两种珍稀濒危榆科树种对光强的适应性研究

何 霞,王 果,师海荣

(1.滁州学院国有资产管理处,安徽滁州239012);2.滁州学院教务处,安徽滁州239000; 3.滁州学院化学与生命科学系,安徽滁州239000)

两种珍稀濒危榆科树种对光强的适应性研究

何 霞1,王 果2,师海荣3

(1.滁州学院国有资产管理处,安徽滁州239012);2.滁州学院教务处,安徽滁州239000; 3.滁州学院化学与生命科学系,安徽滁州239000)

人工栽培条件下,对全光照和遮光处理的醉翁榆和琅琊榆两年生实生苗的形态和生理指标进行测定,结果表明:两种榆树在40%自然光下生长良好,并且醉翁榆在形态上通过增加叶片长度、宽度、叶面积、单叶干重,提高南向枝条比例,在生理上通过增加更多叶绿素含量从而表现出对弱光具有较强的适应能力。

光强;琅琊榆;醉翁榆;形态;生理

0 引言

琅琊榆(UlmuschenmouiCheng)和醉翁榆(Ulmus gausseniiCheng)是榆科榆属乔木,树干高大挺拔,树形秀美。这两种树种自然分布狭窄,前者主要分布于安徽滁州琅琊山和江苏句容宝华山,而后者则为琅琊山所特有。目前,原生境下自然更新不良,幼苗较少,已被列为国家三级保护濒危树种。

通过人工栽培扩大苗木数量并通过人工栽植方式,在特定立地条件下恢复两种榆树种群数量,对于保护该物种具有重要意义。在人工实生苗培育中发现环境条件对于该苗木生长发育有很大影响,为此在苗木实生苗培育过程中研究光照条件等因素对成苗影响一方面可以探讨光照条件对琅琊榆和醉翁榆育苗及生长发育的影响,另一方面可以为它们在园林中的引种和合理配置提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验设计

本实验采用盆栽实验。供试树种为滁州市林科所提供的琅琊榆和醉翁榆二年生实生苗。2007年3月在露地条件下,将树苗种植于高25cm,直径20cm的花盆中,栽培基质为田园土。2007年4月开始用黑色遮阳网进行遮荫处理,处理后的光照为全光照的40%,以全光照为对照。每个处理重复五次,常规栽培管理。

1.2 研究方法和数据处理

遮荫处理前测量枝条长度。遮荫处理三个月后,测量叶片长、宽度及面积;测量枝条长度、分枝角度、分枝朝向;并取样测量叶片叶绿素含量。数据用SPSS分析。

2 结果与分析

2.1 遮荫处理对两种榆科树种的单叶生长的影响

遮荫后,琅琊榆的叶片长度、宽度、叶面积未显著变化(p=0.075、p=0.856、p=0.675),而醉翁榆的叶片长度、宽度、叶面积则比未遮荫前显著增加了98%、110%和261%(p=0.000、p=0.000、p=0.000);琅琊榆的单叶干重显著减少了27%(p=0.028)而醉翁榆的单叶干重则显著增加了100%(p=0.000)。析因分析表明:对于叶长,树种和光照强度存在交互作用(p=0.000)。由η2(树种) (0.964)>η2(光照)(0.765)>η2(树种＊光照)(0.483),得出对叶长总变异的影响大小依次为:树种,光照,光照＊树种。对于叶宽,树种和光照强度存在交互作用(p=0.000)。由η2(光照)(0.912)>η2(树种＊光照) (0.780)>η2(树种)(0.770),得出对叶宽总变异的影响大小依次为:光照,光照＊树种,树种。对于叶面积,树种和光照强度存在交互作用(p=0.000),由η2(树种) (0.941)>η2(光照)(0.606)>η2(树种＊光照)(0.528),得出对叶面积总变异的影响大小依次为:树种,光照,光照＊树种。

表1 遮荫处理对两种榆科树种的单叶生长的影响

2.2 遮荫处理对两种榆科高度增量和分枝朝向的影响

遮荫后,琅琊榆和醉翁榆的生长速度更快,高度增量分别比对照显著增加了173%和262%。在不同的光照条件下,琅琊榆侧枝的分布方向性相同。而醉翁榆在全光照条件下北向枝条比例高于南向枝条,遮荫条件下南向枝条比例占绝对优势(见图1)。 2.3 遮荫处理对两种榆科树种的叶片叶绿素含量的影响

遮荫后,琅琊榆和醉翁榆的叶绿素a含量分别显著增加了63%、75%(p=0.000);叶绿素b含量分别显著增加了62%、77%(p=0.000);叶绿素总量分别显著增加了63%、76%(p=0.000);叶绿素a/b则维持不变。析因分析表明:对于叶绿素a含量、b含量及两者含量和,树种和光照强度不存在交互作用(p=0.645)。

