5种荚蒾幼苗耐阴适应性研究与评价
作者: 章晓琴 聂超仁 吕文君 王建强 李娜 张思思 王彩云
摘要 以“玫瑰”欧洲荚蒾、短序荚蒾、日本珊瑚树、台东荚蒾、粉团这5种荚蒾幼苗为试验材料,进行全光照、遮阴53.66%、遮阴80.15%的处理,测定不同遮阴处理下株高、冠幅、叶面积、叶片相对含水量、比叶面积、可溶性糖含量及SOD活性等形态和生理指标。结果表明:5种荚蒾均会通过外观形态改变及生理响应的方法来适应弱光环境。通过相关性分析、主成分分析对5种荚蒾的耐阴性进行综合评价,结果显示,5种荚蒾耐阴性表现为粉团>日本珊瑚树>短序荚蒾>台东荚蒾>“玫瑰”欧洲荚蒾。
关键词 荚蒾;幼苗;耐阴性;评价
中图分类号 S 718 文献标识码 A
文章编号 0517-6611(2025)02-0134-07
doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2025.02.028
开放科学(资源服务)标识码(OSID):
Study and Evaluation of Shade-tolerance Characteristics of Five Viburnum Seedlings
ZHANG Xiao-qin NIE Chao-ren L Wen-jun2 et al
(1.Wuhan Institute of Landscape Architecture, Wuhan, Hubei 430081; 2.National Germplasm Bank of Viburnum,Wuhan Botanical Garden,Chinese Academy of Sciences,Wuhan, Hubei 430074)
Abstract In this paper,the seedlings of Viburnum opulus ‘Roseum’, Viburnum brachybotryum, Viburnum awabuki, Viburnum taitoense, and Viburnum plicatum were used as materials, the morphological and physiological indexes such as plant height, crown width, leaf area, leaf relative water content, specific leaf area, soluble sugar content and SOD activity were measured under different shading treatments of full light, shading 53.66 % and shading 80.15 %.The results showed that the five Viburnum species could adapt to the low light environment through morphological changes and physiological responses.The negative tolerance of five Viburnum species was comprehensively evaluated through correlation analysis and principal component analysis, and they ranked as follows :Viburnum plicatum>Viburnum awabuki>Viburnum brachybotryum >Viburnum taitoense >Viburnum opulus ‘Roseum’.
Key words Viburnum;Seedling;Shade tolerance;Evaluation
五福花科(Adoxaceae)荚蒾属(Viburnum)植物,多为落叶或常绿灌木、小乔木,部分种类兼具观花、观叶及观果等观赏特性,有着良好的园林应用开发前景。我国有着丰富的荚蒾属植物资源,我国特有种有61种(包含种下单位),多分布于山谷林下、山坡疏林或灌木丛中[1],对弱光环境的适应性较强[2]。
光照是植物正常生长必需的生态要素之一,在弱光条件下,植物形态、生理等方面会产生一系列变化以适应所处环境,维持正常生长[3]。前人研究表明,弱光会导致天目琼花的叶片相对含水量、净光合速率、可溶性糖含量发生变化[4];日本荚蒾在光照不足的条件下相对生长速率、花色苷含量、抗氧化酶活性及渗透调节物质含量等均会作出适应性变化[5-6]。适当遮阴对欧洲荚蒾的光合作用影响不大,深度遮阴则会使其光合速率明显下降[7-8]。孙俊成[9]研究表明,在夏季哈尔滨,鸡树条荚蒾在不同时长的直射光及全光照条件下均能生长良好,光照适应性为宽适应性。
荚蒾属植物因多为灌木或小乔,在景观配置中常栽植于群落中下层,环境较为阴蔽。由上述前人研究可知,不同荚蒾属植物耐阴程度存在差异,为此,笔者选取了5种观赏价值高、值得推广应用的荚蒾,通过不同遮阴度的设置,研究不同光照强度对荚蒾形态、生理特性的影响,分析其耐阴特性,旨在为其在园林应用中的合理配置、栽培应用提供理论基础和实践参考,使其发挥最大观赏价值,从而推动荚蒾属植物在城市园林中的广泛应用。
1 材料与方法
1.1 试验时间和地点
试验于2022年7—10月在武汉市园林科学研究院(144°26′E,30°62′N ,海拔26 m)圃地进行。武汉属亚热带季风性湿润气候区,具有日照充足、雨量充沛、四季分明、夏季湿热、冬季阴寒等特征。
1.2 试验材料
