遮阴处理对水田七生长和光合特性的影响

万小燕　白小雨　邓 坚　张平刚　李良波　黄荣韶

遮阴处理对水田七生长和光合特性的影响

万小燕1白小雨1邓 坚2张平刚1李良波1黄荣韶1

（1.广西大学农学院，广西 南宁 530004；2.崇左市政协，广西 崇左 532200）

探究水田七的耐阴特性，明确其最适合的遮阴强度，以期为林下提供适应的耐阴药材。在不同的遮阴处理下对水田七的农艺性状、叶绿素含量及光合特性进行测定。结果表明，遮阴率为75.0 %时，水田七的株高、叶柄长及总叶绿素含量最高；茎粗为最小。四种遮阴处理下水田七在遮阴率为75.0 %的光合-光响应强度整体上高于遮阴率为50.0 %和遮阴率为25.0 %的处理，并显著高于遮阴率为0.0%处理，说明水田七具有一定的耐阴性，在高遮阴环境下具有较强的适应能力。

水田七；遮阴处理；光合特性

水田七（Schizocapsa plantaginea Hance）又名裂果薯，是蒟蒻薯科 （Taccaceae）裂果薯属（Schizocapsa ）多年生草本植物，块茎为其药用部位，性凉、味苦，具有理气止痛、清热解毒、凉血散瘀等作用，常用于治疗肠炎、肺结核、胃痛、跌打扭伤等疾病。目前已有跌打伤痛胶囊、水田七注射液等［1］等以水田七为原料的中药制剂。水田七喜冷凉气候，耐寒，忌高温，喜欢生长在山谷、沟边、水边、林下等潮湿的地方［2］。许多药用植物是依存于森林生态环境的植物类群，但不同的药用植物对光的适应能力差异很大，例如田七是属于典型的喜阴植物，要求遮荫70%以上［3］。目前，利用林下土地资源种植耐阴的药用植物，是发展林下经济的重要途径［4-6］。本研究以水田七为材料，比较不同遮阴条件植株的农艺性状和一些生化指标等的差异，探索水田七对光照条件的适应性，为林下种植水田七提供理论依据。

1　材料与方法

1.1实验材料

供试材料水田七采自广西壮族自治区百色市靖西县，于2012年6月开始进行盆栽。本试验种植地点位于广西大学药用植物标本园，东经108°17′，北纬22°50′，海拔88 m，种植地点气候属于亚热带季风气候。年平均气温21.6 ℃，冬季最冷月（1月）平均气温约12.8℃，夏季最热月（7、8月）平均气温约28.2℃。该地点雨量充沛，少霜无雪，年均降雨量约1304.2mm。本试验搭建三个3m（长）×2m（宽）×1.8m（高）的遮阴棚，分别覆盖遮阴网，并调整遮阴率为25.0%、50.0%、75.0%。

1.2试验仪器和试剂

LI-6400XT便携式光合系统测定仪（美国LI-COR公司），岛津UV-2450紫外-可见分光光度计（日本岛津公司），1702型电子分析天平（德国生产），KQ-250DE型数显超声波清洗器（昆山超声仪器有限公司），乙醇、丙酮均为分析纯试剂，实验室用水为蒸馏水。

1.3试验设计

本实验共设置四个遮阴处理，分别为，CK（遮阴率为0.0%，）、遮阴率为25.0%、遮阴率为50.0%、遮阴率为75.0%。水田七采用盆栽种植，盆规格为18cm（高）×14cm（直径），以园土：育苗基质按体积比1∶2的比例混匀，每盆种植水田七1株，每个处理重复10盆。以成熟叶片测定叶绿素含量及光合特性研究。

