聶珍臻，藤 健，2，和太平，覃德文

(1.廣西大學(xué)林學(xué)院，廣西 南寧 530004； 2.廣西旅游規(guī)劃設(shè)計(jì)院，廣西 南寧 530012)

美麗兜蘭(Paphiopediluminsigne)別名兜蘭，為多年生常綠草本植物，是蘭科中最原始的類群之一。喜溫暖、潮濕環(huán)境，怕強(qiáng)光直射，多生長(zhǎng)在熱帶及亞熱帶林下[1-2]。其株形娟秀，花形奇特、花色豐富、花大色艷，花聳立在兩個(gè)花瓣上呈拖鞋形大唇，很適合于盆栽觀賞[3]。在園林栽培中，美麗兜蘭由于花型奇特、優(yōu)美、花期長(zhǎng)等特點(diǎn)，深受廣大人群喜愛(ài)[4]。隨著美麗兜蘭需求量逐年增長(zhǎng)，如何獲得大量?jī)?yōu)質(zhì)的美麗兜蘭成為當(dāng)今園林栽培工作者普遍關(guān)注的熱點(diǎn)。其中，曾宋君等[5]對(duì)兜蘭屬雜交培育展開(kāi)了研究，總結(jié)出兜蘭屬植物雜交培育過(guò)程中，與同類別種類進(jìn)行雜交可獲得抗性強(qiáng)、生長(zhǎng)快速的種類，同時(shí)協(xié)調(diào)其他伴生樹(shù)種培育，可使兜蘭屬植物形成小生態(tài)系統(tǒng)，提高兜蘭屬植物的生長(zhǎng)穩(wěn)定性；關(guān)志潔[6]對(duì)不同兜蘭種類展開(kāi)了葉片功能結(jié)構(gòu)研究，得出兜蘭的葉片在形態(tài)和結(jié)構(gòu)上具有旱生的特點(diǎn)，表現(xiàn)為較厚的葉片、巨大的上表皮細(xì)胞、較厚的表皮角質(zhì)層，且兜蘭的葉片形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功能的進(jìn)化與適應(yīng)喀斯特地區(qū)匱乏的水肥條件有關(guān)；王蓮輝等[7]在對(duì)兜蘭類植物展開(kāi)組織培育快速繁殖過(guò)程中，分析得出兜蘭屬植物在1/2 MS+100 mL·L-1馬鈴薯汁培養(yǎng)基條件下生長(zhǎng)，有利于植物體愈傷組織的形成，植株生長(zhǎng)快速，兜蘭成活率高。然而，關(guān)于美麗兜蘭光照脅迫的研究未見(jiàn)報(bào)道。因此，本文設(shè)置了4個(gè)不同梯度的不同光照強(qiáng)度梯度，對(duì)美麗兜蘭進(jìn)行生長(zhǎng)和生理生化研究，探討適合美麗兜蘭花卉生長(zhǎng)的最佳光照強(qiáng)度，為美麗兜蘭栽培和營(yíng)林生產(chǎn)提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于廣西南寧市廣西大學(xué)林學(xué)院苗圃實(shí)驗(yàn)基地的溫室大棚內(nèi)，選用廣西國(guó)有七坡林場(chǎng)1年生優(yōu)質(zhì)美麗兜蘭進(jìn)行光照試驗(yàn)，用蕨根、樹(shù)皮作為基土進(jìn)行育苗，底部放入少許沙石，利于排水和透氣，每月定期施肥培育，待培育90 d后，選取生長(zhǎng)一致的美麗兜蘭進(jìn)行試驗(yàn)。

1.2 研究方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 設(shè)置4個(gè)光照強(qiáng)度，分別為：一層遮蔭(P1，47.3%透光率)，二層遮蔭(P2，15.1%透光率)，三層遮蔭(P3，7.3%透光率)，全光照(CK，100%透光率)。每個(gè)處理4株，3次重復(fù)，共48株。試驗(yàn)于2016年5月1日開(kāi)始，共進(jìn)行180 d，在試驗(yàn)期間每個(gè)處理進(jìn)行相同的水肥管護(hù)。

1.2.2 生長(zhǎng)狀況測(cè)定 在美麗兜蘭試驗(yàn)進(jìn)行期間，每隔15 d對(duì)美麗兜蘭進(jìn)行生長(zhǎng)狀況測(cè)定，采用測(cè)量尺測(cè)定美麗兜蘭生長(zhǎng)幅度，進(jìn)行南北方向測(cè)定取平均值；記錄美麗兜蘭花朵數(shù)量以及花期；最后運(yùn)用葉面積儀-YMJ-A測(cè)定美麗兜蘭葉面積，采用由上到下螺旋選取5片長(zhǎng)勢(shì)良好、無(wú)病害的葉片進(jìn)行測(cè)定，并計(jì)算葉面積生長(zhǎng)量。

