遮陰對4個品種觀賞芒生理特性的影響

謝雅琦，武菊英，劉自學

（1.甘肅農業大學草業學院，甘肅蘭州730070；2.北京草業與環境研究發展中心，北京100094）

隨著我國城市化建設的快速發展，在園林綠地中形成了大量的背陰地塊。綠地中有20%～30%的遮陰地塊需要綠化[1]。所以，地被植物的耐陰性研究對于解決這些地段的植物配置問題，建立穩定而多樣化的園林復層種植結構，建設生態園林城市具有重要的現實意義。國內學者對植物耐陰性的研究主要集中于植物耐陰脅迫下的生理指標、形態表現及耐陰植物選擇利用研究等方面[2-8]，對于芒屬觀賞草的耐陰性研究報道較少。本試驗研究了遮陰對4個品種觀賞芒生理特性的影響，旨在為今后觀賞草在園林景觀中和遮陰區綠化的合理應用及理論研究提供依據。

1 材料和方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于北京市昌平區小湯山鎮的國家精準農業研究示范基地內，屬于暖溫帶大陸性季風氣候，全年四季分明，年均氣溫約15℃，年均降水量約600mm。

1.2 試驗材料

試驗材料均為北京市農林科學院草業與環境研究發展中心提供的自然條件下生長良好的‘斑葉’芒（M sinensis‘variegates’）、‘晨光’芒（M sinensis‘Morning light’）、‘勁’芒（M sinensis‘Strictus’）和‘細葉’芒（M sinensis‘Gracillimus’）。

1.3 試驗設計及測定方法

1.3.1 試驗設計 試驗共設4個遮陰處理，遮陰度分別為0（CK），25%，50%，75%。采用單因素隨機區組設計，各品種芒草隨機排列，選取15 cm×15 cm營養缽中各品種生長基本一致的芒草（均為2008年冬季分株，分蘗數為21～25個）。2009年6月15日將每個品種的芒草分別移入直徑30 cm、高25 cm的泥陶花盆中（盆內混合基質體積比為V草炭∶V土∶V沙=3∶1∶1），并將其埋于遮陰棚內，盆沿與地面相平。每個品種4個處理，每個處理6次重復。每個遮陰棚的大小為20.0m×8.0m×2.0m（長×寬×高）。

1.3.2 測定方法 葉綠素含量測定采用浸提法（丙酮∶無水乙醇=1∶1）；游離脯氨酸測定采用茚三酮法[9]；光合速率的測定：晴朗無風日上午9：00～11：00 用 美 國 LI-COR 公 司 生 產 的LI-6400XT便攜式光合分析儀測定。測定不同光強下各植株頂端向下第2片完全展開葉的凈光合速率和氣孔導度，每個種（品種）的4個遮陰處理各測定3株。

1.4 數據分析

使用SPSS 13.0統計軟件進行數據的統計與分析。

2 結果與分析

2.1 遮陰對4個品種觀賞芒葉綠素含量的影響

2.1.1 對葉綠素a含量的影響 由表1可知，‘細葉’芒和‘斑葉’芒的葉綠素a含量隨遮陰度的增加而增加，在遮陰度為75%時分別達到最大值2.12，2.56mg/g，分別比對照增加了50.35%和106.45%，且處理間差異顯著。‘勁’芒和‘晨光’芒的葉綠素a含量隨著遮陰度的增加，其趨勢為先增加后減小，在50%遮陰條件下，葉綠素a含量達到最大值，分別為1.77，1.90mg/g，當遮陰度為75%時，其葉綠素a含量比對照處理分別增加38.71%和63.06%。

2.1.2 對葉綠素b含量的影響 供試的4個品種觀賞芒在不同遮陰度下的葉綠素b含量變化如表1所示。‘勁’芒、‘斑葉’芒和‘細葉’芒的葉綠素b的含量隨著遮陰程度的增加而增加，均在遮陰度為75%時達到最大值，其中‘勁’芒在50%遮陰下的葉綠素b含量與75%遮陰下的無差異。‘晨光’芒的葉綠素b含量則隨著遮陰度的增加先增大后減小，其在50%遮陰度下達到最大值 0.41mg/g，且 25%，50%，75%遮陰度下的‘晨光’芒的葉綠素b含量之間無顯著性差異。

