不同八仙花品種對遮陰和強光處理的生理響應與評價

潘 月， 張憲權， 葉 康，3， 劉群錄， 秦 俊，3

(1.上海交通大學農業(yè)與生物學院，上海200240；2.上海辰山植物園，上海201602；3.上海城市樹木生態(tài)應用工程技術研究中心，上海200020)

八仙花[Hydrangea macrophylla(Thunb.) Ser.]為虎耳草科(Saxifragaceae)繡球屬(HydrangeaLinn.)離瓣組[Sect.Petalanthae (Maxim.) Wei]植物，是我國華東地區(qū)廣布種[1].八仙花品種繁多，花大色艷，具有很高的觀賞價值，其開花時間長達6～8 個月，單花期可達1 ～2 個月.八仙花受到花卉市場的普遍關注，常用于地栽、盆栽、鮮切花及干花制作，在園林綠地中也廣泛應用[2-4]；同時，八仙花對鋁具有較強的耐受能力，可作為工業(yè)區(qū)土壤的修復植物[5].

光照與園林花木的生長發(fā)育狀況密切相關[6].研究表明:對芍藥(Paeonia lactiflora)進行遮陰處理后，光飽和點(light saturation point， LSP)和光補償點(light compensation point， LCP)隨著遮陰程度的提高而下降，不同品種間存在一定的差異[7]；對紫珠(Callicarpa bodinieriLevl.)進行遮陰處理后，表觀量子效率(apparent quantum yield， AQY)、暗呼吸速率和LCP 提高，最大凈光合速率(maximum net photosynthetic rate， Pnmax)和LSP 隨著遮陰程度的提高而顯著下降[8].葉綠素在光合作用中起著重要作用.熊靜等[9]研究表明，隨著光照的減少，朱砂根(Aisia crenata)的葉綠素a、葉綠素b、類胡蘿卜素和總葉綠素含量逐漸增加，而葉綠素a/葉綠素b 則逐漸下降.遮陰處理影響植物的光合作用，從而影響營養(yǎng)物質的合成，隨著光照的減少，植物地上部分通常通過增大冠幅、增加葉面積和減少總葉片數等來獲取更多光能[9-12].薛克娜等[13]研究在10%、20%、40%和100%光照下顯脈金花茶(Camellia euphlebia)的生長狀況，發(fā)現(xiàn)顯脈金花茶在20%光照下生長狀況較好，這表明適度遮陰有利于某些植物的生長發(fā)育，過度遮陰會抑制植物生長.葉片中許多可溶性蛋白的合成受光的調控，弱光下的可溶性蛋白含量通常比正常光照條件下的低[9].光照同樣影響葉片合成碳水化合物的能力，因而影響著可溶性糖的含量.

八仙花的花期在5—8 月份，在此期間陽光強烈，喜半陰環(huán)境的八仙花易患日灼病， 造成葉片發(fā)黃甚至焦灼， 影響其開花觀賞價值.因此， 露地栽培時八仙花往往需要在稀疏樹蔭下和林蔭道旁栽植， 光照過強時則需遮陰處理[14].開展八仙花光適應性研究和耐光照品種的篩選具有重要的理論和實際意義.在八仙花的光適應性研究方面，徐慧等[15]研究表明，適度遮陰處理能延長八仙花的觀賞期，使花朵和花序變大.Kesumawati et al[16]對4 種日本繡球花品種進行不同程度的遮陰處理，發(fā)現(xiàn)遮陰處理的植株，其花序會變綠，且光照越弱，花朵的綠色面積越大.蔡建國等[17]研究表明，在遮陰環(huán)境下八仙花通過降低LSP 和LCP、提高AQY 等途徑來增強對弱光的利用能力.可見，光照會在不同程度上影響八仙花的生長發(fā)育特征.在現(xiàn)有有關八仙花的報道中，研究的品種少，測定的指標覆蓋面窄，而作為現(xiàn)今受歡迎的花卉，在園林中的運用越來越廣泛，其花期在5—8 月份的強烈光照下，篩選耐光照能力強的品種對其在園林中的推廣應用具有重要的實際意義.據此，本研究設置全光照、50%光照和25%光照3 個梯度遮陰處理，測定10 個八仙花品種生長發(fā)育和光合生理方面的指標，采用主成分分析、隸屬函數分析和聚類分析對10 個品種的耐光照能力進行綜合評價.

