于志民 劉娟 李悅
摘要:以全光照(遮光度為0)為對照,研究30%遮光度、50%遮光度的遮陰對1年生猴樟容器苗苗高、地徑、生物量、葉綠素含量、葉片可溶性糖含量和可溶性蛋白含量的影響。結(jié)果表明,30%遮光度下,猴樟幼苗的苗高、地徑及地上部生物量有顯著增加,而地下部分生物量對遮光呈現(xiàn)出一定的負相關(guān)性;30%遮光度遮陰可以顯著提高葉片的葉綠素、可溶性蛋白的含量,而葉片可溶性糖含量降低;30%遮光度處理的猴樟幼苗抗逆性相對最強。因此,猴樟容器育苗宜采用30%的遮光度。
關(guān)鍵詞:猴樟;遮光度;生長;生理指標;容器育苗;遮陰
中圖分類號: S792.230.1文獻標志碼: A
文章編號:1002-1302(2017)15-0119-03
江西省森林資源豐富,森林面積為1 001.81萬hm2,森林覆蓋率為60.01%[1],由于歷史及經(jīng)營管理等原因,江西省森林資源質(zhì)量相對較差,針葉純林、中幼林、低產(chǎn)林相對較多,針葉林、闊葉林、針闊混交林的面積之比為54 ∶35 ∶11,生態(tài)功能較差[2]。通過在針葉林中混交闊葉樹種可以改變針葉純林的單一樹種結(jié)構(gòu),形成多樹種、多層次、生態(tài)功能更完善的針闊混交林。猴樟(Cinnamomun Bodinieri Levl)為樟科樟屬常綠大喬木植物,別稱大葉樟,樹高可達16 m,是我國特有的樹種,也是亞熱帶常綠闊葉林的主要組成樹種,主要分布在云南、四川、湖北、湖南、貴州等省份[3],原生于天然混交林,具有苗期生長快、適應(yīng)能力強、耐貧瘠、水熱要求低、抗寒性較好等優(yōu)點[4-5]。依據(jù)近自然林業(yè)理論,猴樟可適合于低產(chǎn)林的闊葉化及針闊混交改造,是江西低產(chǎn)林改造的理想樹種。目前,猴樟育苗和種植在江西發(fā)展很快,發(fā)展猴樟苗木資源,不僅有廣闊的市場應(yīng)用前景,而且對江西造林和園林綠化樹種的調(diào)整、珍貴闊葉樹資源的豐富具有重要的意義[6]。
猴樟主要通過種子或扦插繁殖[7],繁殖系數(shù)相對較低,且易受播種期、立地條件、播種季節(jié)及氣候等環(huán)境因子的影響[8]。容器育苗具有生長速度快、育苗周期短、苗木規(guī)格和質(zhì)量易控制、便于機械化操作、起苗運苗過程中根系不易損傷、無緩苗期及可改善某些特殊樹種的移植表現(xiàn)等優(yōu)點[9-11],猴樟容器育苗可有效提高其繁殖系數(shù)。江西省夏季光照強,高溫可達40 ℃以上,影響猴樟幼苗的生長、光合和蒸騰作用等,而適度遮陰可有效促進苗木的生長發(fā)育[12]。目前,對猴樟的研究主要集中在群落特征、苗期生長規(guī)律、生境適應(yīng)性、抗性等[13-17],還沒有成熟的猴樟輕型基質(zhì)容器育苗技術(shù)標準。本試驗以闊葉樹種猴樟為對象,研究猴樟容器苗在不同光照條件下的生長及生理條件變化,探討適合猴樟容器苗生長的遮陰條件,為猴樟高效栽培管理提供理論依據(jù)。
1材料與方法
1.1試驗地概況
試驗地位于江西農(nóng)業(yè)大學(xué)花卉盆景基地,115°49′48″ E、28°45′34″N,屬亞熱帶季風濕潤氣候,濕潤溫和,日照充足,7月平均氣溫為29.2 ℃,盛夏極端最高氣溫可達40 ℃以上,年降水量1 600~1 700 mm,年平均相對濕度約為78.5%。
1.2試驗材料
猴樟幼苗,由江西高安鄧志平園林綠化有限公司提供。2015年5月17日,選擇生長健壯、無病蟲害、平均苗高為 7.45 cm、平均地徑為1.88 mm的苗木進行移栽,移栽時剪去主根長的1/3~1/2。育苗基質(zhì)為黃心土 ∶火燒土 ∶草炭土 ∶河沙按體積比5 ∶2 ∶1 ∶2混合配制,并加入適量生物有機肥,其理化性質(zhì)為pH值5.92,有機質(zhì)含量為49.9 g/kg,堿解氮、有效磷、有效鉀含量分別為72.24、54.44、433.21 mg/kg。育苗容器為安徽省桐城市農(nóng)林育苗袋廠生產(chǎn)的白色無紡布袋,口徑、高度分別為15、18 cm。遮陽網(wǎng)購于當?shù)剞r(nóng)資市場。
1.3試驗設(shè)計
