徐麗 王紅 陳文霞

摘要 本試驗以薄殼山核桃、豆梨、櫸樹、娜塔櫟、三角楓、香樟和紫葉李7種園林植物作為供試植物，選取葉綠素、可溶性糖、MDA、SOD活性和游離脯氨酸5個生理指標，以其耐濕系數(shù)和耐澇指數(shù)作為衡量耐澇性的評價指標，用主成分分析法對其進行綜合評價后，得出7種供試植物的耐澇性強弱依次為紫葉李>薄殼山核桃>娜塔櫟>香樟>三角楓>櫸樹>豆梨，為科學開展城市濱水區(qū)域園林綠化工作提供參考。

關(guān)鍵詞 園林植物；耐澇性；澇害脅迫；綜合評價

中圖分類號 S688；S641.1 文獻標識碼 A

文章編號 1007-7731（2024）03-0044-04

植物的澇害脅迫是指水分過多造成植物生長發(fā)育不良甚至死亡的現(xiàn)象，其對植物的傷害并非因為水分過多而造成的直接傷害，而是淹水造成植物體內(nèi)的次生脅迫，包括二氧化碳過多、缺氧脅迫等。缺氧脅迫對植物生長影響較大，會導致植物體內(nèi)產(chǎn)生代謝毒物和還原性離子等，并出現(xiàn)營養(yǎng)離子虧缺等現(xiàn)象，使植物體內(nèi)的葉綠素含量降低，脂膜過氧化程度加劇，滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量增加，抗氧化酶活性發(fā)生不同程度變化等，植物生長代謝紊亂失衡，從而導致植物生長發(fā)育不良甚至死亡。因此，開展園林植物耐澇試驗有助于篩選出耐澇性較強的園林植物，對科學應用園林植物具有重要意義。

薄殼山核桃、豆梨、櫸樹、娜塔櫟、三角楓、香樟和紫葉李7種植物在城市園林中應用較為廣泛，但其耐澇性試驗多以幼苗作為耐澇試驗材料，采用田間苗木作為耐澇試驗材料的研究相對較少。因此，本研究選擇田間苗木進行耐澇試驗，為城市園林耐澇性植物的選擇和應用提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

耐澇試驗在苗圃基地進行，對薄殼山核桃、豆梨、櫸樹、娜塔櫟、三角楓、香樟和紫葉李7種園林植物進行圍堰。娜塔櫟和豆梨為容器苗，其他5種植物均為地栽苗。試驗植物詳細信息見表1。

1.2 設計方法

采用完全隨機試驗設計，2個處理水平，各處理水平每種植物10株，大小規(guī)格基本一致，每種植物選取20株作為供試材料。第一組為對照組（CK），按照日常田間管理方式正常養(yǎng)護；第二組為澇害組，土壤有積水，水面高于土面5 cm左右，模擬自然條件下的澇害環(huán)境。每日觀察水位，補充失去的水分，使處理穩(wěn)定在設定的水位范圍內(nèi)，處理時間為5月27日—7月2日。

1.3 測定方法

1.3.1 澇害指數(shù)? 按照固定的時間間隔觀察、統(tǒng)計各個等級受澇害的植物葉片的變化情況，計算澇害等級，采用澇害指數(shù)方法，研究各供試樹種的耐澇能力。7種供試植物均采取處理結(jié)束當天即取7月2日測定的數(shù)值。具體判別標準和計算公式如下。

澇害指數(shù)=Σ各級受淹級數(shù)×各自株數(shù)÷（最高受淹級數(shù)×調(diào)查總株數(shù)） （1）

1.3.2 生理指標? 葉綠素（Chl）：采用浸提法及分光光度計法測定。丙二醛（MDA）：采用硫代巴比妥酸比色法測定。游離脯氨酸（Pro）：采用磺基水楊酸浸提法測定?？扇苄蕴牵⊿S）：采用蒽酮比色法測定。超氧化物歧化酶（SOD）活性：采用氮藍四唑光化還原法測定。每個處理周期都對處理植物進行以上指標的測定，每個指標3次重復。通過檢測指標，分析植物生理指標的周期性變化。

