遮光胁迫条件下对闽楠幼苗生长和生理特性的影响研究

莫康克

(广西国有七坡林场，广西 南宁 530000)

引言

目前，广西的珍贵树种面临着树种生长慢、培育周期长、培育技术不成熟、苗木资源缺乏、政府扶持力度不够、相关税费过高等诸多问题，其中，闽楠天然林的保护利用和对人工林的培育方面均做得不够成功。从闽楠资源培育角度，分析不同遮光处理下闽楠资源保护策略十分迫切，合理的培育方式可以为珍贵树种发展做出贡献。

1 试验分析

1.1 试验地概况

在南宁市广西国有七坡林场苗圃基地(三月下旬至四月份)进行试验，由于实验地点的人口少，土地污染不明显，植物没有受到病虫害的影响，同时人们对珍贵植物有保护意识，所以植物的生长状况都比较良好。

1.2 试验材料

2014年12月，选用广西国有七坡林场良种苗木繁殖基地1年生闽楠实生幼苗，苗高10～15cm，地径5.9cm。将闽楠幼苗盆栽于培养盆中，每盆1株。闽楠苗木的培养盆上口直径22cm、底部直径20cm、高32cm，本次实验用土均为七坡林场后山赤红壤土，消毒打碎装盆进行实验。

1.3 试验设计

闽楠苗木光照处理设置四个遮光梯度，透光率分别为100% NS ( natural sunlight )、42.7% NS(林窗下处理的研究内容为光照强度)、15.3% NS(林缘处理的研究内容为光照强度)和5.5% NS(林下处理的研究内容为光照强度)。采用混合取样处理的研究内容为测定其叶绿素含量、电导率、丙二酸含量、脯氨酸含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白质含量、SOD活性、CAT活性等指标。

1.4 研究内容与方法

遮光处理六个月后分别测定叶面积、根系、生物量、生理生化指标，依次掌握过氧化氢酶CAT活性、超氧化物歧化酶SOD活性、丙二醛MDA含量、游离脯氨酸Pro含量、可溶性糖含量、相对电导率、叶绿素含量。

1.5 数据分析与统计

用Excel进行整理和计算，用DPS数据处理软件进行单因素方差分析，根据P值判断差异显著性，利用条形图直观展示现实差异。各性状参数值之间的相关关系均用Excel制作散点图，然后用线性回归方程分析，通过R2的大小来判断两性状之间是否相关，当R2大于0.5时，两性状之间的相关关系显著。

2 结果与分析

2.1 不同光照对闽楠生长影响

2.1.1 不同光照处理对闽楠苗高的影响

闽楠幼苗的苗高增长量(图1)。

图1 遮光胁迫对闽楠幼苗苗高增长量影响Fig.1 Effects of Shading Stress on Seedling Height Growth of Phoebe bournei

分析图示内容可知，各个处理的苗高增长量也不相同，42.7% NS光照强度下的苗高增长量远大于其他三个处理，100% NS光照强度下的苗高增长量居第二，15.3% NS和5.5% NS光照强度下的增长量相近。

2.1.2 不同遮荫处理对闽楠高径比的影响

42.7% NS光照条件下的闽楠高径比分别是100% NS、15.3% NS、5.5% NS光照下的1.43、1.38、1.53倍(图2)。

图2 不同遮阴处理对闽楠苗木高径比影响Fig.2 Effects of Different Shading Treatments on Height Diameter ratio of Phoebe bournei Seedlings

闽楠随着遮阴强度的增加，表现出了先升高后降低的变化趋势(P<0.05)。表现了闽楠幼苗在受到一定光照后，有利于苗高和地径的生长，但随着遮阴强度的加剧，闽楠获取光源较少，降低了地径和苗高的生长。

2.1.3 不同遮荫处理对闽楠叶面积的影响

在CK(100% NS)的叶面积最小值为15.36cm2，光照条件下为42.7% NS时叶面积为最大(31.42cm2)，15.3% NS与5.5% NS的叶面积相差不大，叶面积分别为27.94cm2和22.41cm2。

2.1.4 不同遮荫处理对闽楠苗木根系的影响

100% NS光照条件的闽楠苗木根系根长、指标根表面积、指标根尖数、指标平均根直径、指标根体积均明显大于其他光照研究的不同的光照条件下遮荫实验，指标评定说明光照强度对闽楠苗木根系的生长具有促进作用。

