許麗娟 吳鞠 劉海軒 李蘋 孫廣鵬 李軍 梁爽 徐程揚

(省部共建森林培育和保護教育部重點實驗室(北京林業(yè)大學)，北京，100083)

大葉黃楊(EuonymusjaponicusThunb.)為常綠灌木或小喬木，枝條繁茂，葉光亮鮮綠，是城市園林綠化造景的重要樹種之一，具一定觀賞價值，常被用作綠籬[1]。作為城市中重要的常綠觀葉植物，其觀賞性狀主要體現(xiàn)在葉觀賞性和株型觀賞性兩方面，葉片形狀、色彩，植株的分枝程度等都是其形態(tài)觀賞性的重要影響因素[2]，而生長抑制劑能影響株型[3-4]，改變?nèi)~面積、葉色等[5-6]，從而影響植株觀賞性。因此，深入開展抑制劑對綠籬大葉黃楊葉片及株型觀賞性影響的研究十分必要。以往關于抑制劑對綠籬化學調(diào)控的研究，更多關注抑制劑在維持其原景觀造型方面的作用，因此，多將研究重點放在抑制劑對綠籬的矮化效果上，著重分析不同種類及質量濃度生長抑制劑對植株的矮化效果及其機理，而對綠籬植物的觀賞性狀未給予較多關注，且鮮有將抑制劑對綠籬植物觀賞性狀的影響做專題進行全面深入研究的，僅在研究矮化效果的同時對抑制劑所引起的植物株型、葉形態(tài)等涉及觀賞性狀的指標的變化進行了簡要說明[7-10]。并且，就上述研究而言，研究者多選用一種抑制劑或兩種作用機理相同抑制劑的混合劑進行研究，鮮有研究不同抑制機理抑制劑混施對大葉黃楊形態(tài)觀賞性影響的，而抑制劑的混合使用將成為未來研究的熱點[11]。因此，研究混合抑制劑對大葉黃楊形態(tài)觀賞性的影響具有實際意義。結合以上問題，本研究選用不同作用機理(抑制GA合成、抑制生長素極性運輸以及與生長素有拮抗作用)抑制劑按正交設計混合，對大葉黃楊進行葉面噴施，分析抑制劑對大葉黃楊分枝度、葉片光彩度、葉形態(tài)及綠度的影響，探究不同作用機理抑制劑混施對綠籬大葉黃楊形態(tài)觀賞性的影響機理。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗地位于北京市海淀區(qū)北安河鄉(xiāng)境內(nèi)的北京林業(yè)大學妙峰山林場苗圃(39°54′N，116°28′E)。試驗材料選用2015年以綠籬方式分塊密植于林場苗圃內(nèi)的大葉黃楊苗，栽植株行距為10 cm×15 cm，每塊綠籬栽植面積約為2 m2，栽植株數(shù)90株，綠籬塊之間留有1 m寬的過道。試驗區(qū)總面積為120 m2。

1.2 方法

以2015年單因素試驗結果為依據(jù)，在3種不同質量濃度生長抑制劑(脫落酸ABA(A)(美國Acros試劑公司，純度>98%)、多效唑PP333(P)(南京都萊生物技術有限公司，純度≥98.0%)、三碘苯甲酸TIBA(T)(山東西亞化學工業(yè)有限公司，2,3,5-三碘苯甲酸，純度>98%))中，各選擇2個較優(yōu)質量濃度(表1)，進行三因素三水平且考慮交互作用的正交試驗，試驗選用L27(313)正交表。2016年4月末在對大葉黃楊進行統(tǒng)一修剪后(平均高度約為40 cm)，按正交設計方案混合藥品并對大葉黃楊進行葉面噴施，共27個處理，每20d噴施1次，共3次，每處理30株苗木，共3次重復。施藥量以大葉黃楊葉片剛滴水為宜(約為500 mL·m-2)。噴藥選在晴朗無風天的傍晚，在處理間設置隔離屏障，避免造成交叉影響。以三抑制劑質量濃度為0的處理(即A1P1T1)為試驗對照。

