錳脅迫對降香黃檀幼苗生態(tài)特征及SPAD值的影響

馮守富 蒙美香 楊紅蘭 農(nóng)萬廷 陸麗錦 凌瑞偉

（[1]廣西民族師范學(xué)院化學(xué)與生物工程學(xué)院 廣西·崇左 532200；[2]武宣縣中學(xué) 廣西·來賓 545900；[3]龍州縣高級中學(xué) 廣西·崇左 532400）

降香黃檀（Dalbergia odorifera T.Chen）屬蝶形花科（Papilionaceae）黃檀屬（Dalbergia）。降香黃檀是重點(diǎn)保護(hù)的二級野生植物。其心材質(zhì)地堅(jiān)硬、結(jié)構(gòu)細(xì)致、紋理交錯(cuò)，木材切面花紋細(xì)密、有明亮光澤且油潤，有芳香氣味，干燥后木性極為穩(wěn)定，不易腐蝕、受潮，可制造名貴家具、雕刻精美工藝品等，是我國最常見的珍貴紅木品種，現(xiàn)已在廣東、福建、廣西和云南等地引種種植，部分地區(qū)已用于人工造林。

當(dāng)前，國外對降香黃檀的研究較少，而國內(nèi)對降香黃檀的研究集中在生物學(xué)特征、繁殖與栽培、子代測定等方面，對降香黃檀幼苗錳脅迫對其生態(tài)特征的影響研究相對較少。錳元素作為植物生長所必需的微量元素之一，參與植物光合作用、酶促反應(yīng)和氧化還原等活動(dòng)，在植物生命活動(dòng)中具有不可替代的作用。本文通過對不同濃度錳離子脅迫下降香黃檀幼苗生態(tài)特征及SPAD值的測定，以便更好的掌握錳脅迫下降香黃檀幼苗各方面生態(tài)特性，分析降香黃檀對改良錳污染地區(qū)的可能性，為降香黃檀的推廣種植提供一定的參考。

1 材料和方法

收集當(dāng)年生發(fā)育良好、成熟的帶果莢的種子，通風(fēng)干燥后，去除果莢，挑選飽滿且均勻、無病害的種子，浸種24小時(shí)，撈出，將種子插入盛有濕潤沙子的泡沫箱中進(jìn)行育苗。

試驗(yàn)采用土培法。選取口徑15厘米的塑料種植盆。在盆中裝入由黑土、營養(yǎng)土、紅土及沙子按一定比例配置的混合土壤。待幼苗長到4葉時(shí)，選長勢良好、大小一致的降香黃檀幼苗進(jìn)行移植，每個(gè)培養(yǎng)盆移植5棵。待移植的幼苗長勢良好且長出第六片葉時(shí)進(jìn)行錳脅迫試驗(yàn)。選取長勢良好且相似的降香黃檀幼苗，分為5組，每組3個(gè)重復(fù)。錳脅迫梯度設(shè)置為：0mg/kg，0.4mg/kg，2mg/kg，10mg/kg，50mg/kg，使用MnSO4以填埋方式一次施入，對降香黃檀幼苗進(jìn)行脅迫處理。

1.1 數(shù)據(jù)測量和分析

在脅迫期間每天記錄好各株幼苗出現(xiàn)的變化，每7d使用量尺或卷尺重復(fù)5次測量每棵幼苗株高、冠幅和SPAD值，共測量4次。本試驗(yàn)中使用型號為TYS-3N植物營養(yǎng)測定儀對降香黃檀幼苗的SPAD值進(jìn)行測定，選取每棵幼苗上長勢良好的五片成熟葉，每片葉子至少采5個(gè)點(diǎn)，避開葉脈進(jìn)行測量。最后使用Excel2010對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和制圖。

1.2 結(jié)果與分析

1.2.1 不同濃度錳離子脅迫下降香黃檀幼苗的癥狀

脅迫一周內(nèi)降香黃檀幼苗生長正常，無明顯的變化。脅迫到第10d時(shí)，處理濃度為0.4mg/kg的幼苗無明顯變化，但處理濃度為2mg/kg，10mg/kg，50mg/kg的幼苗有部分葉子開始出現(xiàn)發(fā)黃、萎蔫的現(xiàn)象，有些降香黃檀幼苗還出現(xiàn)了圓形的褐色斑點(diǎn)，斑點(diǎn)內(nèi)的葉子變得干燥缺水，無落葉現(xiàn)象。在脅迫的第11d到第21d這個(gè)時(shí)間段里圓形褐色斑點(diǎn)的數(shù)量并未增加。