1.4测定项目与方法

（1）农艺性状：株高、茎粗、节长和叶柄长。用常规方法测量。

（2）叶绿素含量：主要测定叶绿素a含量、叶绿素b含量和总叶绿素含量。应用丙酮-乙醇混合提取分光光度法测定叶绿素的含量［7］。具体方法如下：

用清水将新鲜的植物叶片冲洗干净，然后用蒸馏水再冲洗2～3次；把水分晾干，用剪刀将植物叶片剪成2mm×5mm的小块，混合均匀；用分析天平精确秤取0.1g叶片小块，置于具塞刻度管中，并加入40 mL的丙酮-乙醇提取液（80%丙酮：95%乙醇=3∶1），摇匀后置于暗处，浸泡24h；用分光光度计分别测定波长在645nm和663nm处的植物叶绿素浸提液的吸光值，根据Arnon公式对叶绿素a的含量、叶绿素b的含量及叶绿素总含量进行计算。

叶绿素a（mg/g）=（12.7A663-2.56A645）×V/（W×1000）

叶绿素b（mg/g）=（22.8A645-4.67A663）×V/（W×1000）

叶绿素总含量（mg/g）=叶绿素a含量+叶绿素b含量

式中A645和A663分别为相应波长下植物叶绿素浸提液的吸光值，V为提取液定容后的体积（mL），W为叶片的质量（g）。

（3）光合-光响应强度的测量

选择晴朗天气，利用LI-6400XT型光合系统测定仪，选择红蓝光源，开放式气路，设定光照强度梯度为0，50，200，500，1000，1500，2000μmol·m-2·s-1，测定植株健康且完全展开的成熟功能叶的净光合速率，自动取值间隔最小等待1.5min，最大等待3min。所得数据采用SPSS软件进行处理。

2　结果与分析

2.1不同遮阴处理对水田七农艺性状的影响

表1　遮阴率对水田七农艺性状的影响

从表1中可以看出，水田七植株的株高和叶柄长随着遮阴率的增加而升高。遮阴率为75.0%时，水田七株高和叶柄长最大，依次分别为15.3cm、4.4cm；遮阴率为50.0%时，水田七株高和叶柄长较大，分别为14.6cm、4.2cm；当遮阴率为25.0%时，水田七株高和叶柄长较小，分别为13.7cm；3.9cm；当遮阴率为0.0 %（全光照）时，水田七株高和叶柄长最小，分别为13.5cm、3.6cm。这四个遮阴处理中水田七的叶柄长最大值是最小值的1.22倍。其中水田七的叶柄长并没有因为遮阴率的提高而出现徒长，为其在荫蔽环境下进行正常生长提供了生理基础。当遮阴率逐渐增加时，环境中的光照强度不断减弱，植株倾向于长的更高以便于充分接受环境中的光照，本试验结果与马进泽等［8］发现遮阴处理明显促进了大泥炭藓的株高的结果相一致。

水田七植株的茎粗随着遮阴率的增高而逐渐降低。水田七植株的茎粗最大，平均为7.5mm；当遮阴率为25.0%时，水田七植株的茎粗较大，平均为7.2mm；当遮阴率为50.0%时，水田七植株的茎粗较小，平均为6.7mm；当遮阴率为75.0%时，水田七植株的茎粗最小，平均为6.1mm。结果遮荫条件下植物长得高而细弱这一理论相吻合［9］。

2.2遮阴处理对水田七叶片中叶绿素含量的影响

表2为遮阴处理对水田七叶片中叶绿素含量的影响。从表中可知，遮阴率为75.0 %时，绿素a含量为3.88 mg/g，叶绿素b含量1.30 mg/g，总叶绿素含量为5.31 mg/g，在四个处理中最高；当遮阴率为50.0 %时，绿素a含量为2.65 mg/g，叶绿素b含量0.89 mg/g，总叶绿素含量为3.54 mg/g，在四个处理中较高；当遮阴率为25.0 %时，绿素a含量为2.40 mg/g，叶绿素b含量0.83 mg/g，总叶绿素含量为3.23 mg/g，在四个处理中较低；当遮阴率为0.0 % 时，绿素a含量为2.19 mg/g，叶绿素b含量0.79 mg/g，总叶绿素含量为2.98 mg/g，在四个处理中最低。随着遮阴率的增加，水田七叶片中叶绿素a含量、叶绿素b含量和总叶绿素含量这三者均逐渐增加，当遮阴率为75.0 %时，水田七的叶绿素含量最高，其总叶绿素含量是对照组的1.78 倍。一般来说，叶绿素含量的的增加有利于植株适应高遮阴率的环境。本实验水田七叶片中叶绿素含量随着遮阴率的增加而提高，加强了其耐阴光合效能使其能适应在高遮阴率的环境中生长［10］。