本試驗在周期性采樣時以雨水天氣為主，為減少誤差，生理指標采用耐濕系數(shù)的形式進行數(shù)據(jù)分析。因豆梨耐澇性較差，淹水脅迫下供試豆梨生物形態(tài)反應明顯，主要表現(xiàn)在葉片，其葉片發(fā)黑且掉落迅速，故豆梨各指標數(shù)據(jù)采用6月10日澇害處理下的數(shù)值與對照組的比值，其他6種樹種的各指標數(shù)據(jù)為7月2日的比值。

單項指標耐濕系數(shù)用公式（2）表示。

1.3.3 數(shù)據(jù)分析方法? 主成分分析法可以在不損失或較少損失原有信息的前提下，將原來多個指標轉(zhuǎn)化成少數(shù)彼此獨立的新的綜合指標。在此基礎(chǔ)上，求出每種植物的各個綜合指標值及相應隸屬函數(shù)值后進行加權(quán)分析，便可得到各供試植物抗?jié)承缘木C合評價值，準確地評價各供試植物的耐澇性。本研究采用主成分分析法，使用澇害指數(shù)、葉綠素含量、可溶性糖含量、丙二醛含量、SOD活性及游離脯氨酸含量這6項指標進行耐澇性的綜合評價，利用SPSS軟件對6個指標進行主成分分析。具體步驟：首先，進行各生理生化指標的相關(guān)分析；其次，將其分析結(jié)果進行主成分分析；最后，通過隸屬函數(shù)法和加權(quán)法對主成分分析的相關(guān)數(shù)據(jù)進行綜合評價，從而較為準確地反映植物的耐澇能力。

（1）隸屬函數(shù)分析。使用隸屬函數(shù)分析，求得每一種植物各綜合指標的隸屬函數(shù)值，對于同一綜合指標而言，根據(jù)各樹種隸屬函數(shù)值的大小，可對其耐澇性進行分級。具體公式如下。

U（X）=（X-X）÷（X-X）?（3）

式（3）中，X表示第i個綜合指標，X表示第i個綜合指標的最小值，X表示第i個綜合指標的最大值。

（2）指標權(quán)重確定。根據(jù)綜合指標的貢獻率大小計算得出綜合指標的權(quán)重值。具體公式如下。

W=P÷ Σi?（4）

式（4）中，W表示第i個綜合指標在所有綜合指標中的重要程度，P表示各樹種第i個綜合指標的貢獻率。

（3）各樹種耐澇性評價。計算各供試植物的綜合耐澇能力。具體公式如下。

D=Σ[U（X）×W]?（5）

式（5）中，D值為供試植物在澇害處理下用綜合指標評價所得的耐澇性綜合評價值，其大小反映了各供試植物的綜合耐澇能力，數(shù)值越大表明其耐澇性越強。根據(jù)D值大小，對供試植物的耐澇性進行排序。

2 結(jié)果與分析

2.1 澇害指數(shù)

7種供試植物澇害指數(shù)如表2所示。澇害指數(shù)越大說明其耐澇性越差，澇害指數(shù)越小則其耐澇性越強。由表2可得，紫葉李的澇害指數(shù)最小，為0，這說明其在澇害試驗階段抗?jié)衬芰O強；豆梨的澇害指數(shù)最大，為0.80，說明其在澇害試驗階段抗?jié)衬芰ψ钊?。因植物抗逆性受多種因素影響，且不同植物的抗逆機制也不同，使得其在相同逆境條件下針對某一具體研究指標的反應也有所不同，因此某單一抗逆性評價指標較難全面地反映某種植物抗逆性的強弱。

2.2 生理指標

在澇害條件下，7種供試植物的正常生理代謝受到不同程度的抑制，產(chǎn)生了一系列的生理生化反應，體現(xiàn)了植物對環(huán)境脅迫的反應以及對環(huán)境改變的適應結(jié)果。測定植物的葉綠素含量、可溶性糖含量、MDA含量、SOD活性和游離脯氨酸含量是篩選與檢驗植物適應澇害逆境脅迫的重要方式。7種供試植物生理指標的耐濕系數(shù)如表3所示，單一指標因素難以直接解釋植物耐澇能力，因此需要利用綜合評價法研究植物的耐澇性。

