利于香
港红山茶叶绿素的合成。
大果红山茶叶片叶绿素 b 和叶绿素 a /b 三种处
理无显著差异。叶绿素 a、总叶绿素和类胡萝卜素都
表现为 50%遮荫与 70%遮荫和全光照无明显差异,
但后两者差异显著,70%遮荫下的叶绿素 a 和总叶
绿素比全光照分别增加 0. 87mg·g -1和 1. 42mg·
g -1,而类胡萝卜素全光照比 70%遮荫增加 0. 07 mg
·g -1。说明 70%遮荫对大果红山茶叶绿素 a 和总
叶绿素影响较大。
张氏红山茶叶片叶绿素 a /b,三种处理间无显著
差异。类胡萝卜素,全光照与 50%和 70%遮光处理
间差异显著,而二种遮光处理间无显著差异,全光照
比 50%遮荫和 70%遮荫分别增加 0. 05mg·g -1和
0. 08mg·g -1。叶绿素 a、叶绿素 b 和总叶绿素都表
现为 50%遮荫与全光照和 70%遮荫有显著差异,而
全光照与 70%遮荫差异不显著。50%遮荫比全光照
和 70%遮荫叶绿素 a 分别上升 0. 50mg·g -1和 0.
52mg·g -1,叶绿素 b 分别增长 0. 37mg·g -1和 0.
33mg·g -1,总叶绿素分别增长 0. 88mg·g -1和 0.
84mg·g -1。由此说明 50%遮光有利于张氏红山茶
合成更多的有机物质。
海南大头茶除叶绿素 a /b 外,其他叶绿素在三
种处理间差异显著。叶绿素 a、叶绿素 b 和总叶绿
素,50%和 70%遮荫与全光照存在显著差异,前两者
差异不显著。50%遮荫和 70%遮荫下叶绿素 a 比全
光照分别增长 1. 34mg·g -1和 1. 20mg·g -1,叶绿素
b分别增长 0. 72mg·g -1和 0. 65mg·g -1,总叶绿素
分别增长 2. 07mg·g -1和 1. 84mg·g -1。类胡萝卜
素 70%遮荫与 50%遮荫和全光照差异显著,但后两
者差异显著,50%遮荫比全光照增长 0. 06mg·g -1。
表明 50%遮光和 70%遮光都有利于海南大头茶叶
绿素的生成,但 50%遮光效果更好。
粗毛石笔木和越南抱茎茶叶片的叶绿素 b 和总
叶绿素,在 50%遮荫和 70%遮荫下差异显著,而其
它叶绿素在两种处理间差异不显著。粗毛石笔木的
叶绿素 b和总叶绿素在 70%遮荫下比 50%遮荫分
别增长 0. 39mg·g -1和 0. 95mg·g -1。越南抱茎茶的
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内 蒙 古 农 业 大 学 学 报 (自 然 科 学 版 ) 2014 年
叶绿素 b和总叶绿素在70%遮荫下比50%分别增长0.
82mg·g -1和 1. 16mg·g -1。表明 70%遮荫可以增加粗
毛石笔木和越南抱茎茶的叶绿素 b的生成。
3. 3 不同遮荫对生长量的影响
不同的遮荫处理对树高和基径也有影响(见表
3)。香港红山茶高度生长排序为,70%遮荫 > 50%
遮荫 >全光照,基径生长则是 50%遮荫 > 70%遮荫
>全光照,但高和基径生长 3 种处理间无差异。大
果红山茶高生长 3 种处理间差异显著,但 70%遮荫
与 50%遮荫和全光照差异不显著,而基径生长 3 种
处理间没有差异,都在 1. 22cm左右。张氏红山茶的
高生长和基径均为 > 50%遮荫 > 70%遮荫 > 全光
照,这与叶绿素 a 和叶绿素 b 的表现相同。海南大
头茶高和基径生长均表现为 50%遮荫 > 70%遮荫 >
全光照。粗毛石笔木在两种遮荫下,高生长和基径
没有显著差异,但都为 50%遮荫 > 70%遮荫。越南
抱茎茶高和基径生长无明显差异,但 70%遮荫比
50%遮荫生长快。另外从增长率来看,2 种遮荫处理
都比全光照下增长快,并且 2 种遮荫下的增长率也
不同。表明这 6 种植物都喜荫,并且强度不同。
图 1 不同遮荫下苗木叶绿素含量变化
Fig. 1 Chenges of chlorophyll contents in the nursery stock under different shading treatments