1.2.2 不同濃度錳離子脅迫下降香黃檀幼苗的株高

株高表示植物縱向伸展的能力，是描述植物生長的重要指標(biāo)，也是植物發(fā)育生物學(xué)研究的模式性狀。如圖1所示，在不同錳離子濃度處理下，幼苗的縱向生長速度是不一樣的。脅迫時(shí)間為7d時(shí)，對照組幼苗的株高最高，生長速度是最快的。脅迫時(shí)間為14d時(shí)，處理濃度為2mg/kg，10mg/kg，50mg/kg的幼苗株高高于對照組；其中錳離子脅迫濃度為2mg/kg的幼苗的縱向生長速度最快，一周的株高增長了4.4cm。脅迫時(shí)間為21d時(shí)，對照組的縱向生長速度最慢，脅迫濃度為2mg/kg的幼苗的株高最高，達(dá)18.9cm；縱向生長速度也最快，增幅有5.9cm。

圖1：不同錳離子濃度脅迫下降香黃檀幼苗的株高

1.2.3 不同濃度錳離子脅迫下降香黃檀幼苗的冠幅

樹冠是植物進(jìn)行光合作用的重要場所，它決定植物的活力和生產(chǎn)力，在植物生長過程中也是反映植物長期競爭水平的重要指標(biāo)。冠幅是樹冠結(jié)構(gòu)的重要特征因子之一。如圖2所示，脅迫時(shí)間為7d時(shí)，錳離子脅迫濃度為50mg/kg的幼苗的冠幅最大，各個(gè)處理濃度下幼苗的冠幅增長量均比空白對照組的增長量高。脅迫時(shí)間為 14d時(shí)，錳離子脅迫濃度為50mg/kg的幼苗冠幅最大，為37.9cm；濃度為2 mg/kg的幼苗的冠幅次之，為36.7cm；但從增幅上看，處理濃度為0.4mg/kg的幼苗冠幅增幅最大，增長了9.1cm；處理濃度為2mg/kg的幼苗冠幅增幅次之，為9.0cm。脅迫時(shí)間為21d時(shí)，幼苗冠幅的增長和前一周相類似，最高濃度下幼苗的冠幅最大，但低濃度下幼苗冠幅的增長最大。從脅迫的第14d開始，低處理濃度下幼苗冠幅增長量高于對照組，而高處理濃度下幼苗的冠幅增長量則低于對照組。

圖2：不同錳離子濃度脅迫下降香黃檀幼苗的冠幅

1.2.4 不同濃度錳離子脅迫下降香黃檀幼苗的SPAD值

降香黃檀幼苗葉片中的葉綠素含量可作為植物本身生長健康狀況的一個(gè)指標(biāo)，葉綠素含量的高低直接影響著作物光合作用的強(qiáng)弱和植物體內(nèi)有機(jī)質(zhì)的合成，一般而言，植物越健康，葉綠素含量越高。葉綠素在植物葉片中的分布會因物種、測定時(shí)期、測定位置的不同而不同。如圖3所示，各處理濃度下的幼苗SPAD值隨著脅迫時(shí)間的推移而逐漸增大。脅迫時(shí)間為7d時(shí)，各處理濃度下幼苗的SPAD值均發(fā)生了變化，雖然均略低于對照組的值，但相對前一周都有所增長，且增幅最大的是處理濃度為2mg/kg下的幼苗SPAD值，增加了1.5。而當(dāng)脅迫時(shí)間為14d時(shí)，各處理濃度下幼苗的SPAD值均高于對照組值；與前一周比，高濃度處理下幼苗SPAD值增幅大于低濃度處理下的值。脅迫時(shí)間為21d時(shí)，各處理濃度下幼苗的SPAD值較前一周有明顯增長，而增長最大的是濃度為2mg/kg的處理組。

圖3：不同濃度錳離子脅迫下降香黃檀幼苗的SPAD值

2 總述

重金屬錳是植物必需的微量元素之一，它的供給水平直接影響植物的生長發(fā)育。而植物能否在有錳污染的土壤上生存取決于其種子及幼苗在錳脅迫下是否可以萌發(fā)、生長，幼苗生長狀況直接影響植株以后的生長發(fā)育。本次試驗(yàn)中，在脅迫時(shí)間為7d時(shí)，降香黃檀幼苗長勢良好。第10d時(shí)，濃度為2mg/kg，10mg/kg，50mg/kg的錳離子脅迫下，降香黃檀幼苗有部分葉子開始出現(xiàn)萎蔫現(xiàn)象，有些幼苗葉還出現(xiàn)了圓形的褐色斑點(diǎn)。但在隨后的處理中褐色斑點(diǎn)的數(shù)量并未繼續(xù)增加。出現(xiàn)了褐斑癥狀，說明錳脅迫給植株造成了影響，但圓形褐色斑點(diǎn)數(shù)量未隨著脅迫時(shí)間的延長而增加的原因有可能是：隨著錳脅迫時(shí)間的持續(xù)，幼苗各器官不斷富集錳離子，激發(fā)了降香黃檀幼苗對錳脅迫抵御的積極有效的生理響應(yīng)。