表2　遮阴处理对水田七叶片叶绿素含量的影响

2.3遮阴处理对水田七光合-光响应强度曲线的影响

水田七的净光合速率（Ci）随光照强度的变化规律见表3和图1。从整体上看，水田七的净光合速率从高到低依次为遮阴率为75.0 %＞遮阴率为50.0 %＞遮阴率为25.0 %＞遮阴率为0.0 %。当光照强度在0～500 μmol/（m2·s）范围内时，水田七的净光合速率呈急剧上升的趋势，当光照强度继续增强时，水田七的净光合速率上升的幅度越来越小，最后水田七的净光合速率趋于平稳。可见水田七能够适应在较高遮阴率的环境中生长。

表3　遮阴率对水田七光合-光响应强度曲线的影响

图1　遮阴处理对水田七光合-光响应强度曲线的影响

3　结论与讨论

环境因素对植物生长的影响较大，同种植物在不同的环境下适应能力是不一样的。多数研究指出弱光下植物茎秆高而细弱，分枝数明显减少，叶片变薄，叶面积增大，根系生长减弱。合适的遮阴率，有利于药用植物的形态建成［11］。本研究研究发现，遮阴率越高，水田七株高和叶柄长，均明显增加，而茎粗也变小，但其均不出现徒长的的现象。

植物中的叶绿素含量会随着环境因素的变化而变化，光合色素这种适应生长环境的变化叫做光适应，因此光合色素的含量和比例的变化对分析植物在遮阴环境下的生长具有重要意义，具有耐阴能力的植物种类，叶绿素含量在一定的遮光强度范围内一般随光照强度的减少而增加［12-18］。本研究表明，在一定的遮阴率范围内，水田七的叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总含量以及光合-光响应强度曲线的影响等光合特性随着遮阴率的增加而升高。本试验结果与包玉等［14］在研究不同遮阴处理大叶黄杨叶片生理响应时得出的大叶黄杨叶片的叶绿素a和叶绿素b随遮阴强度递增而递增的结果相似。

综上所诉，在不同的遮阴条件下，水田七在植株生长特征、光合生理特性均表现出不同的反应，水田七在遮阴率为75.0 %时整体的生长指标，整体上高于遮阴率为50.0 %和遮阴率为25.0 %的处理，并显著高于遮阴率为0.0%处理，说明水田七能够适应光照强度较弱的郁闭环境，是一种适于在较茂密林下栽培的药用植物。

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Effects of shading on the growthand and photosynthesis characteristics in Schizocapsa plantaginea Hance

We aim at to research that different shading treatment have different impacts on Schizocapsa plantaginea in order to know the suitable for growing in highly shady rate environment of Schizocapsa plantaginea Hance.Test results were as follows： When shading rate was 50%， The test results show that effects of the plant hight petiole length and immortality was the highest. While and the steam crude rate is lowest. Generally， net photosynthetic rate of these medicinal plants in the environment of shading rate of 75% was higher than that of shading rate was 50% and the shading rate of 25%， and was significantly higher than that in the environment of shading rate of 0% for the control group. It can be proved that the Schizocapsa plantaginea Hance is more suitable for growing in highly shady rate environment.

Schizocapsa plantaginea Hance； shade processing； photosynthetic characteristics

S682.265

A

1008-1151（2016）02-0117-03

2016-01-13

广西科学研究与技术开发计划项目（桂科攻 11107010-1-5）；南宁市科学研究与技术开发计划项目（南科攻：20133009）。

万小燕（1987－），女，山西人，广西大学农学院硕士研究生，从事药用植物资源与利用研究。

邓坚（1966－），供职于崇左市政协。