4 结论与讨论
4. 1 试验结果显示,遮荫对山茶科植物的存活率和
生长有很大影响,除张氏红山茶外,香港红山茶、大
果红山茶、海南大头茶、粗毛石笔木和越山抱茎茶遮
06
第 3 期 赵鸿杰等:不同遮荫对 6 种山茶科植物叶绿素和生长的影响
荫下的成活率均比全光照下高。粗毛石笔木和越南
抱茎只在遮荫下有存活,特别不适宜在全光照栽培。
另外,两种遮荫下苗木增长量均比全光照下高,表明
适度的遮荫能提高这 6 种山茶科植物的存活率和生
长量。
4 . 2 6种山茶科植物在50%和70%遮荫下,叶绿
表 3 遮荫一年后苗木生长量
Tab. 3 Annual growth of the nursery stock under shading treatments
高度(cm)
全光照 50%遮荫 70%遮荫
基径(cm)
全光照 50%遮荫 70%遮荫
香港红山茶 61. 02 ± 3. 0a(9. 61) 64. 41 ± 4. 22a(15. 70)66. 35 ± 7. 22a(19. 18) 1. 40 ± 0. 08a(22. 10) 1. 54 ± 0. 10a(34. 35) 1. 46 ± 0. 18a(27. 51)
大果红山茶 54. 0 ± 9. 75a(29. 34)69. 07 ± 10. 95b(65. 44)60. 25 ± 6. 83ab(44. 30) 1. 22 ± 0. 27a(73. 54) 1. 23 ± 0. 15a(74. 39) 1. 25 ± 0. 15a(78. 52)
张氏红山茶 36. 17 ± 5. 15a(70. 37)38. 38 ± 5. 45a(80. 78)39. 38 ± 9. 15a(85. 687) 1. 10 ± 0. 18a(45. 11) 1. 27 ± 0. 38a(67. 33) 1. 20 ± 0. 25a(57. 37)
海南大头茶 66. 30 ± 8. 19a(18. 56)76. 41 ± 5. 38 a(36. 65)73. 25 ± 7. 66a(30. 99) 1. 08 ± 0. 15 a(24. 14) 1. 24 ± 0. 10a(42. 07) 1. 11 ± 0. 11a(27. 91)
粗毛石笔木 87. 40 ± 5. 93a(17. 95)84. 69 ± 8. 25a(14. 29) 1. 18 ± 0. 20a(23. 29) 1. 14 ± 0. 06a(25. 39)
越南抱茎茶 55. 50 ± 6. 36a(51. 93) 64. 0 ± 1. 41a(75. 20) 1. 03 ± 0. 17a(69. 41) 1. 15 ± 0. 21a(88. 32)
注:字母不同表示处理间存在显著差异,相同字母表示处理间差异未达到显著;括号内数字为增长率(%)。
素 a、叶绿素 b和总叶绿素含量都比全光照高,但对
遮荫的需求度又不相同。香港红山茶和大果红山茶
叶片的叶绿素 a、叶绿素 b和总叶绿素含量均表现为
70%遮荫 > 50%遮荫 >全光照;张氏红山茶为 50%
遮荫 > 70%遮荫≈全光照;海南大头茶为 50%遮荫
> 70%遮荫 >全光照;而粗毛石笔木和越南抱茎茶
均为 70%遮荫 > 50%遮荫。表明山茶属植物为中性
至偏耐荫植物。
4. 3 结合生长量、存活率和叶绿素含量,70%遮荫
最有利于香港红山茶、大果红山茶、粗毛石笔木和越
南抱茎茶苗木生长;张氏红山茶和海南大头茶,适宜
在 50%遮荫下栽培管理。
4. 4 在试验中发现,全光照下的香港红山茶、大果
红山茶、越南抱茎茶,在 6 ~ 8 月份的高温干热天气,
叶片出现灼烧现象,叶面发黄。张氏红山茶和海南
大头茶虽未出现灼烧,但叶色发白,无生机。而遮荫
下的叶片亮绿青翠,遮荫降低了夏季树冠层的温度,
增加了相对湿度,缩短温湿度日较差,避免了连续的
高温干热天气造成的热害和旱害,从而提高山茶科
植物叶片叶绿素的合成和观赏性。
参 考 文 献
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