表2 遮荫处理对两种榆科树种的叶片叶绿素含量的影响

3 结论与讨论

3.1 遮荫对两种榆树叶片形态和生理的影响

光是调控植物生长发育的重要因子。不同的植物对光强有着不同的适应性,这一方面与植物的生长发育环境有关,另一方面也是植物长期适应环境的结果,其适应能力可以遗传,由其基因型决定[1]。

形态上,醉翁榆通过增加叶片长度、宽度、叶面积,单叶干重,提高南向枝条比例等对弱光表现出较强的适应能力。这和傅松玲等通过比较天然次生林中琅琊榆的光补偿点比醉翁榆高而得出醉翁榆较为耐荫的结论一致[2]。生理上,两者在叶绿素含量对光强的响应表现一致。遮荫条件下叶绿素a,叶绿素b,叶绿素总量均表现为增加,弱光下叶绿素b(Chlb)含量的增加有助于利用漫射光中占优势的较短波长的蓝紫光,从而提高捕光能力;同时Chlb的增加有利于捕光色素蛋白复合体(LHCP)含量的提高,均衡激发能在两个光系统间的分配[3]。就比较而言,醉翁榆的叶绿素含量增加更多,这表明醉翁榆的耐荫性更强。

3.2 光照对两种榆树致濒的影响

两种榆树在遮荫下,仍能生长良好,表明这两种榆树具有一定的耐荫性。两种榆树的原生地调查表明,琅琊山醉翁亭前西侧的醉翁榆老树下分布数棵幼苗,而东侧的醉翁榆下却没有。两侧的光照条件相似,但是西侧树下土壤疏松而东侧树下为道路不具备种子发芽的土壤条件,这说明并不是和光照有关而是和立地条件有关。所以在这两种榆树的保护上,创造良好的立地条件非常重要。并且本实验表明,醉翁榆的耐荫性比琅琊榆更强,但是琅琊山的实际情况却是醉翁榆比琅琊榆濒危。因此,弱光照不是这两种植物濒危的决定因子。在琅琊山天然次生林中,醉翁榆集中在醉翁亭后山青檀为优势树种的群落中,而琅琊榆则分布在琅琊寺附近以榉树为优势树种的群落中。因此这两种榆科树种的濒危是否和优势树种青檀耐瘠薄及榉树生长速度快仍有待研究。

3.3 园林绿化中的配置

这两种榆树作为落叶乔木,高大挺拔,主干明显,分枝点高。并且滁州市林科所等单位已经成功育苗[4]。在迁地保护上,不仅可以考虑地理位置相似的植物园引种,而且幼树可以在滁州市园林中乔灌草相结合的立体绿化中作为灌木加以应用。并且它们作为珍稀濒危植物,具有很强的地域性,作为乡土树种运用于本地的园林建设中可以形成具有独特风格的生态园林景观。

[1] Boardman N.K.Comparative photosynthesis of sun and shade p lants[J].Ann.Rev.Plant Physiol,1977,28:355 -377.

[2] 傅松玲,郑兴林.皖东石灰岩山地榆科树种的生理特性[J].南京林业大学学报,1999,23(3):75-78.

[3] 匡廷云.叶绿体膜的结构与功能,叶绿体膜的结构组成与PSII功能的关系[J].植物生理学报,1979,5(2):99-107.

[4] 孙主义.珍稀树种醉翁榆培育技术研究[J].现代农业科技, 2006(21):15-16.

[5] 傅松玲,刘胜清.珍稀树种琅琊榆苗期生长及生理特性研究[J].福建林学院学报,1999,19(3):253-255.

M orphological and Physiological Changes of U lm us gaussenii Chengand U lmus chenmoui cheng under Differen t L ight In tensity

He Xia1,Wang Guo2,Shi Hairong3
(1.Department of A sset M anagement,Chuzhou College,Chuzhou 239012,China; 2.Department of Teaching Affairs,Chuzhou College,Chuzhou 239012,China; 3.Department of Chemistry and Life Science,Chuzhou College,Chuzhou 239012,China)

The mo rphological and physiological indexes of two two-year old elm seedlings were measured under different light intensity in cultivation experiment.The results show ed that the two species of elm were adap ted to about 40%natural light,and the suitability of theUlmusgausseniiwas better than thatofUlmuschenmoui.The suitability of the two species can be enhanced by increasing the foliar length,w idth,area and dry weight,and the branches pointing to south,and the chlorophyll content.

light intensity;UlmusgausseniiCheng;UlmuschenmouiCheng;morphology;physiology

book=1994,ebook=51

Q945.3

A

1673-1794(2010)02-0068-03

何 霞(1982-),女,硕士,研究方向:园林植物生理与生态。

滁州学院青年基金项目(2007ky073)

2009-12-26