1.2.3 葉片光合指數(shù)測(cè)定 2016年11月1日(當(dāng)天光照充足)，于9∶00—12∶00選取各處理的美麗兜蘭6片長(zhǎng)勢(shì)良好的功能葉進(jìn)行光合測(cè)定，采用LI-6400XT便攜式光合作用測(cè)量系統(tǒng)(IRGA，LI-COR，Lincoln，USA)測(cè)定葉片凈光合速率(Pn)、氣孔導(dǎo)度(Gs)、胞間CO2濃度(Ci)、蒸騰速率(Tr)等光合指標(biāo)。

1.2.4 生理生化指標(biāo)測(cè)定 于2016年11月15日，每個(gè)處理選取6株美麗兜蘭進(jìn)行葉片生理生化指標(biāo)測(cè)定，每株美麗兜蘭由上到下選取3片長(zhǎng)勢(shì)良好、健康的葉片帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行葉綠素含量、丙二醛含量(MDA)、超氧化物歧化酶活性(SOD)、過(guò)氧化氫酶活性(CAT)等測(cè)定。采用丙酮提取法測(cè)定葉綠素含量[8]，采用硫代巴比妥酸(TBA)顯色法測(cè)定MDA[9]，采用活性氮藍(lán)四唑(NBT)光化還原法測(cè)定SOD[10]，采用紫外吸收法測(cè)定CAT[11]。

2 結(jié)果與分析

2.1 光照強(qiáng)度對(duì)美麗兜蘭生長(zhǎng)指標(biāo)的影響

試驗(yàn)結(jié)果表明，不同光照強(qiáng)度均顯著影響美麗兜蘭的生長(zhǎng)過(guò)程(P<0.05)。由圖1可知，美麗兜蘭生長(zhǎng)幅度，遮蔭處理均比全光照處理大。其中以P1處理生長(zhǎng)幅度最大，南北方向生長(zhǎng)平均寬度達(dá)到42.3 cm；而隨著光照強(qiáng)度的降低，美麗兜蘭生長(zhǎng)幅度顯著降低，P3處理比P1處理降低28.61%。葉面積觀測(cè)結(jié)果表明，不同光照強(qiáng)度條件下美麗兜蘭的葉面積生長(zhǎng)差異顯著(P<0.05)。其中P1處理的葉面積最大，達(dá)到37.15 cm2，比CK、P3處理高出91.26%、34.84%?？梢?jiàn)適當(dāng)?shù)恼谑a有利于美麗兜蘭的生長(zhǎng)，全光照抑制美麗兜蘭的生長(zhǎng)，而過(guò)度遮蔭也不利于美麗兜蘭的生長(zhǎng)。

由圖2可知，不同光照強(qiáng)度處理下美麗兜蘭花期和花苞數(shù)量呈顯著的差異(P<0.05)。美麗兜蘭的花朵數(shù)量，P2處理比CK、P1、P3處理分別高出75.91%、34.99%、25.14%。說(shuō)明美麗兜蘭在適宜的光照強(qiáng)度下有利于花朵的形成，光照太強(qiáng)及過(guò)度遮蔭均不利于花朵的形成。隨著光照強(qiáng)度的降低，美麗兜蘭花期天數(shù)呈先上升后下降的趨勢(shì)，美麗兜蘭花期天數(shù)排序?yàn)镻1處理>P3處理>P2處理>CK處理，因此適當(dāng)?shù)恼谑a有利于美麗兜蘭花朵的生長(zhǎng)和持續(xù)時(shí)間。

不同小寫字母為不同處理間差異顯著(P<0.05)，下同。圖1 光照強(qiáng)度對(duì)美麗兜蘭生長(zhǎng)幅度及葉面積的影響

圖2 光照強(qiáng)度對(duì)美麗兜蘭花朵數(shù)量及花期天數(shù)的影響

2.2 不同光照強(qiáng)度對(duì)美麗兜蘭光合指標(biāo)的影響

由圖3可知，美麗兜蘭在光合有效輻射(PAR)達(dá)到786 μmol·m-2·s-1時(shí)的凈光合速率(Pn)達(dá)到最大。其中，以P1處理的美麗兜蘭凈光合速率(Pn)最大，達(dá)到6.47 μmol·m-2·s-1；P2、P3處理的美麗兜蘭的凈光合速率均高于CK處理的凈光合速率；隨著光照強(qiáng)度的進(jìn)一步降低，P3處理的美麗兜蘭的光合速率進(jìn)一步降低，最大光合速率僅為4.32 μmol·m-2·s-1，但仍比CK處理的最大光合速率提升了1.05倍。表明美麗兜蘭在遮蔭條件下利于光合作用的進(jìn)行，提高了美麗兜蘭的光合利用效率，但也不宜過(guò)度遮蔭。

