遮陰處理對水田七生長和光合特性的影響

萬小燕　白小雨　鄧 堅　張平剛　李良波　黃榮韶

遮陰處理對水田七生長和光合特性的影響

萬小燕1白小雨1鄧 堅2張平剛1李良波1黃榮韶1

（1.廣西大學農學院，廣西 南寧 530004；2.崇左市政協，廣西 崇左 532200）

探究水田七的耐陰特性，明確其最適合的遮陰強度，以期為林下提供適應的耐陰藥材。在不同的遮陰處理下對水田七的農藝性狀、葉綠素含量及光合特性進行測定。結果表明，遮陰率為75.0 %時，水田七的株高、葉柄長及總葉綠素含量最高；莖粗為最小。四種遮陰處理下水田七在遮陰率為75.0 %的光合-光響應強度整體上高于遮陰率為50.0 %和遮陰率為25.0 %的處理，并顯著高于遮陰率為0.0%處理，說明水田七具有一定的耐陰性，在高遮陰環境下具有較強的適應能力。

水田七；遮陰處理；光合特性

水田七（Schizocapsa plantaginea Hance）又名裂果薯，是蒟蒻薯科 （Taccaceae）裂果薯屬（Schizocapsa ）多年生草本植物，塊莖為其藥用部位，性涼、味苦，具有理氣止痛、清熱解毒、涼血散瘀等作用，常用于治療腸炎、肺結核、胃痛、跌打扭傷等疾病。目前已有跌打傷痛膠囊、水田七注射液等［1］等以水田七為原料的中藥制劑。水田七喜冷涼氣候，耐寒，忌高溫，喜歡生長在山谷、溝邊、水邊、林下等潮濕的地方［2］。許多藥用植物是依存于森林生態環境的植物類群，但不同的藥用植物對光的適應能力差異很大，例如田七是屬于典型的喜陰植物，要求遮蔭70%以上［3］。目前，利用林下土地資源種植耐陰的藥用植物，是發展林下經濟的重要途徑［4-6］。本研究以水田七為材料，比較不同遮陰條件植株的農藝性狀和一些生化指標等的差異，探索水田七對光照條件的適應性，為林下種植水田七提供理論依據。

1　材料與方法

1.1實驗材料

供試材料水田七采自廣西壯族自治區百色市靖西縣，于2012年6月開始進行盆栽。本試驗種植地點位于廣西大學藥用植物標本園，東經108°17′，北緯22°50′，海拔88 m，種植地點氣候屬于亞熱帶季風氣候。年平均氣溫21.6 ℃，冬季最冷月（1月）平均氣溫約12.8℃，夏季最熱月（7、8月）平均氣溫約28.2℃。該地點雨量充沛，少霜無雪，年均降雨量約1304.2mm。本試驗搭建三個3m（長）×2m（寬）×1.8m（高）的遮陰棚，分別覆蓋遮陰網，并調整遮陰率為25.0%、50.0%、75.0%。

1.2試驗儀器和試劑

LI-6400XT便攜式光合系統測定儀（美國LI-COR公司），島津UV-2450紫外-可見分光光度計（日本島津公司），1702型電子分析天平（德國生產），KQ-250DE型數顯超聲波清洗器（昆山超聲儀器有限公司），乙醇、丙酮均為分析純試劑，實驗室用水為蒸餾水。

1.3試驗設計

本實驗共設置四個遮陰處理，分別為，CK（遮陰率為0.0%，）、遮陰率為25.0%、遮陰率為50.0%、遮陰率為75.0%。水田七采用盆栽種植，盆規格為18cm（高）×14cm（直徑），以園土：育苗基質按體積比1∶2的比例混勻，每盆種植水田七1株，每個處理重復10盆。以成熟葉片測定葉綠素含量及光合特性研究。

1.4測定項目與方法

（1）農藝性狀：株高、莖粗、節長和葉柄長。用常規方法測量。

（2）葉綠素含量：主要測定葉綠素a含量、葉綠素b含量和總葉綠素含量。應用丙酮-乙醇混合提取分光光度法測定葉綠素的含量［7］。具體方法如下：

用清水將新鮮的植物葉片沖洗干凈，然后用蒸餾水再沖洗2～3次；把水分晾干，用剪刀將植物葉片剪成2mm×5mm的小塊，混合均勻；用分析天平精確秤取0.1g葉片小塊，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），搖勻后置于暗處，浸泡24h；用分光光度計分別測定波長在645nm和663nm處的植物葉綠素浸提液的吸光值，根據Arnon公式對葉綠素a的含量、葉綠素b的含量及葉綠素總含量進行計算。

