倪川 袁雪艷 丁卉

摘要：通過對杉木林、闊葉林、毛竹林等不同林分，林下地栽、林下控根容器栽培、大棚地栽和大棚盆栽等不同栽培模式三葉青的葉綠熒光參數(shù)和葉綠素相對含量進(jìn)行測定，不同栽培模式下三葉青的葉綠素含量和葉綠素?zé)晒鈪?shù)的差異。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在郁閉度過高（>90%）或過低（40%～50%）的杉木林下，三葉青的光合性能和生長發(fā)育均受到抑制;在郁閉度60%～70%的闊葉林下，三葉青的生長發(fā)育狀況及光合生理性能均優(yōu)于杉木林下和毛竹林下;大棚栽培的三葉青比林下栽培的三葉青表現(xiàn)出更優(yōu)的光合能力和生長發(fā)育狀況。最終發(fā)現(xiàn)在郁閉度60%～70%的闊葉林下，用控根容器并架設(shè)攀援網(wǎng)種植三葉青，可能會獲得較佳光合性能和較佳葉片形態(tài)的三葉青。

關(guān)鍵詞：三葉青;葉綠素?zé)晒?葉綠素含量;林下栽培

中圖分類號： S567.904 ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A ?文章編號：1002-1302（2019）14-0161-03

三葉青（Tetrastigma hemsleyanum Diels et.Gilg）為葡萄科崖爬藤屬植物三葉崖爬藤，別稱石老鼠、金線吊蝦蟆、金絲吊葫蘆、蛇附子、三葉編藤、金線吊馬鈴薯等[1-4]，以塊根或全株入藥[1-2]，是我國福建、浙江、江西等地民間著名草藥，具有清熱解毒、活血散結(jié)、消炎止痛、祛風(fēng)化痰、理氣健脾等功效[1，3]，可治療高熱驚厥、扁桃體炎、支氣管炎、肺炎、咽喉炎、肝炎、胃炎、腸炎、宮頸炎、淋巴結(jié)核、前列腺炎、敗血癥及病毒性腦膜炎等癥，特別是對小兒高燒、各種積水有獨特療效，是西藥無可替代的植物抗生素。由于三葉青對生長環(huán)境要求比較高，野生狀態(tài)下生長比較緩慢[5]，隨著市場需求量逐漸增大，特別是三葉青具有抗腫瘤、抗艾滋病毒活性的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用[6-10]，導(dǎo)致野生資源因大量采挖而瀕臨滅絕。因此，加強對三葉青野生資源的保護(hù)，實現(xiàn)其資源可持續(xù)利用具有重要意義。而探明三葉青在不同生境條件下的光合生理特點則是保護(hù)野生三葉青資源的關(guān)鍵。

三葉青喜濕潤、陰涼的環(huán)境，多生長于山坡灌叢、山谷、溪邊林下巖石縫中[1-3]，在陽光直射處亦有生長，但長勢較差。林分結(jié)構(gòu)不同，林下植物接收的光照度和光質(zhì)類型有差異，從而影響其光合作用與光形態(tài)建成，進(jìn)而影響林下植物的生長與存活。葉綠素?zé)晒獗环Q為植物光合功能快速無損的探針，能夠有效地檢測出植物對周圍不同光照環(huán)境的響應(yīng)[11-12]。葉綠素?zé)晒鈪?shù)是一組用于描述植物光合作用機制和光合生理狀況的變量，可反映植株葉片的光合效率和潛在能力，是植物生態(tài)環(huán)境適應(yīng)機制的內(nèi)在表征[13]。本研究對不同林分下的三葉青葉綠素?zé)晒鈪?shù)進(jìn)行測定，以期從生理生態(tài)角度探討不同林分結(jié)構(gòu)對三葉青生長的影響，來檢測三葉青的葉綠素活性從而研究不同林分結(jié)構(gòu)對三葉青生長的影響，為三葉青林下套種、資源保護(hù)與利用，提供試驗證據(jù)和理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

朱山村藥博園位于福建省邵武市城郊鎮(zhèn)，其地理坐標(biāo)為27°15′48″～ 27°15′58″N，117°29′48″～ 117°29′58″E。屬閩北山地氣候，雨量均衡，年平均氣溫為17.8 ℃，年平均降水量為 1 647.7 mm[14]。試驗時間為2017年4月，試驗地為朱山村藥博園內(nèi)種植三葉青的杉木林、闊葉林、毛竹林和大棚，平均海拔高度為256 m，土壤以紅壤為主。試驗設(shè)杉木林地栽培（DJ1）、杉木林控根容器栽培（RQ1）、闊葉林控根容器栽培（RQ2）、毛竹林控根容器栽培（RQ3）、大棚盆栽（RQ4）、大棚地栽（DJ2）6種處理，分坡位（上坡、中坡和下坡）或方向，選取長勢健壯的三葉青作為研究材料。不同栽培模式下的光照度和空氣濕度變化如圖1所示。