圖3 不同光照條件下美麗兜蘭光響應(yīng)曲線變化

在不同光照強(qiáng)度條件下，美麗兜蘭各項(xiàng)光合指標(biāo)存在顯著差異(P<0.05)。由表1可知，P1處理的美麗兜蘭最大凈光合速率(Pmax)最高，為6.47 μmol·m-2·s-1；對(duì)應(yīng)的蒸騰速率也最高，達(dá)到3.29 μmol·m-2·s-1；且胞間CO2濃度含量最高，達(dá)到370.34 μmol·m-1；但對(duì)應(yīng)的暗呼吸速率僅為-0.89 μmol·m-2·s-1。CK處理的美麗兜蘭的Pmax最低；但光補(bǔ)償點(diǎn)、光飽和點(diǎn)均最高，分別為15.41 μmol·m-2·s-1、532.34 μmol·m-2·s-1；且受到全光照的影響，氣孔導(dǎo)度最低，達(dá)到0.093 mol·m-2·s-1；但暗呼吸速率達(dá)到-1.23 μmol·m-2·s-1。表明美麗兜蘭在遮光處理下，暗呼吸速率提高，有氧呼吸增加，有利于美麗兜蘭的生長(zhǎng)發(fā)育。

2.3 不同光照對(duì)美麗兜蘭生理生化指標(biāo)的影響

不同光照強(qiáng)度對(duì)美麗兜蘭的葉綠素含量、丙二醛含量(MDA)、超氧化物歧化酶活性(SOD)、過(guò)氧化氫酶活性(CAT)均造成顯著的影響(P<0.05)。由表2可知，美麗兜蘭的葉綠素含量，P1處理比CK處理高1.74 mg·g-1，高于P2、P3處理。而MDA含量，P1處理最低，僅為19.61 μmol·g-1；P3處理最高，為26.94 μmol·g-1。在美麗兜蘭葉片酶的活性分析中，SOD和CAT均以P1處理最高，分別達(dá)到184.37 μg·g-1、287.33 mmol·min-1·g-1，顯著高于CK條件下美麗兜蘭葉片SOD和CAT酶的活性；美麗兜蘭在P2和P3遮光處理?xiàng)l件下，酶的活性均增加，隨著光合作用快速進(jìn)行，加速了美麗兜蘭化合物質(zhì)的合成與分解。

表1 不同光照強(qiáng)度美麗兜蘭各項(xiàng)光合指標(biāo)統(tǒng)計(jì)

*：±數(shù)值為3個(gè)重復(fù)的標(biāo)準(zhǔn)差值；大寫字母為不同指標(biāo)間顯著差異(P<0.05)；小寫字母為同一指標(biāo)不同處理間顯著差異(P<0.05)。下同。

表2 不同光照對(duì)美麗兜蘭生理生化指標(biāo)的影響

3 結(jié)論與討論

本試驗(yàn)結(jié)果表明，美麗兜蘭的生長(zhǎng)發(fā)育隨著光照強(qiáng)度的變化，生長(zhǎng)狀況和花的發(fā)育均有不同的變化。美麗兜蘭的的生長(zhǎng)幅度和葉面積在遮光處理下，均比全光照(CK)高，其主要原因是適宜的光照提供了良好的生長(zhǎng)條件，促進(jìn)了美麗兜蘭的生長(zhǎng)[12]，另外美麗兜蘭逐漸適應(yīng)了光照環(huán)境并快速生長(zhǎng)。其中，美麗兜蘭在P1處理下，生長(zhǎng)幅度和葉面積均最大，分別達(dá)到42.3 cm、37.15 cm2。在全光照處理下，生長(zhǎng)幅度僅為24.5 cm，均小于遮光處理。隨著光照強(qiáng)度的降低，葉面積的大小呈先增加后減小的趨勢(shì)，P1、P2處理下，美麗兜蘭獲得了適宜的光照強(qiáng)度，促進(jìn)了葉片的生長(zhǎng)，但隨著光照強(qiáng)度進(jìn)一步降低，P3處理的美麗兜蘭獲取光量子減少，降低了葉片的生長(zhǎng)，從而導(dǎo)致了美麗兜蘭葉面積減小。針對(duì)美麗兜蘭花期研究中，發(fā)現(xiàn)美麗兜蘭在P1條件下，花苞數(shù)和花期持續(xù)天數(shù)均高于其他3個(gè)處理，表明美麗兜蘭在P1處理下，有利于美麗兜蘭花朵的生長(zhǎng)，在該條件下進(jìn)行培育，可以獲得優(yōu)質(zhì)美麗兜蘭盆栽。