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

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

葉綠素總含量（mg/g）=葉綠素a含量+葉綠素b含量

式中A645和A663分別為相應波長下植物葉綠素浸提液的吸光值，V為提取液定容后的體積（mL），W為葉片的質量（g）。

（3）光合-光響應強度的測量

選擇晴朗天氣，利用LI-6400XT型光合系統測定儀，選擇紅藍光源，開放式氣路，設定光照強度梯度為0，50，200，500，1000，1500，2000μmol·m-2·s-1，測定植株健康且完全展開的成熟功能葉的凈光合速率，自動取值間隔最小等待1.5min，最大等待3min。所得數據采用SPSS軟件進行處理。

2　結果與分析

2.1不同遮陰處理對水田七農藝性狀的影響

表1　遮陰率對水田七農藝性狀的影響

從表1中可以看出，水田七植株的株高和葉柄長隨著遮陰率的增加而升高。遮陰率為75.0%時，水田七株高和葉柄長最大，依次分別為15.3cm、4.4cm；遮陰率為50.0%時，水田七株高和葉柄長較大，分別為14.6cm、4.2cm；當遮陰率為25.0%時，水田七株高和葉柄長較小，分別為13.7cm；3.9cm；當遮陰率為0.0 %（全光照）時，水田七株高和葉柄長最小，分別為13.5cm、3.6cm。這四個遮陰處理中水田七的葉柄長最大值是最小值的1.22倍。其中水田七的葉柄長并沒有因為遮陰率的提高而出現徒長，為其在蔭蔽環境下進行正常生長提供了生理基礎。當遮陰率逐漸增加時，環境中的光照強度不斷減弱，植株傾向于長的更高以便于充分接受環境中的光照，本試驗結果與馬進澤等［8］發現遮陰處理明顯促進了大泥炭蘚的株高的結果相一致。

水田七植株的莖粗隨著遮陰率的增高而逐漸降低。水田七植株的莖粗最大，平均為7.5mm；當遮陰率為25.0%時，水田七植株的莖粗較大，平均為7.2mm；當遮陰率為50.0%時，水田七植株的莖粗較小，平均為6.7mm；當遮陰率為75.0%時，水田七植株的莖粗最小，平均為6.1mm。結果遮蔭條件下植物長得高而細弱這一理論相吻合［9］。

2.2遮陰處理對水田七葉片中葉綠素含量的影響

表2為遮陰處理對水田七葉片中葉綠素含量的影響。從表中可知，遮陰率為75.0 %時，綠素a含量為3.88 mg/g，葉綠素b含量1.30 mg/g，總葉綠素含量為5.31 mg/g，在四個處理中最高；當遮陰率為50.0 %時，綠素a含量為2.65 mg/g，葉綠素b含量0.89 mg/g，總葉綠素含量為3.54 mg/g，在四個處理中較高；當遮陰率為25.0 %時，綠素a含量為2.40 mg/g，葉綠素b含量0.83 mg/g，總葉綠素含量為3.23 mg/g，在四個處理中較低；當遮陰率為0.0 % 時，綠素a含量為2.19 mg/g，葉綠素b含量0.79 mg/g，總葉綠素含量為2.98 mg/g，在四個處理中最低。隨著遮陰率的增加，水田七葉片中葉綠素a含量、葉綠素b含量和總葉綠素含量這三者均逐漸增加，當遮陰率為75.0 %時，水田七的葉綠素含量最高，其總葉綠素含量是對照組的1.78 倍。一般來說，葉綠素含量的的增加有利于植株適應高遮陰率的環境。本實驗水田七葉片中葉綠素含量隨著遮陰率的增加而提高，加強了其耐陰光合效能使其能適應在高遮陰率的環境中生長［10］。

表2　遮陰處理對水田七葉片葉綠素含量的影響

2.3遮陰處理對水田七光合-光響應強度曲線的影響

水田七的凈光合速率（Ci）隨光照強度的變化規律見表3和圖1。從整體上看，水田七的凈光合速率從高到低依次為遮陰率為75.0 %＞遮陰率為50.0 %＞遮陰率為25.0 %＞遮陰率為0.0 %。當光照強度在0～500 μmol/（m2·s）范圍內時，水田七的凈光合速率呈急劇上升的趨勢，當光照強度繼續增強時，水田七的凈光合速率上升的幅度越來越小，最后水田七的凈光合速率趨于平穩。可見水田七能夠適應在較高遮陰率的環境中生長。

表3　遮陰率對水田七光合-光響應強度曲線的影響

圖1　遮陰處理對水田七光合-光響應強度曲線的影響

3　結論與討論

環境因素對植物生長的影響較大，同種植物在不同的環境下適應能力是不一樣的。多數研究指出弱光下植物莖稈高而細弱，分枝數明顯減少，葉片變薄，葉面積增大，根系生長減弱。合適的遮陰率，有利于藥用植物的形態建成［11］。本研究研究發現，遮陰率越高，水田七株高和葉柄長，均明顯增加，而莖粗也變小，但其均不出現徒長的的現象。

