不同遮蔭處理對(duì)林下半夏生長及光合特性的影響?yīng)?/h1>
2017-06-05 17:29:34任麗華高秋美孟慶峰韓金龍王志芬
山東農(nóng)業(yè)科學(xué) 2017年5期
任麗華 高秋美 孟慶峰 韓金龍 王志芬 陳暉
摘要：通過選擇3種不同郁閉度的林地，構(gòu)造3種不同的遮蔭處理，研究其對(duì)林下半夏生長及光合特性的影響。結(jié)果表明：同一生育時(shí)期的半夏在林木株行距為1.0 m×1.5 m（郁閉度為57.4%）遮蔭處理時(shí)植株生長較快，葉片較大，葉片數(shù)增加較多；植株光合速率隨著遮蔭程度的加大而減小，且均低于全光照處理。綜合分析認(rèn)為，適度遮蔭可以提高半夏的生長速率，改善倒苗狀況，郁閉度為57.4%的林木遮蔭處理可為半夏生長發(fā)育提供較適宜的環(huán)境條件，對(duì)提高其總產(chǎn)量具有重要意義。
關(guān)鍵詞：半夏；郁閉度；遮蔭；生長；光合特性
中圖分類號(hào)：S567.23+9文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào)：A文章編號(hào)：1001-4942（2017）05-0060-03
Effects of Different Shading Treatments on Growth and
Photosynthetic Characteristics of Pinellia ternata under Forest
Ren Lihua1，Gao Qiumei1，Meng Qingfeng1，Han Jinlong2，Wang Zhifen2，Chen Hui1
（1.Jining Academy of Agricultural Sciences， Jining 272131， China；
2. Institute of Agricultural Products， Shandong Academy of Agricultural Sciences， Jinan 250100，China）
AbstractThe effects of different canopy density on the growth and photosynthetic characteristics of Pinellia ternata were studied under three shading treatments. The results showed that under the shading treatment of plant row spacing as 1.0 m×1.5 m with the canopy density of 57.4%， the Pinellia ternata plants grew faster， the leaves were larger and the number of leaves increased more. The photosynthetic rate of plants decreased with the increase of shading degree， and they were all lower than that of full light treatment. Comprehensive analysis showed that moderate shading could improve the growth rate of Pinellia ternata and improve the sprout tumble situation. The shading treatment with canopy density of 57.4% could provide suitable environmental conditions for the growth and development of Pinellia ternata， which had important significance to improve Pinellia ternata total output.
KeywordsPinellia ternata； Canopy density； Shading； Growth； Photosynthetic characteristic