1.2 外界生長環(huán)境的評估

采用溫濕度光照度三參數(shù)記錄儀（CJL-18）對外在生長環(huán)境（林下光照度、溫度、空氣濕度）進(jìn)行測定，每種處理取葉片做3次重復(fù)。運用全球定位系統(tǒng)（GPS）測定相應(yīng)的地理位置和海拔。對三葉青的生長狀況及生存環(huán)境進(jìn)行實地評估，結(jié)果如表1所示。

1.3 葉綠素?zé)晒鈪?shù)的測定

采用FluorCam便攜式GFP/Chl.熒光成像儀對葉綠素?zé)晒鈪?shù)進(jìn)行測定。測定時，選擇代表性植株，測定頂端向下當(dāng)年生成熟葉的第3、4片葉，每種栽培模式測定3株以上。

1.4 葉綠素含量的測定

用便攜式葉綠儀測定三葉青葉片的葉綠素相對含量時，選取年齡基本一致、長勢基本一致的6株單株（每個單株選2張葉進(jìn)行測定）全面展開的中部葉，于主脈兩側(cè)不同位置，用植物營養(yǎng)測定儀測定葉片葉綠素含量，每面測2次，每張葉片共測4次，取平均值作為該單株葉片的葉綠素含量。

1.5 數(shù)據(jù)分析

利用Excel 2003對數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、作圖，用SPSS 18.0軟件進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 初始熒光（Fo）和最大熒光（Fm）的比較

Fo是PSⅡ反應(yīng)中心處于完全開放時的熒光強度。由圖2-A可知，在不同的栽培模式下，大棚地栽（DJ2）三葉青的Fo值高，達(dá)212.04，顯著高于其他5種栽培模式，是闊葉林控根容器栽培（RQ2）的1.72倍。杉木林地栽培（DJ1）、杉木林控根容器栽培（RQ1）、毛竹林控根容器栽培（RQ3）和大棚盆栽（RQ4）的Fo值處于中間水平，且相互間差異不顯著。

Fm是PSⅡ反應(yīng)中心處于完全關(guān)閉時的熒光強度。三葉青的Fm在大棚盆栽和大棚地栽時出現(xiàn)高值，在杉木林地栽培、杉木林控根容器栽培、闊葉林控根容器栽培和毛竹林控根容器栽培相對較低，相互之間差異不顯著（圖2-B）。

2.2 PSⅡ光化學(xué)效率（Fv/Fm）的比較

Fv/Fm比值稱為PSⅡ的原初光能轉(zhuǎn)化效率，反映了PSⅡ利用光能的能力[15]。在不同的栽培模式下，三葉青的Fv/Fm值分布在0.52～0.66之間（圖2-C），F(xiàn)v/Fm從大到小依次為大棚盆栽>闊葉林控根容器栽培>杉木林地栽培>大棚地 栽> 毛竹林控根容器栽培>杉木林控根容器栽培。Fv/Fm在毛竹林控根容器栽培和杉木林控根容器栽培出現(xiàn)低值，其他4種栽培模式下Fv/Fm均較高。

2.3 PSⅡ光量子效率（Yield）的比較

Yield是在PSⅡ反應(yīng)中心部分關(guān)閉時，實際捕獲PSⅡ光能的效率，反映了葉片將吸收的光能用于光合電子傳遞的比例[15]。從圖2-D可知，在不同的栽培模式下，三葉青的Yield值差異顯著，其從大到小順序依次為闊葉林控根容器栽培>大棚盆栽>大棚地栽>杉木林控根容器栽培>杉木林地栽培>毛竹林控根容器栽培，其中闊葉林控根容器栽培顯著高于其他栽培模式，分別是大棚盆栽的1.2倍、大棚地栽培的1.4倍、杉木林控根容器栽培的1.7倍、杉木林地栽培的2.1倍以及毛竹林控根容器栽培的2.9倍。