采用單因素隨機區(qū)組試驗設(shè)計,按照遮光度不同設(shè)置3個處理:0%遮光度,即不遮光為對照(CK);30%遮光度;50%遮光度。遮光度以不同針數(shù)遮陽網(wǎng)覆蓋并由照度計測定。每處理3個小區(qū),每小區(qū)使用猴樟容器苗20株,選擇生長健壯、大小規(guī)格整齊的猴樟芽苗,重復(fù)3次。種植后統(tǒng)一管理。
1.4測定內(nèi)容和方法
1.4.1生長指標的測定11月下旬幼苗生長停止,每小區(qū)隨機選取3株,用鋼卷尺測定苗高,用電子數(shù)顯游標卡尺測定地徑;將苗木掘起,按地上、地下2個部分分別稱鮮質(zhì)量;105 ℃ 干燥箱中殺青15 min,65 ℃烘干至恒質(zhì)量,測定地上、地下部分干質(zhì)量;計算根冠比、高徑比,計算公式為
1.4.2生理指標的測定9月中旬,每小區(qū)選取3株長勢良好的幼苗,每個單株選取4個不同位,用SPAD-520型葉綠素儀測定頂芽向下數(shù)第4張葉片的葉綠素值,每處理測定40個數(shù)據(jù),取平均值;11月下旬,分別采用蒽酮法、考馬斯亮藍染色法測定可溶性糖、可溶性蛋白的含量。
1.5數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析
采用Excel 2007、DPS 2006等軟件對數(shù)據(jù)進行分析,并利用模糊數(shù)學(xué)中的隸屬函數(shù)法對各生理生化指標進行綜合評價[18-19]。
2結(jié)果與分析
2.1不同遮光度對猴樟幼苗生長的影響
2.1.1苗高苗高是幼苗生長的主要評價指標之一,也是反映幼苗長勢強弱的一個重要指標。由表1可見,隨遮光度的增加,猴樟幼苗的生長無明顯的線性變化趨勢;30%遮光條件下,猴樟幼苗的長勢相對最好,苗的高度最大,為57.70 cm,極顯著高于不遮光、50%遮光度(P<0.01),說明采用30%遮光度遮陰有利于猴樟幼苗的生長。
2.1.2地徑地徑也是衡量幼苗生長狀態(tài)的常用指標之一,與苗木的抗逆性有著密切關(guān)系,地徑較大的苗木其支撐和抗彎曲能力會更強,在蟲害或高溫干旱情況下,地徑較大的苗木其抗性要大于細弱苗木,移栽成活率也相對更高。由表1可見,適度遮光對猴樟幼苗地徑生長有促進作用,30%遮光條件下猴樟幼苗的地徑相對最大,為5.71 cm,但與其他2個處理相比差異不顯著(P>0.05)。endprint
2.1.3高徑比高徑比是株高和地徑的比值,反映苗木地上部伸長生長與加粗生長之間的協(xié)調(diào)關(guān)系及地上部生長的健壯程度[20]。由表1可見,30%遮光條件下的猴樟幼苗高徑比相對最大,為10.14,與50%遮光差異顯著(P<0.05),與對照組(不遮光)差異極顯著(P<0.01),說明30%遮光有利于猴樟幼苗的生長。
2.2不同遮光度對猴樟幼苗生物量的影響
由表2可知,猴樟幼苗的地上、地下部分的生物量對遮光有不同的響應(yīng),30%遮光條件下,猴樟幼苗的地上部生物量相對最高,為6.13 g,與其他2個處理相比差異顯著(P<0.05);與不遮光相比,50%遮光的猴樟幼苗地上部生物量有一定增加,但相互間差異不顯著(P>0.05);隨遮光度的增加,地下部生物量表現(xiàn)出一定的負相關(guān)性,不遮光條件下猴樟幼苗的地下部分生物量相對最高,為6.03 g,極顯著高于其他2個遮光處理(P<0.01),30%遮光與50%遮光相比,猴樟幼苗的地下部分生物量差異不顯著(P>0.05)。
根冠比大小反映植株地上部與地下部資源的分配狀況,根冠比高說明植株在生長過程中將更多的資源分配給地下部,更有利于植物的養(yǎng)分吸收;根冠比低說明植物生長環(huán)境較為適宜,植物不需將過多的精力用于養(yǎng)分搜尋,而僅著重于光合產(chǎn)物的合成。由表2可見,猴樟幼苗在全光照條件下根冠比相對最大,為1.64,與30%、50%遮光處理的根冠比差異極顯著(P<0.01),這說明全光照對猴樟幼苗的生長可能具有一定的脅迫作用。
2.3不同遮光度對猴樟幼苗生理指標的影響