共选用5种荚蒾属植物,分别为“玫瑰”欧洲荚蒾(Viburnum opulus ‘Roseum’)、短序荚蒾(Viburnum brachybotryum)、日本珊瑚树(Viburnum awabuki)、台东荚蒾(Viburnum taitoense)、粉团(Viburnum plicatum),所有材料均为1~3年生扦插幼苗。
1.3 试验处理
选择生长健壮、大小一致的盆栽苗作为供试植株。采用人工搭棚遮阴(遮阴网为6针)的方法,设置对照组(CK,全光照处理),1层遮阴网遮阴处理(T1)、2层遮阴网遮阴处理(T2)。所有供试植株均统一进行常规管理。采用完全随机区组设计,每处理3次重复,每次重复5株,共计225株。
于试验当天分别在9:00、12:00、15:00、18:00使用照度计(型号TES 1339R)测定不同处理的光照强度(表1),经测定发现,CK的平均光照强度为21 761.60 lx;T1处理的平均光照强度为10 083.39 lx,平均遮阴率约为53.66%;T2处理的平均光照强度为4 320.40 lx,平均遮阴率约为80.15%。
2022年7月18日开始遮阴处理,在处理30、60、90 d后进行叶片相对含水量、比叶面积及生理指标测定,并对各供试植物在不同处理下的形态变化进行观察记录。于处理90 d 后测定各供试植株的株高、冠幅、叶长、叶宽及叶面积。
1.4 指标测定及测定方法
1.4.1 形态指标。
(1)株高和冠幅。参考张朝铖等[3]的方法,用卷尺测定各供试植株的株高、冠幅。其中,株高是指从盆中基质表面至植株自然状态下顶端的高度,冠幅是指植株东西、南北2个方向距离的平均值。
(2)叶片面积。均匀选取各处理植株上、中、下部健康、成熟叶片共6片,分类置于冰盒中带回实验室,用扫描仪扫描后,使用Image J图像处理软件逐个计算叶面积,并求出平均值。
(3)叶片相对含水量及比叶面积(specific leaf area,SLA)。取各处理植株中部健康、成熟叶片各6片,分类置于冰盒中带回实验室,清洗干净并吸干水分后,用打孔器(d=1.0 cm)打成均匀一致的叶圆片(S=0.785 4 cm2),6片叶圆片为1组,重复5次。先置于铝盒中称取其总鲜重(Wt),测后置于烘箱,于105 ℃杀青0.5 h后,80 ℃下烘干至恒重(Wd)。
叶片相对含水量=Wt-WdWt
比叶面积=SWd
1.4.2 生理指标。
叶片可溶性糖含量采用蒽酮比色法测定[10];叶片超氧化物歧化酶(SOD)活性采用氮蓝四唑光还原法测定[11]。所有指标的测定均由1人操作,且重复3次。
1.5 数据统计及处理 数据整理及图表绘制采用Microsoft Excel 2007,采用SPSS statistics 22.0软件进行单因素方差分析、Duncan多重比较、相关性分析和主成分分析。
2 结果与分析
2.1 遮阴对5种荚蒾形态指标的影响
由表2可知,短序荚蒾、日本珊瑚树、台东荚蒾和粉团的株高、冠幅、叶长、叶宽和叶面积均随着遮阴强度的增大而上升,2种遮阴处理下“玫瑰”欧洲荚蒾的株高、冠幅较CK变化不大,叶长随着遮阴强度的增大呈先升高后降低趋势,叶宽和叶面积则随着遮阴强度的增大而减小。
短序荚蒾T2处理的冠幅、叶长和叶宽均与CK有显著差异,分别增加了78.18%、12.61%和19.75%,T1处理叶长较CK也有显著差异,增加了9.80%;日本珊瑚树在2种遮阴处理下的株高和冠幅均与CK差异显著,其中,T1处理的株高和冠幅较CK分别增长了24.44%、46.80%,T2处理的株高和冠幅较CK分别增长了64.87%、72.53%,此外,T2处理的叶面积较CK差异显著,增加了28.32%,总体而言冠幅的增长较株高、叶面积等指标更为明显;台东荚蒾仅T2处理的冠幅与CK有显著差异,增长了43.23%;粉团T2处理的株高与CK和T1处理均有显著差异,较CK增长了37.57%,2种处理的叶长、叶宽和叶面积与CK均有显著差异,T1处理叶长、叶宽和叶面积分别较CK增加31.49%、45.97%和91.87%,T2处理叶长、叶宽和叶面积分别较CK增加44.56%、68.57%和148.47%。
2.2 遮阴对5种荚蒾叶片相对含水量和比叶面积的影响
由表3可知,遮阴处理30 d,处理组的“玫瑰”欧洲荚蒾的叶片相对含水量与CK 无显著差异,60 d,T2处理的叶片相对含水量较CK差异显著,90 d,2个处理均与CK差异显著。粉团在遮阴处理30 d 仅T2处理与CK差异显著;60 d,2个处理均与CK差异显著;90 d,与CK相比,遮阴处理对粉团叶片相对含水量无显著影响。
遮阴处理30 d,短序荚蒾、日本珊瑚树和台东荚蒾T2处理的叶片相对含水量与CK和T1处理差异显著;60 d,T1、T2处理和CK两两之间均存在显著差异;90 d,日本珊瑚树和台东荚蒾的T1、T2处理和CK两两之间均存在显著差异,短序荚蒾仅T2处理与CK差异显著。
与CK 相比,“玫瑰”欧洲荚蒾和粉团的比叶面积在处理30 d未受太大影响,粉团仅在60 d T1、T2处理的比叶面积与CK差异显著,90 d差异不显著;“玫瑰”欧洲荚蒾在90 d T2处理的比叶面积与CK差异显著。在整个遮阴处理过程中,短序荚蒾、日本珊瑚树和台东荚蒾的比叶面积均受到不同程度的影响,短序荚蒾在遮阴30 d时仅T2处理与CK差异显著,60、90 d时2个处理均与CK差异显著;在3个取样时间点,日本珊瑚树T2处理均与CK差异显著;台东荚蒾处理30、60 d时仅T2处理与CK差异显著,90 d时,2个处理均与CK差异显著。整个遮阴处理过程中,短序荚蒾、日本珊瑚树和台东荚蒾比叶面积较CK分别增长了30.67%、44.11%和34.09%。