1 材料與方法

1.1 材料

本試驗共采用10 個八仙花品種，由杭州畫境種業(yè)有限公司提供.10 個品種分別為‘珍貴’(H.serrata‘Preziosa’)、‘藍矮人’(H.macrophylla‘Blauer Zwerg’)、‘康士坦’(H.macrophylla‘Bodensee’)、‘瑪蒂爾德’(H.macrophylla‘Mathilde Gütges’)、‘紗織小姐’(H.macrophylla‘Miss Saori’)、‘漢堡’(H.macrophylla‘Hamburg’)、‘無盡夏’(H.macrophylla‘Forever Summer’)、‘花手鞠’(H.macrophylla‘Hanatemari’)、‘完美瑪麗斯’(H.macrophylla‘Mariesii Perfecta’)和‘佳澄’(H.macrophylla‘Kasumi’).將10 個品種的1 年生扦插苗栽植于塑料花盆中(口徑160 mm、高度175 mm)，基質為草炭和珍珠巖(體積比1 ∶4)，于上海辰山植物園種質資源圃中進行常規(guī)管理，每日2 次定時定量澆水，葉片展開后于晴天9:00—17:00 遮陰，2 個月后，選取長勢一致、無病蟲害的植株進行后續(xù)試驗.

1.2 試驗設計

遮陰試驗在上海辰山植物園種質資源圃中進行，從2019 年5 月中旬展葉后開始，到8 月中旬結束，設置3 個處理:無遮陰網(100%光照)、50%遮陰網(50%光照)和75%遮陰網(25%光照)，兩種類型的遮陰網為市場常見的遮陰網，遮陰網距離地面1.8 m，模擬自然遮光[7].每個品種每個處理設3 個重復，每個重復3株，處理結束后隨機選取植株頂端向下數的第4～5 枚葉片，每個指標重復3 次.

1.3 指標的測定

1.3.1 光響應曲線的測定和光合特征參數的計算 測定時間為2019 年8 月上旬.在連續(xù)晴天的條件下，選取充分受光、朝向一致的成熟葉片并進行標記，運用LI-6400 便攜式光合儀測定光響應曲線參數.CO2濃度控制在400 μmol·mol-1，葉室溫度控制在(33±0.5) ℃，葉室相對濕度控制在(35±5)%，光照強度梯度分別為2 000、1 800、1 500、1 200、1 000、800、600、400、200、150、100、80、60、40、20、0 μmol·m-2·s-1.每片葉測定前先進行20 min 光誘導，誘導光照強度為1 000 μmol·m-2·s-1，然后開始光響應曲線參數自動測量程序[7，18-19]，每個品種測定3 株，每株測定3 片葉，每片葉重復測定3 次.

根據測定所得的數據繪制光合—光響應曲線，光響應過程的模擬采用葉子飄等[20-21]的非直角雙曲線模型擬合計算出光合特征參數:Pnmax、LCP 和AQY.利用低光條件下的凈光合速率(net photosynthetic rate，Pn)和光合有效輻射(photosynthetically active radiation， PAR)進行直線回歸分析[22]，得到LSP.