半夏[Pinellia temata（Thunb.）Berit]為天南星科半夏屬多年生草本植物，是我國常用中藥材之一， 以塊莖入藥，具有燥濕化痰、降逆止嘔、清痞散結(jié)等功效[1]。半夏不耐干旱及強(qiáng)光照射，在高溫和強(qiáng)光照環(huán)境下，其呼吸作用過強(qiáng)，物質(zhì)消耗超過光合積累，導(dǎo)致細(xì)胞原生質(zhì)結(jié)構(gòu)破壞，地上部分隨即枯萎，俗稱倒苗[2]。倒苗縮短了半夏的生長期，嚴(yán)重影響其產(chǎn)量。因而在半夏生產(chǎn)中，防倒苗是一項(xiàng)非常重要的增產(chǎn)技術(shù)[3，4]。
在影響葉片結(jié)構(gòu)的因素（光、溫度、水分及營養(yǎng)等）中，光照強(qiáng)度對(duì)植物的光合特性有顯著影響[5]。本試驗(yàn)結(jié)合濟(jì)寧市實(shí)際情況，根據(jù)低齡苗木遮蔭不明顯、競爭能力較弱的特點(diǎn)，在不同郁閉度林下種植半夏，研究不同遮蔭處理對(duì)半夏生長和光合特性的影響，探索半夏林下種植的適應(yīng)能力，以期在不與糧食作物爭地、不影響苗木生長的前提下，增加半夏產(chǎn)量，提高經(jīng)濟(jì)效益。
1材料與方法
1.1試驗(yàn)材料及試驗(yàn)地概況
半夏種源采自菏澤市潤康中藥材研究所半夏人工種子試驗(yàn)基地，根據(jù)試驗(yàn)需要，選擇大小一致的半夏塊莖進(jìn)行播種。試驗(yàn)在濟(jì)寧市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院試驗(yàn)基地進(jìn)行，土壤為中性壤土，肥力中等。試驗(yàn)林地為株行距2 m×3 m、2 m×6 m的法桐林和1.0 m×1.5 m的海棠林。
1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)
試驗(yàn)采用單因素（郁閉度）隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，采用冠層分析儀測定林木的郁閉度[6]，確定最佳郁閉度值。在不改變現(xiàn)有林地的條件下，共設(shè)3個(gè)遮蔭處理：T1，在株行距為2 m×3 m的法桐林下種植，郁閉度為76.9%；T2，在株行距為2 m×6 m的法桐林下種植，郁閉度為67.9%；T3，在株行距為1.0 m×1.5 m的海棠林下種植，郁閉度為57.4%；CK：空白地種植。重復(fù)3次。
1.3測定項(xiàng)目及方法
1.3.1半夏主要農(nóng)藝性狀測定各處理在半夏主要生育期花期（5—7月）、果期（6—9月）、倒苗期（9月上旬）取樣，每次取5～10株，測量株高、葉面積、葉片數(shù)，重復(fù)3次。
1.3.2葉面積測定在半夏生長中期，每處理隨機(jī)取10片以上葉片，量取葉片最大長度（L）和最大寬度（W），圓形葉片按照D（直徑）=（L+2W）/3進(jìn)行直徑等效，之后按圓形面積計(jì)算公式計(jì)算葉面積，狹長型葉片修正系數(shù)按0.75進(jìn)行計(jì)算[7]。
1.3.3光合參數(shù)的測定選擇典型晴天，采用LI-6400XT便攜式光合儀，于9∶00—11∶30之間測定半夏主要生育期功能葉片的光合速率[8-10]，各處理每次測定5～10片，重復(fù)3次。
2結(jié)果與分析
2.1不同遮蔭處理對(duì)半夏主要農(nóng)藝性狀指標(biāo)的影響
2.1.1不同遮蔭處理對(duì)半夏株高的影響由圖1可以看出，不同時(shí)期半夏的株高呈現(xiàn)低-高-低的變化趨勢，T3處理長勢較好。同一時(shí)期不同遮蔭處理的半夏株高表現(xiàn)為T12.1.2不同遮蔭處理對(duì)半夏葉片數(shù)的影響由圖2可以看出，不同遮蔭處理對(duì)半夏葉片數(shù)的影響無明顯變化規(guī)律。7、8月份T3處理的半夏葉片數(shù)較多，尤其是7月份的葉片數(shù)明顯高于其它處理。6、7月份T1處理的半夏葉片數(shù)最少，這也印證了半夏較喜陰但并不適合遮蔭過大的特性。
2.1.3不同遮蔭處理對(duì)半夏葉面積的影響由圖3可以看出，半夏不同生育期的葉面積均隨遮蔭程度的增加而減小，表現(xiàn)為T1﹤T2﹤T3，3個(gè)遮蔭處理的半夏葉面積均在8月份達(dá)到最大。6—8月份，遮蔭處理的半夏葉面積均明顯高于全光照處理（CK）。9月份以后，T1處理的半夏葉面積迅速下降，且低于CK。說明，遮蔭過大或過小均不利于半夏生長。