表1 抑制劑種類及質量濃度

分別在處理后的第20、40、60、80、100、120 d對苗木觀賞指標進行測定。

株型：在每塊樣地中選取6株長勢基本一致且健康的苗木，在每株苗上選定一側枝，測量側枝長、分枝數(shù)，計算分枝密度(BD=分枝數(shù)/側枝長)及相對分枝數(shù)(RB=Yt-Y0，其中，Y0為抑制劑處理前苗木分枝數(shù)；Yt為抑制劑處理t時的苗木分枝數(shù))，側枝長用鋼卷尺測得。

葉形：選取每處理選定的6株苗木上的第5～8片(從頂端向下數(shù))完整功能葉進行葉面積(LA)、葉長、葉寬的測定，計算葉形指數(shù)(LI=葉長/葉寬)[12]。其中，葉面積采用Epson數(shù)字化掃描儀以及Win RHIZO圖像分析軟件進行定量分析。葉長、葉寬用直尺直接測量。葉長為葉尖端至葉柄起點處距離，葉寬為葉片最寬處距離。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS(18.0)對27個處理各時期觀賞指標進行描述統(tǒng)計和正態(tài)檢驗，并進行單因素方差分析，采用因子分析法對10個觀賞性指標進行降維[17]。使用正交設計助手Ⅱv-3.1版及Excel(2016)對各觀賞性指數(shù)進行正交方差分析，采用LSD法進行多重比較，使用sigmaplot軟件作圖。

2 結果與分析

2.1 抑制劑對大葉黃楊觀賞指標的影響

對27組處理的各指標動態(tài)測定結果進行方差分析。結果顯示抑制劑對分枝密度、相對分枝數(shù)、葉片明度L值、色相a值、色相b值、色相a值/色相b值、葉形指數(shù)、葉面積、色度值、色光值均有一定影響。葉形指數(shù)、葉面積的p值隨時間的增加均小于0.05；分枝密度、相對分枝數(shù)、色相b值的p值隨時間增加大體呈降低趨勢，表明抑制劑對此3個指標的作用效果隨時間增加而增強。各處理對各觀賞指標的作用效果在測量末期均達到顯著水平(表2)。

2.2 大葉黃楊形態(tài)觀賞性指數(shù)構建

利用在測量末期達到顯著水平的各指標構建觀賞性指數(shù)。對各觀賞性指標進行標準化處理后進行因子分析，由因子分析結果可知，前4個公因子的累計貢獻率為90.42%，因此，將前4個軸作為分析軸，根據(jù)旋轉因子載荷，公因子1與明度L值(R=0.970)、色相b值(R=0.964)以及色度值(R=0.908)呈較強正相關，與a/b(R=-0.964)以及色光值絕對值(|S|)(R=-0.667)呈較強負相關，且反映出植株葉片表面的光彩度，因此，將其定義為葉片光彩度指數(shù)，記為U1；公因子2與苗木分枝密度(R=0.936)及相對分枝數(shù)(R=0.968)均呈較強正相關，且反映出植株分枝情況，因此，定義為分枝度指數(shù)，記為U2；公因子3與色相a值絕對值的倒數(shù)(1/|a|)(R=0.893)呈較強正相關，而色相a值反映了植株葉片綠度，將其定義為葉片綠度指數(shù)，記為U3；公因子4與葉形指數(shù)(R=-0.839)呈較強負相關，與葉面積(R=0.747)呈較強正相關，主要反映植物葉片形態(tài)變化，定義為葉形態(tài)指數(shù)，記為U4(表3)。