1.3.2 形態(tài)指標和生物量的測定 于遮陰處理90 d 后測定.測定所有植株的株高；用葉面積儀測定葉面積，所測葉片為自植株頂端向下數的第4 枚成熟葉片，每個處理每個品種隨機選取3 株，每株測3 片葉，并將樣品于105 ℃烘箱中殺青30 min，80 ℃下烘干4～6 h 至恒重，稱取其干重，比葉面積為葉片的單位面積與其干重之比；遮陰處理90 d 后每個品種每個處理選取3 盆植株，分別稱取整株葉片和莖干的鮮重，記錄總葉數，然后在105 ℃烘箱中殺青30 min 左右，80 ℃下烘干至恒重，稱取葉片和莖干部分的干物質量.

1.3.3 生理指標的測定 取新鮮葉片于天平上稱取鮮重(W1)，然后在105 ℃烘箱中殺青30 min 左右，80 ℃下烘干至恒重，稱取干重(W2)，重復3 次，取平均值.葉片含水量/%=[(W1-W2)/W1]×100.

處理結束當天采樣并用液氮速凍后放入-80 ℃超低溫冰箱中保存，每個指標重復3 次，取平均值.避開葉脈剪取0.1 g 葉片于試管中，加入10 mL 95%(質量比)乙醇，避光浸提48 h 直至葉片無顏色，期間搖動2～3 次，取200 μL 提取液至酶標板中，用酶標儀測定其在波長為665 和649 nm 處的光密度(D)，重復3 次，取平均值.葉綠素a 含量=(13.95×D665nm-6.8×D649nm)×0.01/0.2；葉綠素b 含量=(24.96×D649nm-7.32×D665nm)×0.01/0.2；總葉綠素含量=(18.16×D649nm+6.63×D665nm)×0.01/0.2.

采用可溶性蛋白含量測定試劑盒(考馬斯亮藍法)測定可溶性蛋白含量，采用可溶性糖含量試劑盒(蒽酮比色法)測定可溶性糖含量.

1.4 數據處理

采用Excel 2013 和SPSS 20.0 軟件對試驗數據進行方差分析、主成分分析和聚類分析，運用Duncan 法分析差異顯著性.采用模糊數學的隸屬函數法[23]計算10 個八仙花品種的隸屬函數值，來評價10 個品種的光適應性.

隸屬函數值(Uij)的計算公式為:當指標與光適應性呈正相關時，Uij=(Xij-Ximin)(Ximax-Ximin)；當指標與光適應性呈負相關時，Uij=1-[(Xij-Ximin)(Ximax-Ximin)].式中，Xij為第i個品種第j個指標的測定值，Ximin為j指標中的最小值，Ximax為j指標中的最大值.

各品種綜合評價值(D)的計算公式為:

2 結果與分析

2.1 八仙花的光合特性

從表1 可以看出，10 個八仙花品種間的Pnmax存在一定差異， ‘漢堡’和‘完美瑪麗斯’的Pnmax明顯大于其他品種，‘無盡夏’和‘佳澄’較低.‘花手鞠’的LCP 顯著高于其他品種，‘珍貴’和‘無盡夏’次之，‘康士坦’最低；‘花手鞠’的LCP 比‘康士坦’高2.75 倍:表明‘康士坦’在10 個品種中最耐陰.不同品種間的LSP 不同， ‘花手鞠’的LSP 最大，是‘康士坦’的1.51 倍，表明‘花手鞠’對強光的適應性最好，而‘康士坦’對強光的適應性最差.不同品種間AQY 的差異也非常顯著，最高值約為最低值的2.97 倍.

2.2 遮陰處理對八仙花光響應曲線參數的影響

不同光照下八仙花的光響應曲線如圖1 所示.

表1 八仙花光響應曲線特征參數1）Table 1 Characteristic parameters of light response curves of H.macrophylla

圖1 不同光照下八仙花的光響應曲線Fig.1 Light response curves of H.macrophylla under different light intensities

從圖1 可以看出，不同遮陰處理的10 個八仙花品種隨著光照的增加，Pn 的變化規(guī)律基本相似，即Pn隨著PAR 的增大迅速增加，達到一定范圍后，Pn 增加減緩，隨后趨于平穩(wěn).Pn 趨于穩(wěn)定后為Pnmax，能反映葉片的最大光合能力.