2.2不同遮蔭處理對(duì)半夏光合速率的影響
由圖4可以看出，半夏的光合速率隨著遮蔭程度的減小而增大，3個(gè)遮蔭處理的光合速率均低于全光照處理，其中T1與CK差異顯著。T2與T3處理的半夏光合速率差異不顯著，分別是1.94 μmol·m-2·s-1和2.03 μmol·m-2·s-1。
3討論與結(jié)論
光照影響葉片的光合作用，進(jìn)而影響其有機(jī)物的積累，而有機(jī)物是植物生長的物質(zhì)基礎(chǔ)[11]。若光照過弱，則光合作用較弱，光合產(chǎn)物積累較少，影響植株生長；而光照過強(qiáng)，一方面直接抑制植株的生長，另一方面可能出現(xiàn)光抑制而降低光合作用。因此選擇適宜的光照強(qiáng)度和光照環(huán)境對(duì)促進(jìn)植物生長十分重要。但目前生產(chǎn)中光照強(qiáng)度、溫度等的選擇控制十分盲目，往往導(dǎo)致生產(chǎn)周期長，植物品質(zhì)下降，經(jīng)濟(jì)效益較低[12]。
本研究結(jié)果表明，不同郁閉度林地條件下，同一生長時(shí)期的半夏在T3遮蔭處理（郁閉度為57.4%）下， 葉片數(shù)較多，葉面積較大。這些生物學(xué)特性的變化有利于提高半夏植株吸收和傳遞光能的能力，這是植株對(duì)弱光環(huán)境的生理適應(yīng)[13]。但半夏的遮蔭強(qiáng)度并非越大越好，在本試驗(yàn)中，郁閉度為57.4%的林木遮蔭處理下，半夏的生長狀況明顯優(yōu)于全光照和其它遮蔭處理。說明適度遮蔭能給半夏的生長提供適宜的光照條件，使半夏能夠更好地生長發(fā)育；過度遮蔭則導(dǎo)致光照不足，向下部輸送的光合產(chǎn)物減少，使半夏產(chǎn)量減少。綜上所述，根據(jù)種植地的具體環(huán)境適度遮蔭，對(duì)于半夏生長及產(chǎn)量的提高有重要意義。過度遮蔭不利于植株的光合，遮蔭后植株呼吸強(qiáng)度降低的原因有待深入研究。此外，其它遮蔭處理是否更適合半夏的生長，以及半夏最適宜遮光率和遮光類型有待于進(jìn)一步研究。
參考文獻(xiàn)：
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1.3.2葉面積測定在半夏生長中期，每處理隨機(jī)取10片以上葉片，量取葉片最大長度（L）和最大寬度（W），圓形葉片按照D（直徑）=（L+2W）/3進(jìn)行直徑等效，之后按圓形面積計(jì)算公式計(jì)算葉面積，狹長型葉片修正系數(shù)按0.75進(jìn)行計(jì)算[7]。
1.3.3光合參數(shù)的測定選擇典型晴天，采用LI-6400XT便攜式光合儀，于9∶00—11∶30之間測定半夏主要生育期功能葉片的光合速率[8-10]，各處理每次測定5～10片，重復(fù)3次。
2結(jié)果與分析
2.1不同遮蔭處理對(duì)半夏主要農(nóng)藝性狀指標(biāo)的影響
2.1.1不同遮蔭處理對(duì)半夏株高的影響由圖1可以看出，不同時(shí)期半夏的株高呈現(xiàn)低-高-低的變化趨勢，T3處理長勢較好。同一時(shí)期不同遮蔭處理的半夏株高表現(xiàn)為T1 2.1.2不同遮蔭處理對(duì)半夏葉片數(shù)的影響由圖2可以看出，不同遮蔭處理對(duì)半夏葉片數(shù)的影響無明顯變化規(guī)律。7、8月份T3處理的半夏葉片數(shù)較多，尤其是7月份的葉片數(shù)明顯高于其它處理。6、7月份T1處理的半夏葉片數(shù)最少，這也印證了半夏較喜陰但并不適合遮蔭過大的特性。 2.1.3不同遮蔭處理對(duì)半夏葉面積的影響由圖3可以看出，半夏不同生育期的葉面積均隨遮蔭程度的增加而減小，表現(xiàn)為T1﹤T2﹤T3，3個(gè)遮蔭處理的半夏葉面積均在8月份達(dá)到最大。6—8月份，遮蔭處理的半夏葉面積均明顯高于全光照處理（CK）。9月份以后，T1處理的半夏葉面積迅速下降，且低于CK。說明，遮蔭過大或過小均不利于半夏生長。 2.2不同遮蔭處理對(duì)半夏光合速率的影響 由圖4可以看出，半夏的光合速率隨著遮蔭程度的減小而增大，3個(gè)遮蔭處理的光合速率均低于全光照處理，其中T1與CK差異顯著。T2與T3處理的半夏光合速率差異不顯著，分別是1.94 μmol·m-2·s-1和2.03 μmol·m-2·s-1。 3討論與結(jié)論 光照影響葉片的光合作用，進(jìn)而影響其有機(jī)物的積累，而有機(jī)物是植物生長的物質(zhì)基礎(chǔ)[11]。