邓红玉,谢 琼
(浙江农林大学,浙江杭州 311300)
陀螺果(Melliodendron xylocarpum)主要地理分布范围为中亚热带,喜光好湿润环境,能够耐半荫,海拔分布范围广,从300~2000m 均有所分布[1]。陀螺果作为高大型速生树种,现已被列为濒危物种,探究其濒危原因,其种子萌发困难是主要的原因之一;陀螺果幼苗的生长发育也是濒危原因之一。幼苗是植物生长发育过程中至关重要的过程,幼苗抗逆性的强弱直接关系到其是否能够度过幼苗期进入正常发育的生命阶段。光照条件是植物生命过程中的重要环境因子,若光照条件受到影响,植物的生长发育必然受到严重影响,因此对陀螺果幼苗进行最适光照强度的探讨具有重要意义。
本研究在浙江农林大学东湖校区(浙江省杭州市临安区)园林学院试验大棚(119°43′35″E,30°15′28″N)中进行,试验大棚所在地周围无遮蔽物,通风情况良好,日照情况也较好。试验地地处中亚热带季风气候区南缘,光照条件充足,气候温暖湿润,属于季风型气候,常受东北风影响[2]。
试验材料为当年培育的1 年生陀螺果幼苗,种植于直径20cm 的圆形花盆。试验幼苗的栽培土壤为混合土比例,生境土︰泥炭土︰珍珠岩(体积比)=8∶1∶1。选择生长良好且生长情况近似的幼苗40 株置于试验大棚,花盆间摆放间距适当,确保幼苗间无干扰。试验组共设置4 个光照梯度,分别为全光照条件(L0,CK)、1 层遮光(L1)、2 层遮光(L2)和3 层遮光(L3),遮光率分别为0%、40.50%、78.08%和95.54%。
进行不同光照强度试验前测定第1 组数据,作为基础数据。测定的指标包括幼苗的株高、地径,每间隔15d 测定1 次。测定时利用卷尺和直尺同时辅助测定每盆幼苗的株高,利用电子显示型游标卡尺测定幼苗植株的地径,随测随记。
本试验采用Excel 2019 整理数据表格,利用SPSS 26.0 软件进行数据统计分析处理,利用Origin 2019 软件进行绘图。
不同光照强度下陀螺果1 年生幼苗的苗高增长量差异性显著,陀螺果幼苗试验期间每个月的增长量变化情况如图1 所示。通过观察可以看出,不同试验月份陀螺果幼苗增长量差异性显著,而且每个月增长趋势也不同。在试验阶段,9 月增长量最大,且10 月高于8月,8 月最低。陀螺果幼苗的苗高增长量受到温度、光照的严重影响,在试验正式开始前5~7 月增长量均比9 月高,8 月达到试验环境最高温、强光照阶段,因此猜测陀螺果幼苗在8 月时受到了严重的光抑制。但此时L2苗高增长量为最大,L3次之,全光照处理最低,原因可能是L2的遮光效果缓解了8 月时的强光照,L3未高于L2可能是因为L3光照太弱,导致幼苗植株生长缓慢,而L0与L1的光照条件仍对幼苗的生长造成一定程度的抑制。在9 月、10 月时温度降低,外界光照强度也变弱,此时陀螺果幼苗生长趋势回升,但10 月仍低于9 月,其中L0~L3苗高增长量也呈降低趋势,可能是因为10 月时的温度降低太快与光照条件变弱较多导致,此时的陀螺果幼苗可能在为进入冬季休眠作准备。此时不同遮光条件下的幼苗未出现L2增长量最高,10 月时对苗高增长量的影响温度大于光照。9 月相对于8月而言,温度与光照条件均略微下降,幼苗也受到环境条件影响,从8 月时的光抑制状态解除,使幼苗植株苗高增长量回升。
在8 月光照强度过强与温度较高时期,对陀螺果1 年生幼苗进行适当遮光(L2)有利于幼苗正常生长,但过度遮光不适合其生长,光照强度过强也不利于陀螺果幼苗正常生长。在9 月、10 月时虽然陀螺果1 年生幼苗的苗高增长量暂时高于8 月,但整体增长量并未高于5~7 月时的生长旺盛期。陀螺果为喜光植物,因此在9 月、10 月时陀螺果幼苗的苗高增长量与光照强度趋势一致,表现出L1>L2>L0>L3。但由于长期处于L3弱光条件下,陀螺果幼苗接收光量子能量较少,导致陀螺果幼苗的苗高增长量受到了严重的限制。而8 月时,由于全光照条件下光照强度过强,导致陀螺果幼苗受到了不可逆的损伤。
不同遮光强度条件下陀螺果1 年生幼苗的地径增长量差异性显著,陀螺果幼苗试验期间每个月的增长量变化情况如图2 所示。陀螺果幼苗地径的增长趋势与苗高的增长量趋势相近,在试验过程中均对环境光照的变化有着较为敏感的形态特征的改变。在8 月时陀螺果幼苗受到高温、强光照的影响,植株生长受到光抑制现象的影响,幼苗的地径增长量也受到抑制。9月、10 月温度降低、光照强度下降,抑制解除,幼苗暂时恢复到一定程度的生长。但整体生长量均未超过5~7 月生长旺盛期时的生长量,说明此时由于温度与光照强度的改变在一定程度上不利于陀螺果幼苗的正常生长发育。
图1 不同遮光条件下陀螺果幼苗苗高增长量
图2 不同遮光条件下陀螺果幼苗地径增长量
韦鹏飞[3]通过对云南拟单性木兰幼苗进行遮光试验发现,随着遮光强度的增加,其苗高、地径的增长量以及相对生长率均表现为逐渐下降的趋势,并且在全光照时苗高与地径生长最快。董如磊[4]发现随着遮光程度的不断增加,东京野茉莉两家系苗高、地径均表现为先增大后下降的趋势,而白辛树苗高、地径均表现为逐渐下降,在遮光程度为40%时出现最大值,遮光程度的不同对3 种植物幼苗生长有明显的影响。孙灿岳[5]发现栓皮栎幼苗植株随着遮荫强度的增加,植株的生物量均表现为先增加后下降的趋势,变化趋势表现为42.7%NS>15.3%NS>100%NS>5.5%NS,对幼苗植株进行适当的遮光处理能够促进其生长,光照强度过强或过弱均不利于植株的正常生长。
本试验研究结果与前面研究观点不完全一致,在对陀螺果幼苗进行不同程度的遮光试验中发现,对其进行了不同程度的遮光措施,使得幼苗植株的苗高、地径的增加趋势有较大差异,8 月时陀螺果幼苗苗高、地径增长量整体变化趋势均表现为L2>L1>L3>L1,9 月和10 月苗高与地径增长量整体变化趋势为L0>L1>L2>L3。在自然界中,夏季是大多数植物的生长旺盛期,但试验中的陀螺果幼苗夏季(8 月最热时期)的苗高、地径增长量却低于秋季(9 月和10 月)时的增长量。估计是由于夏季的高温、强光照致使幼苗受到了光胁迫抑制现象,而对其进行适当的遮光缓解了光抑制现象,但陀螺果为喜光树种,过度遮光也不利于幼苗的正常生长发育。秋季时环境条件缓和,温度、光照相较于夏季都有所降低,此时再对陀螺果幼苗遮光反而不利于其生长。因此想要陀螺果幼苗保持正常的生长发育,可以在夏季气候炎热时期对其进行适当的遮荫处理,达到缓解光胁迫抑制的目的;而秋季光照、温度条件缓和,可将遮荫处理解除,以保证幼苗能够吸收足够的光能。