表2 抑制劑處理后大葉黃楊各觀賞性指標方差分析

時間/daF值P值bF值P值a/bF值P值CF值P值SF值P值 202.3840.00100.9270.57101.0600.40100.9460.54501.2110.2450401.1140.33901.1340.31801.2600.20401.0920.36301.0220.4470602.4280.00101.0770.38001.2440.21701.0870.36901.4480.0970803.011<0.00051.4860.08203.79201.4430.09901.9030.01201000.9430.55001.6130.04701.1830.27000.9170.58500.9650.52101201.8850.01302.852<0.00053.03302.55201.8490.0150

注：BD、RB分別為苗木分枝密度及相對分枝數(shù)；LI表示葉形指數(shù)；LA表示葉面積；L、a、b分別表示葉片明度L值、色相a值以及色相b值；C表示葉片色度值；S表示葉片色光值。

表3 各處理觀賞指標的因子分析

采用歸一化法對4個因子所含觀賞性指標進行處理，分別計算歸一化后的各對應指標在公因子中的權重，依據(jù)權重建立綜合指數(shù)公式[18]：

U1=0.22L+0.22b-0.22(a/b)+0.20C-0.15|S|；

U2=0.49RB+0.51BD；

U3=1/|a|；

U4=0.47LA-0.53LI。

依據(jù)劉瑞寧等[19]對天津市32種常見灌木的觀賞性評價標準可得，對于觀葉灌木而言，表面越油亮越綠，枝條越充實，單葉越大越整齊，其觀賞性越高。U1中，L由小到大表示明亮度由暗變亮，葉片表面越明亮越好，因此，L越大越好；b從小到大代表藍色逐漸減弱黃色逐漸增加，a/b表示葉片的藍綠程度，a為負，b越小，a/b越小，顏色越偏藍綠，因此，a/b越小越好；S表示色光，S越大，葉片表面越光亮，S為負值，因此|S|越小越好；C為色度，C越大，顏色越濃郁。綜合上述5指標，U1越大越好。U2中分枝密度及相對分枝數(shù)可用來考量大葉黃楊枝條密集程度，此二指標越大，枝葉越繁密充實，因此，U2越大越好。U3中，大葉黃楊葉片為綠色，因此a為負，且負值越大顏色越綠，即U3越小越好。U4中葉形指數(shù)越接近于1，葉形狀越接近圓形，觀賞性越好，葉面積越大觀賞性越佳，因此，U4越大越好。

2.3 抑制劑對大葉黃楊形態(tài)觀賞性指數(shù)的影響及主導效應分析

A對各觀賞性指數(shù)影響均顯著。P及T和A的交互作用對各觀賞性指數(shù)無顯著影響，A和P的交互作用對分枝度指數(shù)以及葉形態(tài)指數(shù)有顯著影響，且對分枝度指數(shù)影響達極顯著水平。T對葉綠度指數(shù)及葉形態(tài)指數(shù)的影響均顯著。T和P的交互作用對綠度指數(shù)有顯著影響。依據(jù)各指數(shù)F值大小對影響各觀賞性指數(shù)的藥劑進行排序，前三位的因素為，光彩度指數(shù)以及分枝度指數(shù)由大到小的順序均為A、P×A、T，綠度指數(shù)由大到小的順序為A、T、P×T，葉形態(tài)指數(shù)由大到小的順序為P×A、A、T(表4)。

表4 抑制劑處理后各觀賞性指數(shù)正交方差分析

注：** 表示差異極顯著；*表示差異顯著。

抑制劑A對葉片光彩度及葉片形態(tài)的抑制作用由大到小的順序均為A2、A3、A1，A3對二者抑制作用較低。抑制劑A對分枝數(shù)的抑制作用隨A質量濃度增加而增強。抑制劑A顯著降低葉片綠度指數(shù)，使葉片綠色加深，對觀賞性起到一定促進作用。抑制劑P對葉形態(tài)觀賞性具有促進作用，P2、P3處理下的葉形態(tài)指數(shù)均大于P1處理。光彩度指數(shù)在較高質量濃度P下最高，表明P質量濃度越高，葉光彩度越好。較低質量濃度P處理下，分枝度指數(shù)較高，表明低質量濃度P并不會對株型觀賞效果產(chǎn)生負面影響。葉綠度指數(shù)在較低質量濃度P處理下較低，表明低質量濃度P并不損害葉綠度觀賞效果。葉光彩度指數(shù)、分枝度指數(shù)、葉形態(tài)指數(shù)以及綠度指數(shù)均隨T質量濃度增加而呈降低趨勢，說明T對葉光彩度、分枝度以及葉形態(tài)的抑制作用以及對葉綠度的促進作用均隨T質量濃度增加而增強(表5)。