2.4 光化學(xué)猝滅系數(shù)（qP）和非光化學(xué)猝滅系數(shù)（NPQ）的比較

qP反映了PSⅡ天線色素吸收的光能用于光化學(xué)電子傳遞的比例及PSⅡ反應(yīng)中心的開放程度，NPQ能衡量植物的熱耗散能力，是植物光合機構(gòu)自我保護(hù)的一種機制[16]。由圖 2-E 和圖2-F可知，在6種不同的栽培模式中，三葉青的qP和NPQ有著相似的變化規(guī)律，即在闊葉林控根容器栽培、大棚盆栽和大棚地栽均出現(xiàn)高值且三者之間差異不顯著，但顯著高于其他3種栽培模式。

2.5 6種栽培模式下的葉綠素相對含量（SPAD）的比較

在不同的栽培模式下，三葉青的葉綠素（SPAD）差異顯著（圖3），SPAD為大棚盆栽>杉木林控根容器栽培>杉木林地栽培>大棚地栽>闊葉林控根容器栽培> 毛竹林控根容器栽培，其中，大棚盆栽三葉青的葉綠素相對含量分別高出杉木林控根容器栽培21.3%、杉木林地栽培46.5%、大棚地栽培47.4%、闊葉林控根容器栽培62.1%、毛竹林控根容器栽培125.7%。

3 結(jié)論與討論

杉木林下種植三葉青，其Fo、Fm、Fv/Fm、Yield、qP、NPQ和SPAD均處于中等水平，地栽的三葉青的Fo、Fm、Fv/Fm、qP和NPQ均比控根容器栽培的高。這可能是杉木林下光照條件的差異造成的。經(jīng)實地調(diào)查，在40%～50%遮陰條件下，杉木林地栽培的三葉青葉片偏黃，生長受到一定的抑制。在90%以上的遮陰條件下，杉木林控根容器栽培的三葉青葉片面積偏小，植株矮小。這說明，在40%～50%的遮陰條件下，三葉青的光合性能和生長發(fā)育均受到抑制;在高郁閉度（90%以上）條件下，三葉青的光合能力受到限制，嚴(yán)重抑制了植株的生長發(fā)育。因此，在林下種植三葉青，應(yīng)通過疏伐或遮陰網(wǎng)調(diào)節(jié)林下的光照度，一般為67%左右的遮陰能創(chuàng)造適合的環(huán)境，以便獲得最佳光合性能和最佳葉片形態(tài)的三葉青[17-18]。

用控根容器在3種不同的林分下種植三葉青，其熒光參數(shù)及植株的生長狀況均有一定的差異。闊葉林控根容器栽培（郁閉度60%～70%左右）的三葉青長勢良好但葉片偏黃，其熒光參數(shù)Fo、Fm和SPAD均出現(xiàn)低值，而Fv/Fm、Yield、qP和NPQ均顯著大于杉木林控根容器栽培和毛竹林控根容器栽培。這表明，闊葉林控根容器栽培的三葉青長勢良好，有較高的光能轉(zhuǎn)換效率和光合電子傳遞速率，且光合機構(gòu)自我保護(hù)能力較強，有利于葉片捕獲光能，并將光能更充分有效地轉(zhuǎn)化為植物所需的化學(xué)能，有利于碳同化和有機物的養(yǎng)分積累[19-21]。但由于沒有架設(shè)攀援網(wǎng)，藤蔓貼地生長，葉子被厚厚的凋落葉及雜草覆蓋，這可能是闊葉林下三葉青的葉片顏色偏黃偏淺及其Fo、Fm和SPAD偏低的原因。因此，在郁閉度60%～70%的闊葉林下，架設(shè)攀援網(wǎng)種植三葉青，有利于培育生長發(fā)育狀況及光合生理性能良好的三葉青。

大棚盆栽和大棚地栽的三葉青生長狀況良好，其Fo、Fm、Fv/Fm、Yield、qP、NPQ和SPAD與林下栽培模式相比，均處于較高的水平。表明大棚三葉青有較高的葉綠素濃度、光能轉(zhuǎn)換效率和光合電子傳遞速率，且熱耗散能力強，這說明其葉片的光合能力較強，能更有效地捕獲光能，并更有效地將光能轉(zhuǎn)化為植物所需的化學(xué)能。與林下的栽培模式相比，大棚不僅有人工建造的良好生存環(huán)境（遮陰度60%左右），還有輔助的人工水肥管理措施。因此，三葉青大棚栽培可充分利用林下土地資源，實現(xiàn)三葉青的野生變家種。

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