2.1.5 不同遮荫处理对闽楠幼苗生物量的影响

因测定部位存在差异，所以闽楠幼苗地上部分、地下部分、全株在遮光胁迫中非同反应(图3)。

图3 遮光胁迫对闽楠幼苗生物量Fig.3 Effects of Shading Stress on Biomass of Phoebe bournei Seedlings

地上部分生物量呈先上升后随遮光强度的变化情况降低的变化趋势。多重比较结果遮荫实验，指标评定CK(100% NS)的整个植株鲜重与42.7% NS之间存在极显著差异遮荫实验，指标评定地上部分和地遮光强度的变化情况部分的生物量与15.3% NS内容、指标5.5% NS之间的差异不显著。

2.2 不同光照对闽楠幼苗生理生化影响

2.2.1 各项指标方差分析

运用SPSS对不同梯度的遮光处理下闽楠幼苗的超氧化物歧化酶SOD的活性进行方差分析和多重比较，展开各个生理生化指标方差分析检验，并需深入展开闽楠幼苗生长指标的变化[2]。

2.2.2 生理生化影响表现

不同遮荫处理影响闽楠幼苗叶片细胞膜透性、膜脂过氧化、游离脯氨酸(Pro)含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白质含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性。膜系统的健康状况越良好，闽楠幼苗质量越高。42.7% NS的光照强度下闽楠幼苗对过氧化氢的分解能力、抗衰老能力最强，能最大限度的发挥对细胞的保护作用。弱光照条件下过氧化氢歧化酶SOD对受损细胞的修复能力最强。在强光照和弱光照条件下闽楠幼苗的可溶性糖含量最高，对不良环境的适应能力也最强。闽楠幼苗在不遮光的光照强度下，叶片的可溶性蛋白质含量与其他遮光处理闽楠叶片的可溶性蛋白质含量间存在显著的差异关系。弱光照条件下过氧化氢歧化酶SOD对受损细胞的修复能力最强。闽楠幼苗在42.7% NS的光照强度下长势最好。

3 闽楠幼苗耐阴性综合分析

3.1 相关性分析

闽楠耐阴性相关分析中，根体积和根表面积处在显著的正相关；各项生理生化参试指标间均存在闽楠耐阴性相关分析中显著甚至极显著的相关关系。

3.2 主成分分析

闽楠幼苗在42.7% NS条件下的闽楠耐阴性相关分析中，统计分析出了耐阴性综合分析结果主要分为三个成分，其中前2个主成分的贡献率分别达到了64.553%、27.078%(表1)。

表1 耐阴性主成分分析的特征值和贡献率Tab.1 Characteristic Value and Contribution Rate of Negative Tolerance Principal Component Analysis

3.3 主成分综合评价

在闽楠的耐阴性评定中，遮光胁迫对闽楠幼苗耐阴性的表现情况为42.7% NS>100% NS>15.3% NS>5.5% NS。其中，闽楠苗木在耐阴性评定中第一主要成分得分值均高于耐阴性评定中第二主要成分，具有较高决策性，IFI值高，评价结果准确可靠。主成分得分和耐阴性评价得分如表2。

表2 主成分得分和耐阴性评价得分Tab.2 Principal Component Score and Negative Tolerance Evaluation Score

3.4 不同光照强度下闽楠幼苗生长指标、生理指标等隶属分析

42.7% NS光照下闽楠幼苗耐阴性评定中隶属值最大(0.877)，说明42.7% NS为不同光照处理的闽楠幼苗耐阴程度表现的最强的一个处理，属于高级耐阴型[3]。

4 结论与讨论

4.1 结论

闽楠幼苗的苗高和地径生长量在不同梯度的遮光处理下产生了差异，42.7% NS条件下最大，说明适当的遮阴既能够避免幼苗受到强光的直射而受到损伤，又能保证获得足够的光能来维持生长；在闽楠的耐阴性隶属函数评定中闽楠幼苗隶属值为0.877，因此属于高级耐阴型。闽楠幼苗的生理生化指标在不同梯度的遮光处理中具有差异化表现。

4.2 讨论

考虑所有指标的综合作用，认为在42.7% NS的光照强度下，闽楠幼苗的生长状况在四个处理中达到最优的状态。因此，在以后的闽楠幼苗的人工培育和闽楠野生资源的保护利用方面，可采用适当遮光处理的方式来提高苗木的成活率和利用率。