2.1.3 對葉綠素總量的影響 4個品種觀賞芒的葉綠素總量的變化趨勢分別與各品種的葉綠素a含量的變化相一致。‘勁’芒和‘晨光’芒在遮陰度為50%時，葉綠素總量達到最大值，分別為2.13，2.30mg/g，且隨著遮陰度的增加，葉綠素總量有輕微的減少；‘斑葉’芒和‘細葉’芒的葉綠素總量則隨著遮陰度的增加而增加，當遮陰度為75%時，葉綠素總量分別達到最大值3.14，2.58mg/g。

2.1.4 對葉綠素a/b的影響 葉綠素a/b是衡量植物耐陰性的重要指標，其值的大小反映著植物耐陰的強弱[1]。

由表1可知，不同遮陰處理下的‘勁’芒的葉綠素a/b無顯著差異，而‘斑葉’芒和‘晨光’芒的葉綠素a/b則隨著遮陰度的增加，其趨勢為先減小后增大再減小，全光照條件時分別達到最大值4.90和4.91。‘細葉’芒的葉綠素a/b隨遮陰度的增加先增加后減小，在50%遮陰度時，達到最大值4.70，且遮陰處理間差異不顯著。

表1 4個品種觀賞芒在不同遮陰度下的葉綠素含量及葉綠素a/b

2.2 遮陽對4個品種觀賞芒光合速率的影響

由圖1可知，4個品種觀賞芒的凈光合速率隨著遮陰度的增加而減小。其中，‘細葉’芒的減少幅度最大，由遮陰度為0時的177.06μmol/（m2·s）減少到遮陰度為75%時的89.61μmol/（m2·s）；‘晨光’芒在遮陰度為 0 時，凈光合速率為152.07μmol/（m2·s），在75%的遮陰度時，其凈光合速率為 111.09 μmol/（m2·s）；‘勁’芒和‘斑葉’芒的變化幅度最小，遮陰度為0時，凈光合速率分別為83.85，78.77μmol/（m2·s），到遮陰度為75%時，凈光合速率分別為58.85，64.16 μmol/（m2·s）。

2.3 遮陰對4個品種觀賞芒脯氨酸含量的影響

植物體內游離脯氨酸的累積是植物適應的一種表現[10]。由圖2可知，供試的4個品種觀賞芒在不同遮陰度下的脯氨酸含量隨遮陰度增加而下降，且各處理間差異顯著。其中，‘晨光’芒的減少幅度最大，對照處理的脯氨酸含量為498.63 μg/g，75%遮陰處理僅為 130.35 μg/g；‘斑葉’芒由對照處理的341.00μg/g減少到75%遮陰處理的114.26μg/g；‘勁’芒和‘細葉’芒的變化幅度相似，遮陰度為0時的脯氨酸含量分別為328.19，309.40μg/g，遮陰度為25%時的脯氨酸含量與其相比，只分別下降了7.0%和5.3%。

3 討論

研究發現，經過遮陰處理后，供試的4個品種觀賞芒的葉綠素含量、凈光合速率和脯氨酸含量都發生了明顯的變化。

相對低的光照強度能有效地促進葉綠素的形成，從而使葉綠素含量往往隨光照強度的降低而升高[11-12]。但持續遮陰下，葉綠素含量會減少[13]。如本試驗中的‘勁’芒和‘晨光’芒，其葉綠素總量在遮陰度為75%的條件下比50%的遮陰度略有減少，但‘斑葉’芒和‘細葉’芒隨遮陰度的不斷增大，葉綠素總量也不斷增加。試驗中凈光合速率的變化也間接印證了這點。

脯氨酸含量的高低常用來作為植物耐逆性的指標，植物體內的脯氨酸水平與植物的抗性有關，其具有調節滲透及保護細胞膜結構穩定的作用。植物光照不足時會造成植物體內脯氨酸含量的下降[14]。本研究脯氨酸含量變化的結果與大多數研究結果一致。

遮陰會導致植物生境包括溫度、濕度發生變化，因此植物在這樣的條件下生理活動變得非常復雜。本試驗中4個品種觀賞芒的生理指標反映了它們具有一定的耐陰能力，且在25%～50%的遮陰條件下更能適應環境生長。耐陰性的比較研究對于城市綠化植物的選擇具有一定的指導意義，然而城市園林綠化的條件是非常復雜的，還應結合其形態指標等進行綜合評價及指標篩選，才能更好地為今后的理論研究提供依據。

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