表5 抑制劑對大葉黃楊各觀賞性指數(shù)的影響

注：同列不同小寫字母表示同種抑制劑不同質量濃度間差異顯著。

結合表4各指數(shù)主導效應以及表5抑制劑不同水平下各指數(shù)大小進行綜合分析，結果顯示，只噴施較高質量濃度抑制劑P時，葉片光彩度、枝條密集程度以及葉片形態(tài)呈現(xiàn)效果最好；將P、T及A三種抑制劑以較高質量濃度混合施用時，葉片綠度呈現(xiàn)效果最好(表5)。

2.4 抑制劑對形態(tài)觀賞性指數(shù)的交互影響

依據(jù)表4方差分析的結果可知，抑制劑A與P的交互作用對分枝度指數(shù)及葉形態(tài)指數(shù)產(chǎn)生顯著影響，抑制劑T和P的交互作用對綠度指數(shù)產(chǎn)生顯著影響。說明分枝度指數(shù)及葉形態(tài)指數(shù)受抑制劑A和P的綜合調(diào)控，綠度指數(shù)受抑制劑T和P的綜合調(diào)控。將上述影響顯著的指數(shù)進行進一步分析。結果顯示，分枝度指數(shù)在抑制劑P質量濃度一定時隨A質量濃度增大總體呈降低趨勢，在抑制劑A質量濃度一定時隨P質量濃度增大總體呈降低趨勢(圖1A)。因而在本研究選擇的質量濃度范圍內(nèi)A、P質量濃度均較低時，抑制劑對植物觀賞性的負面影響較小。葉形態(tài)指數(shù)在抑制劑P質量濃度一定時隨A質量濃度增大而呈先降低后增加趨勢，在A質量濃度一定時，隨P質量濃度增大總體呈增加趨勢(圖1B)。因而，在本研究選擇的質量濃度范圍內(nèi)P質量濃度較低、A為0 mg·L-1時抑制劑對葉形態(tài)觀賞性具有促進作用，A、P質量濃度均較高時，抑制劑對植物觀賞性的負面影響較小。綠度指數(shù)在抑制劑P質量濃度一定時隨T質量濃度增大總體呈降低趨勢，在抑制劑T質量濃度一定時隨P質量濃度增大總體呈增加趨勢(圖1C)。在本研究選擇的質量濃度范圍內(nèi)，T質量濃度較高、P質量濃度較低時，抑制劑對葉綠度觀賞性具有促進作用。

3 結論與討論

植物的觀賞性主要指植物某一器官或某部位特有的性質，既能點綴環(huán)境，又賞心悅目。其主要包括株型、葉形、花、果的觀賞性等[2]。對于庭院重要綠籬造景樹種的觀葉植物大葉黃楊而言，其觀賞性主要包括株型(分枝狀況)及葉觀賞性(葉片形狀、質量、葉片色彩等)兩方面。本研究以劉瑞寧等[19]對灌木觀賞性的綜合評價為基礎，結合大葉黃楊自身觀賞特點，將分枝密度、相對分枝數(shù)、明度L值、色相a值、色相b值、色相a值/色相b值、葉形指數(shù)、葉面積、色度值、色光值作為其觀賞特性指標，具備一定科學合理性。對于研究中葉片色彩的測定，選用了色差法，目前該方法已得到廣泛認可和應用[20]。本研究中，各處理對分枝密度、相對分枝數(shù)、明度L值、色相a值、色相b值、色相a值/色相b值、葉形指數(shù)、葉面積、色度值、色光值的作用效果在測量末期均達到顯著水平。說明各抑制劑具有一定持效性，且所選指標具有代表性，能夠在某種程度上表征大葉黃楊觀賞特性。以達到顯著水平的各指標測量值為基礎值，使用因子分析法，獲得U1(光彩度指數(shù))、U2(分枝度指數(shù))、U3(綠度指數(shù))及U4(葉形態(tài)指數(shù))4個新指數(shù)，通過抑制劑對各指數(shù)的影響反映抑制劑對大葉黃楊觀賞性的影響。