2.3.1葉片葉綠素含量葉綠素是植物葉綠體內(nèi)參與光合作用的重要色素,主要功能是捕獲光能并驅(qū)動電子轉(zhuǎn)移到反應(yīng)中心,對植物的生長具有極其重要的作用[21]。葉綠素含量大小反映植物生長的狀態(tài),會受到干旱、低溫等一些環(huán)境因素的影響,對植物光合生理與逆境生理都有著重要的作用。由表3可見,遮光對猴樟幼苗葉片的葉綠素含量有顯著影響,30%遮光條件下猴樟幼苗葉片的葉綠含量相對最高,為 40.81 SPAD,與全光照處理差異極顯著(P<0.01),與50%遮光處理差異不顯著(P>0.05),可能是由于低光照條件下植物須更多的葉綠素才能完成所需碳水化合物的合成。
2.3.2可溶性糖含量可溶性糖含量是一種重要的植物抗性指標,由表3可見,遮光對猴樟葉片的可溶性糖含量有一定的影響,遮光會降低猴樟幼苗葉片可溶性糖的含量;不遮光時猴樟幼苗葉片的可溶性糖含量相對最高,為31.01 mg/g,極顯著高于50%遮光(P<0.01),與30%遮光差異不顯著(P>0.05)。
2.3.3可溶性蛋白含量植物體內(nèi)的可溶性蛋白質(zhì)大多數(shù)是參與各種代謝的酶類,其含量多少是植物體總代謝的一個重要指標。由表3可見,50%遮光處理的猴樟葉片可溶性蛋白含量相對最高,為1.95 mg/g,與30%遮光處理差異不顯著(P>0.05),與不遮光處理差異極顯著(P<0.01)。30%~50%遮光有利于提高猴樟幼苗葉片的可溶性蛋白含量。
2.4苗木抗逆性綜合評價
苗木抗逆性是由多種因素相互作用構(gòu)成的一個較為復(fù)雜的綜合性狀,單純用某一個抗逆性指標很難說明問題,只有采用多指標的綜合評價,才能比較客觀地反映植物的抗逆性。本試驗采用隸屬函數(shù)法對各處理苗木的3項生理生化指標進行綜合評價與分析,結(jié)果由表4可見,猴樟苗木抗逆性強弱順序為30%遮光>50%遮光度>0%遮光(不遮光),其中以遮光度為30%時猴樟的抗逆性相對最強。
3結(jié)論與討論
衡量容器苗生長狀況的指標有許多,既包括苗高、地徑、生物量等外觀指標,也包括植物色素、可溶性糖、可溶性蛋白等生理生化指標,這些因素可綜合反映容器苗的生長狀況。30%遮光既可以提高猴樟容器苗的苗高、地徑及地上部生物量,又能對猴樟幼苗微環(huán)境進行調(diào)控,減少澆水等操作。遮光對猴樟幼苗地下部生物量及根冠比表現(xiàn)出一定的負相關(guān)性,隨遮光度的增加,地下部生物量及根冠比減小,且遮光與不遮光處理差異極顯著,說明全光照對猴樟幼苗的生長可能具有一定的脅迫作用,猴樟必須把資源更多地分配給根系才能補償全光照對水分蒸發(fā)的需求。
光合作用涉及光能的吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化,而葉綠素和類胡蘿卜素參與這一過程。葉綠素中,葉綠素a在光反應(yīng)中心負責將光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能,葉綠素b則負責光能的捕獲和傳遞;類胡蘿卜素主要行使光能捕獲和光破壞防御2個功能[22]。本試驗研究發(fā)現(xiàn),30%遮光可以極顯著增加猴樟容器幼苗葉片的葉綠素含量,這一方面可能是由于弱光減少了色素的光氧化傷害[23],另一方面可能是由于遮陰使葉綠體內(nèi)基粒數(shù)、基粒厚度和基粒片層顯著增加[24]。同時,適當遮陰可以減輕強光下葉片的光抑制程度,提高植株對光能的利用能力,但也須提高環(huán)境中CO2的濃度[25]。
本試驗研究發(fā)現(xiàn),適度遮光會使猴樟容器苗葉片的可溶性糖含量下降,與元秀慧研究結(jié)論[26]一致,可能是由于遮陰使葉片的光合速率下降[27],導(dǎo)致猴樟幼苗葉片光合產(chǎn)物積累減少,同時,遮陰使葉片的呼吸作用增強[28],進一步加快了猴樟幼苗光合產(chǎn)物的消耗;猴樟幼苗葉片中可溶性蛋白含量有所升高,這可能與猴樟的抗性形成有關(guān),與呂晉慧等研究結(jié)果[24]相同,與李曉征等研究結(jié)論[28]相反,這說明遮陰導(dǎo)致可溶性蛋白含量的變化可能和樹種有關(guān);30%遮光時猴樟容器幼苗的抗逆性相對最強。另外,可溶性糖含量與可溶性蛋白含量的比值可反應(yīng)不同遮光條件下葉片參與代謝活動的有機C/N比,遮陰使猴樟容器苗的C/N比值下降,與林植芳等研究結(jié)果[29]一致??傊诟邷?、強光照的夏季,30%遮光度的遮陰有利于促進猴樟幼苗的生長,提高其抗逆性。
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