由相關(guān)性分析可知，所測指標間存在相關(guān)性（表4）。為準確地反映各樹種的耐澇能力，本研究采用主成分分析法提取公因子，結(jié)果顯示，大部分公因子方差大于0.8，因子分析效果較理想。

主成分累積貢獻率大于80%即可認為信息具有代表性。在主成分分析結(jié)果中，綜合指標CI1和CI2的累計貢獻率達到93.051%，能夠解釋所有指標的絕大部分信息，基本保留了抗?jié)诚嚓P(guān)指標的全部信息。因此，選取前2個主成分作為分析的依據(jù)。由表5可知，綜合指標CI1和CI2具備絕大部分信息，同時也顯現(xiàn)出各指標間的相關(guān)關(guān)系。其中：綜合指標CI1選出其特征向量中較大的指標，如葉綠素、可溶性糖和MDA；綜合指標CI2選取其特征量較大的生理指標，如SOD。

由綜合評價值計算公式得出7種植物的D值，根據(jù)D值大小對7種植物的耐澇性進行排序。7種供試植物生理指標的耐澇順序由強到弱依次為紫葉李>薄殼山核桃>娜塔櫟>香樟>三角楓>櫸樹>豆梨（表6）。

3 結(jié)論與討論

植物的抗?jié)衬芰χ饕Q于植物的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理代謝對缺氧的適應能力。在淹水試驗的整個過程中，7種供試植物中紫葉李的耐澇性表現(xiàn)最強，植物長勢良好，各項生理指標浮動較??；豆梨的耐澇性表現(xiàn)最弱，淹水短時間內(nèi)豆梨葉片很快發(fā)黑且掉落明顯，各項生理指標浮動很大。淹水試驗結(jié)束后迅速抽離供試植物樹池內(nèi)的積水，2個月后紫葉李、薄殼山核桃和娜塔櫟生長良好，香樟、三角楓和櫸樹則有不同程度的死亡現(xiàn)象。植物在受到水淹脅迫時，光合速率下降，光合產(chǎn)物的運輸減慢，根系嚴重缺氧，葉片氣孔關(guān)閉，二氧化碳擴散的氣孔阻力不斷增加，影響光呼吸及相關(guān)酶活性，葉綠素含量持續(xù)下降。

因植物抗逆性受多種因素影響，且不同植物的抗逆機制也不同，使得其在相同逆境條件下針對某一具體研究指標的反應也不盡相同，因此某單一抗逆性評價指標難以全面地反映某種植物抗逆性的強弱，會對植物抗逆性的評價結(jié)果造成一定偏差。如果評價植物抗逆性的指標較多，各評價指標間又會存在一定關(guān)聯(lián)，彼此相互影響和制約，同樣會對植物抗逆性的評價結(jié)果造成一定影響。因此，主成分分析法能夠?qū)⒃瓉韨€數(shù)較多的評價指標轉(zhuǎn)換為少數(shù)彼此獨立的新綜合指標，計算得到各供試植物抗逆性的綜合評價值。

本試驗以薄殼山核桃、豆梨、櫸樹、娜塔櫟、三角楓、香樟和紫葉李7種園林植物作為供試植物，選取葉綠素、可溶性糖、MDA、SOD活性和游離脯氨酸5個生理指標，以其耐濕系數(shù)和耐澇指數(shù)作為衡量耐澇性的評價指標，用主成分分析法對其進行綜合評價后，得出7種供試植物的耐澇性強弱依次為紫葉李>薄殼山核桃>娜塔櫟>香樟>三角楓>櫸樹>豆梨，為城市園林耐澇植物的應用選擇提供參考。

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（責編：王 菁）

作者簡介 徐麗（1982—），女，安徽阜陽人，碩士，高級工程師，從事園林相關(guān)工作。

收稿日期 2023-11-03