抑制劑A、T可降低葉片光彩度指數(shù)，表明二者對葉片的光彩度具有負向作用。A、P、T以及A和P的交互作用均降低分枝度指數(shù)，且降低程度隨抑制劑質量濃度增加而增強，這可能由于生長抑制劑對植株高生長產(chǎn)生抑制作用的同時促使生物量更多的向地下部轉移[21]，而并不通過增加側枝數(shù)量來平衡生物量，因而地上部分枝數(shù)量未有增加。有研究表明，植物在其生物和非生物環(huán)境發(fā)生變化時可通過改變地上、地下部生物量分配模式來適應環(huán)境變化[22-23]。葉片的生長發(fā)育和性狀特征直接影響城市樹種葉片所具有的特殊美學價值[24]，而葉片的生長發(fā)育(包括葉片極性建立等)與生長素密切相關[25-26]，且葉片極性生長直接影響葉長、葉寬及葉面積。本研究中，A和T降低了葉片形態(tài)指數(shù)，這可能由于抑制劑阻礙了生長素的極性運輸而影響葉片的極性生長[27]。在對P和A交互作用對葉形態(tài)指數(shù)影響進行分析時，P對葉形態(tài)有較好促進作用。本研究中葉形態(tài)受葉面積及葉片長寬比的影響，而有研究表明，多效唑可在一定程度上增加植物葉片面積[28]，且對葉片長寬比的作用效果并不明顯[29]。因此，P對葉形態(tài)的促進可能由于P在一定程度上增加了植物葉面積，從而提高其葉形觀賞性。A、T對葉片綠度有較好的促進作用，可能由于生長素抑制劑能夠顯著增加葉綠素a及葉綠素b含量[30]，而植物葉片色彩度與其含有的色素種類及含量有關[31]，葉色形成的物質基礎以及葉色與葉片色素之間的關系是葉色形成的化學機制[32]。因此，A、T通過影響葉片色素含量而對葉片色彩度產(chǎn)生顯著影響。

圖1 不同質量濃度抑制劑P處理下A和T對大葉黃楊觀賞性指數(shù)的影響

脫落酸降低葉光彩度、分枝度以及葉形態(tài)，使三者觀賞性下降，較高質量濃度脫落酸對光彩度及葉形態(tài)觀賞性的負影響不顯著，較低質量濃度脫落酸對分枝度觀賞性產(chǎn)生的負效應較低，脫落酸對葉綠度觀賞性有顯著正效應。多效唑和三碘苯甲酸的交互作用對葉形態(tài)的影響反映出多效唑對葉形態(tài)觀賞性有較高的提升作用。三碘苯甲酸降低葉光彩度、葉形態(tài)以及分枝度，而使三者觀賞性下降，且三碘苯甲酸對此三者的負效應隨質量濃度增加而增強，三碘苯甲酸顯著增加葉綠度，且其對葉綠度的正效應隨質量濃度增加而增強。脫落酸、多效唑、三碘苯甲酸以及三者兩兩交互作用，通過影響葉片光彩度、分枝度、綠度及葉形態(tài)而影響大葉黃楊籬觀賞性，當進行化學修剪時，在對抑制劑種類和質量濃度進行選取時，可適當考慮植物的觀賞性指標。