植物中的葉綠素含量會隨著環境因素的變化而變化，光合色素這種適應生長環境的變化叫做光適應，因此光合色素的含量和比例的變化對分析植物在遮陰環境下的生長具有重要意義，具有耐陰能力的植物種類，葉綠素含量在一定的遮光強度范圍內一般隨光照強度的減少而增加［12-18］。本研究表明，在一定的遮陰率范圍內，水田七的葉綠素a、葉綠素b、葉綠素總含量以及光合-光響應強度曲線的影響等光合特性隨著遮陰率的增加而升高。本試驗結果與包玉等［14］在研究不同遮陰處理大葉黃楊葉片生理響應時得出的大葉黃楊葉片的葉綠素a和葉綠素b隨遮陰強度遞增而遞增的結果相似。

綜上所訴，在不同的遮陰條件下，水田七在植株生長特征、光合生理特性均表現出不同的反應，水田七在遮陰率為75.0 %時整體的生長指標，整體上高于遮陰率為50.0 %和遮陰率為25.0 %的處理，并顯著高于遮陰率為0.0%處理，說明水田七能夠適應光照強度較弱的郁閉環境，是一種適于在較茂密林下栽培的藥用植物。

［1］ 彭菲，胡永芳，劉建存.水田七的生藥鑒定［J］.中草藥，2001，32（8）：741-743.

［2］ 繆劍華.廣西藥用植物資源的保護與開發利用［J］.廣西科學院學報，2007，23（ 2）：113-116.

［3］ 左端陽，匡雙便，張廣輝，等.田七（Paaax aotogiaseag）對不同光照強度的生理生態適應性研究［J］.云南農業大學學報，2014，29（4）：521-527.

［4］ 杜人杰，曲躍虎，金虎，等.林下經濟作物套種模式探析［J］.安徽農業科學，2014，42（23）：7867-7868.

［5］ 馬增旺，趙廣智，邢存旺.山區發展林下藥材的前景、問題與對策［J］.林業實用技術，2012，（11）：87-88.

［6］ 王立升，薛井中，龐賽，等.廣西中藥資源開發利用對策. ［J］廣西科學院報，2012，28（2）：131-135.

［7］ 曹良軍，劉寶臣，唐偉斌，等.遮陰對麥冬葉面積和葉綠素含量的影響［J］.中國園藝文摘，2011，（7）：1-3.

［8］ 馬進澤，卜兆君，鄭星星，等.遮陰對兩種泥炭蘚植物生長及相互作用的影響［J］.應用生態學報，2012 ，23（2）：357-362.

［9］ 王紹輝，郝翠玲，張振賢.植物遮蔭效應的研究與進展［J］.山東農業大學學報，1998，（1）：132-136.

［10］ 孫艷，高海順，管志勇，等.菊花近緣種屬植物幼苗耐陰特性分析及其評價指標的確定［J］.生態學報，2012，32（6）：1908-1916.

［11］ 張智順，張慶費，夏檑，等.遮陰對幾種綠化植物光合特性和生長的影響［J］.東北林業大學學報，2010，38（3）：47-72.

［12］ 王一，楊文鈺，張霞，等.不同生育時期遮陰對大豆形態性狀和產量的影響［J］.作物學報，2013，39（10）：1871-1879.

［13］ 馬克群，徐函兵，范宏偉.夏季遮蔭對羅漢果生長和凈光合速率的影響［J］.北方園藝，2014，（9）：35-37.

［14］ 包玉，王志泰.不同遮陰處理大葉黃楊葉片生理響應［J］.安徽農業科學，2009，37（12）：5470-5471.

［15］ 陳俊意，張露，黃祖春.遮陰對青蒿生理特性的影響［J］.西南農業學報，2010，23（6）：2161-2164.

［16］ 劉筱，趙景龍，鄧潔，等.遮陰對不同大小種球大百合生長與光合特性的影響［J］.安徽農業科學，2011，39（36）：22274-22276.

［17］ 潘福霞，李小坤，魯劍巍，等.遮陰對不同品種紫云英生長及物質養分積累的影響［J］.中國土壤與肥料，2011，（5）：69-71.

［18］ 斌斌，志翔，沈志軍.遮陰對紅葉桃幼苗部分生理特性的影響［J］.江蘇農業科學，2011，39（4）：161-163.

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

廣西科學研究與技術開發計劃項目（桂科攻 11107010-1-5）；南寧市科學研究與技術開發計劃項目（南科攻：20133009）。

萬小燕（1987－），女，山西人，廣西大學農學院碩士研究生，從事藥用植物資源與利用研究。

鄧堅（1966－），供職于崇左市政協。