從表2 可以看出:除‘瑪蒂爾德’、‘無盡夏’和‘佳澄’外，其他品種的Pnmax均隨著光照的減少而下降；除‘瑪蒂爾德’外，其他品種的LSP 隨著光照的減少逐漸下降；10 個品種的LCP 隨著光照的減少全部下降.50%光照下，‘瑪蒂爾德’的Pnmax(11.77 μmol·m-2·s-1)和LSP(461.95 μmol·m-2·s-1)最大，表明50%的光照條件更有利于‘瑪蒂爾德’的光合作用；50%光照下，‘無盡夏’的Pnmax最大，表明在50%光照下，‘無盡夏’對光能的利用率最大；全光照下，‘佳澄’的Pnmax為3.77 μmol·m-2·s-1，50%和25%光照下的Pnmax分別為5.14、4.86 μmol·m-2·s-1，表明全光照對‘佳澄’的光合特性產生抑制作用.

表2 八仙花光響應曲線參數1）Table 2 Parameters of light response curves of H.macrophylla leaves

2.3 遮陰處理對八仙花生長發(fā)育的影響

2.3.1 株高的變化 從圖2 可以看出，不同遮陰處理下八仙花株高的變化呈現(xiàn)一定的規(guī)律.50%光照下，‘紗織小姐’、‘花手鞠’和‘佳澄’的株高較全光照顯著提高，‘珍貴’、‘藍矮人’、‘漢堡’、‘無盡夏’和‘完美瑪麗斯’的株高也大于全光照，但差異不顯著；25%光照下，除‘康士坦’和‘瑪蒂爾德’外的其他品種的株高均小于50%光照，但差異不顯著.‘康士坦’和‘瑪蒂爾德’的株高隨著光照的減少而下降，‘康士坦’在全光照下的株高(28.79 cm)明顯高于50%光照(25.59 cm)和25%光照(25.60 cm)，‘瑪蒂爾德’3 個處理間的株高差異不顯著.不同品種間的株高差異顯著.

圖2 不同光照下八仙花株高的變化Fig.2 Changes in H.macrophylla plant height under different light intensitiesty

2.3.2 比葉面積的變化 比葉面積能夠反映植物適應環(huán)境的能力.從圖3 可以看出，除‘完美瑪麗斯’外，其他品種比葉面積的變化規(guī)律一致，均表現(xiàn)為:25%光照＞50%光照＞全光照.50%光照下，‘藍矮人’的比葉面積相較于全光照增加幅度最大，增加了101.12%；25%光照下，‘紗織小姐’的比葉面積相較于全光照增加幅度最大，增加了178.31%，‘藍矮人’的比葉面積相較于全光照增加了170.10%.‘完美瑪麗斯’在全光照下的比葉面積為111.64 cm2·g-1，50%光照下的比葉面積(109.26 cm2·g-1)略有下降，但差異不顯著，25%光照下的比葉面積顯著增加，為203.24 cm2·g-1.

圖3 不同光照下八仙花比葉面積的變化Fig.3 Changes in specific leaf area of H.macrophylla under different light intensities

2.3.3 總葉數的變化 從圖4 可以看出:50%光照下，‘珍貴’、‘瑪蒂爾德’和‘佳澄’的總葉數比全光照下的總葉數多，但差異不顯著，其他品種的總葉數有不同程度的減少；25%光照下，‘珍貴’的總葉數仍比全光照多，但差異不顯著，其他品種的總葉數比全光照少.