不同光照強(qiáng)度對(duì)美麗兜蘭光合指標(biāo)造成顯著的影響。分析美麗兜蘭的光響應(yīng)曲線發(fā)現(xiàn)，美麗兜蘭凈光合速率在光合有效輻射PAR達(dá)到786 μmol·m-2·s-1時(shí)最大，美麗兜蘭在P1處理下光響應(yīng)曲線表現(xiàn)最強(qiáng)，而CK處理由于在全光照的強(qiáng)度下，抑制光合作用。而CK處理的光補(bǔ)償點(diǎn)和光飽和點(diǎn)分別達(dá)到15.41 μmol·m-2·s-1和532.34 μmol·m-2·s-1，說(shuō)明在CK條件下，美麗兜蘭獲得過(guò)多的光合有效輻射，過(guò)剩的光能直接破壞了美麗兜蘭光合器官，降低了美麗兜蘭的光合轉(zhuǎn)換速率。而美麗兜蘭在P1處理下，提升了美麗兜蘭的光合凈轉(zhuǎn)化速率，最大凈光合值達(dá)到了6.47 μmol·m-2·s-1，且提升了氣孔導(dǎo)度Gs、胞間CO2濃度；伴隨著高效的光合速率，美麗兜蘭的蒸騰速率也達(dá)到最大值3.29 μmol·m-2·s-1。表明美麗兜蘭在P1處理下有利于光合物質(zhì)的合成和物質(zhì)間的轉(zhuǎn)換。然而隨著光照強(qiáng)度的進(jìn)一步降低，抑制了美麗兜蘭的光合作用過(guò)程；但美麗兜蘭在P2處理下，暗呼吸速率最高，達(dá)到了-0.92 μmol·m-2·s-1，說(shuō)明美麗兜蘭在弱光的條件下，可通過(guò)高效的有氧呼吸完成化合物質(zhì)的合成，美麗兜蘭具有一定的抗弱光的能力。

美麗兜蘭葉片生理生化指標(biāo)測(cè)定結(jié)果表明，發(fā)現(xiàn)美麗兜蘭在P1處理下，葉片的葉綠素含量最高，為4.51 mg·g-1，遮光處理促進(jìn)了美麗兜蘭葉片葉綠素的合成，提升葉片光合作用效率。另外葉片酶的活性測(cè)定結(jié)果表明，美麗兜蘭在P1處理下酶的活性最高，SOD和CAT酶的活性分別達(dá)到184.37 μg·g-1、287.33 mmol·min-1·g-1，說(shuō)明適當(dāng)?shù)恼谑a可有效調(diào)節(jié)酶活性，對(duì)植物體能量和產(chǎn)物進(jìn)行有效的分解和利用。但MDA含量在P1處理下最低，表明美麗兜蘭葉片膜氧化作用較低。而美麗兜蘭在P2、P3處理下對(duì)植物光合結(jié)構(gòu)造成影響，抑制了植物體酶的活性，提升MDA含量，增加美麗兜蘭的抗逆性，表明美麗兜蘭在逆境條件下，可通過(guò)自身結(jié)構(gòu)的變化應(yīng)對(duì)逆境，具有抗遮蔭性。因此，對(duì)美麗兜蘭進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼谑a，可有效促進(jìn)美麗兜蘭生長(zhǎng)和光合結(jié)構(gòu)的形成，增加光合作用產(chǎn)物形成。

綜合分析遮蔭對(duì)美麗兜蘭生長(zhǎng)指標(biāo)、光合指標(biāo)和生理指標(biāo)的影響，發(fā)現(xiàn)美麗兜蘭在一層遮蔭P1處理(47.3%透光率)條件下，生長(zhǎng)發(fā)育最佳。從形態(tài)角度分析，美麗兜蘭生長(zhǎng)幅度大、花期長(zhǎng)，雖然花朵數(shù)量低于P2處理，但葉片葉綠素含量遠(yuǎn)高于其他處理。同時(shí)，P1處理?xiàng)l件下，美麗兜蘭光合指標(biāo)和生理指標(biāo)均表現(xiàn)出最大值，有利于美麗兜蘭生長(zhǎng)和繁殖。因此，適當(dāng)?shù)恼谑a，可有效提升美麗兜蘭的生長(zhǎng)發(fā)育，增加花朵數(shù)量，延長(zhǎng)花期，有利于獲得優(yōu)質(zhì)、健康的美麗兜蘭，提高美麗兜蘭的生產(chǎn)總量。但本文僅對(duì)園林花卉的生理功能指標(biāo)展開(kāi)分析研究，未對(duì)植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)展開(kāi)分析，因此今后可以對(duì)植物體進(jìn)行解剖結(jié)構(gòu)研究，全面分析光照脅迫對(duì)美麗兜蘭生長(zhǎng)發(fā)育的影響。