若光照過弱，則光合作用較弱，光合產(chǎn)物積累較少，影響植株生長；而光照過強(qiáng)，一方面直接抑制植株的生長，另一方面可能出現(xiàn)光抑制而降低光合作用。因此選擇適宜的光照強(qiáng)度和光照環(huán)境對(duì)促進(jìn)植物生長十分重要。但目前生產(chǎn)中光照強(qiáng)度、溫度等的選擇控制十分盲目，往往導(dǎo)致生產(chǎn)周期長，植物品質(zhì)下降，經(jīng)濟(jì)效益較低[12]。 本研究結(jié)果表明，不同郁閉度林地條件下，同一生長時(shí)期的半夏在T3遮蔭處理（郁閉度為57.4%）下， 葉片數(shù)較多，葉面積較大。這些生物學(xué)特性的變化有利于提高半夏植株吸收和傳遞光能的能力，這是植株對(duì)弱光環(huán)境的生理適應(yīng)[13]。但半夏的遮蔭強(qiáng)度并非越大越好，在本試驗(yàn)中，郁閉度為57.4%的林木遮蔭處理下，半夏的生長狀況明顯優(yōu)于全光照和其它遮蔭處理。說明適度遮蔭能給半夏的生長提供適宜的光照條件，使半夏能夠更好地生長發(fā)育；過度遮蔭則導(dǎo)致光照不足，向下部輸送的光合產(chǎn)物減少，使半夏產(chǎn)量減少。綜上所述，根據(jù)種植地的具體環(huán)境適度遮蔭，對(duì)于半夏生長及產(chǎn)量的提高有重要意義。過度遮蔭不利于植株的光合，遮蔭后植株呼吸強(qiáng)度降低的原因有待深入研究。此外，其它遮蔭處理是否更適合半夏的生長，以及半夏最適宜遮光率和遮光類型有待于進(jìn)一步研究。 參考文獻(xiàn)： [1]郭巧生.最新中藥材栽培技術(shù)[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2000. [2]薛建平，丁勇，張愛民，等.高溫脅迫下半夏倒苗前后保護(hù)酶活力的變化[J].中國中藥雜志，2004，29（7）：641-642. [3]潘炳文，蔣立昶，沙啟營，等.半夏覆蓋麥秸（糠）預(yù)防半夏倒苗試驗(yàn)觀察[J].中國中藥雜志，1996，21（9）：532-535. [4]嚴(yán)海燕，董然，金光勛，等.遮陰對(duì)富貴草光合特性的影響[J].東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2013，41（5）：46-50. [5]靳忠英，彭正松，李育明，等.半夏的光合特性[J].作物學(xué)報(bào)，2006，32（10）：1542-1548. [6]李永寧，張賓蘭，秦淑英，等.郁閉度及其測定方法研究與應(yīng)用[J].世界林業(yè)研究，2008，21（1）：40-46. [7]孟祥海，張躍進(jìn)，張歡強(qiáng)，等.遮蔭對(duì)半夏生物學(xué)特性的影響[J].西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2007 （3）：219-222. [8]郭志華， 張宏達(dá)，李志安.鵝掌楸苗光合作用特性的研究[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，1999（2）：164-169. [9]王愛民，孫明學(xué)，聶少荃，等.涼水地區(qū)白樺光—光合特性的比較研究[J].東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2001，29（2）：44-49. [10]謝會(huì)成，姜志林，葉鏡中.麻櫟光合作用的特性及其對(duì)CO2倍增的響應(yīng)[J].南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2002，26（4）：67-70. [11]薛建平，王興，張愛民，等.遮蔭對(duì)半夏光合特性的影響[J].中國中藥雜志，2008，33（24）：2896-2900. [12]孟祥海，張躍進(jìn)，皮莉，等.遮蔭對(duì)半夏葉片光合色素與保護(hù)酶活性的影響[J] .西北植物學(xué)報(bào)， 2007，27（6）：1167-1171. [13]李合生.現(xiàn)代植物生理學(xué)[M].北京：高等教育出版社，2002.
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