圖4 不同光照下八仙花總葉數的變化Fig.4 Changes in total leaf number of H.macrophylla under different light intensities

2.3.4 生物量的變化 表3 顯示，10 個八仙花品種葉和莖的鮮重與干重及地上總生物量隨著光照的減少呈下降趨勢.3 個遮陰處理間，除‘珍貴’和‘佳澄’外，其他品種葉片鮮重的差異均達到顯著水平.全光照下，10 個品種的葉鮮重為136.64～234.71 g，‘珍貴’、‘無盡夏’和‘佳澄’的葉鮮重顯著低于其他品種；50%光照下，10 個品種的葉鮮重為100.71～187.28 g，品種間的差異不顯著；25%光照下，10 個品種的葉鮮重為98.65～159.69 g，品種間的差異亦不顯著.隨著光照的減少，除‘珍貴’、‘無盡夏’、‘完美瑪麗斯’和‘佳澄’外，其他品種的葉干重顯著下降，不同品種間的差異顯著.除‘康士坦’、‘紗織小姐’和‘漢堡’外，不同遮陰處理對其他品種莖鮮重的影響不顯著，品種間的差異顯著.不同遮陰處理對莖干重的影響顯著， 50%光照下大部分品種的莖干重顯著低于全光照下的莖干重，‘珍貴’、‘無盡夏’、‘花手鞠’和‘完美瑪麗斯’的莖干重在3 個遮陰處理間的變化不顯著，同一光照不同品種間的莖干重差異顯著.各品種地上總生物量的變化規(guī)律與葉、莖干重的變化規(guī)律一致，隨著光照的減少呈逐漸下降的趨勢，僅‘藍矮人’和‘無盡夏’的變化規(guī)律不同，‘藍矮人’地上總生物量的變化由高到低依次為全光照、25%光照、50%光照，‘無盡夏’依次為50%光照、全光照、25%光照.

表3 不同光照下八仙花生物量的變化1）Table 3 Changes in H.macrophylla biomass under different light intensities

2.4 遮陰處理對八仙花生理指標的影響

2.4.1 葉片含水量的變化 從圖5 可以看出，10 個八仙花品種的葉片含水量隨著遮陰程度的增大呈上升趨勢，除‘珍貴’、‘花手鞠’和‘完美瑪麗斯’外，其他品種3 個處理間的差異均達到顯著水平.50%光照下，‘紗織小姐’的葉片含水量相對于全光照上升了8.29%，上升幅度最大，‘完美瑪麗斯’的葉片含水量相對于全光照下降了2.01%，但差異不顯著.25%光照下，同樣是‘紗織小姐’的葉片含水量上升幅度最大，達到12.06%，‘完美瑪麗斯’上升幅度最小(4.69%)，差異不顯著.

圖5 不同光照下八仙花葉片含水量的變化Fig.5 Changes in H.macrophylla leaf water content under different light intensities

2.4.2 葉綠素含量的變化 圖6 ～9 顯示，10 個八仙花品種的葉綠素a、葉綠素b、總葉綠素的含量及葉綠素a/葉綠素b 隨著光照的減少而依次遞增.

圖6 不同光照下八仙花葉綠素a 含量的變化Fig.6 Changes in chlorophyll a content of H.macrophylla under different light intensities

圖7 不同光照下八仙花葉綠素b 含量的變化Fig.7 Changes in chlorophyll b content of H.macrophylla under different light intensities

從圖6 可以看出，除‘藍矮人’、‘瑪蒂爾德’和‘完美瑪麗斯’外，其他品種的葉綠素a 含量隨著光照的減少逐漸增加.25%光照下，‘藍矮人’和‘瑪蒂爾德’的葉綠素a 含量顯著高于全光照，但50%光照下的葉綠素a 含量低于全光照.50%光照下，‘完美瑪麗斯’的葉綠素a 含量顯著高于其他2 個處理.50%光照下，除‘藍矮人’、‘瑪蒂爾德’和‘佳澄’外，其他品種的葉綠素a 含量相較于全光照顯著提高.25%光照下，所有品種的葉綠素a 含量與全光照下的差異顯著，與50%光照下的葉綠素a 含量相比，除‘珍貴’、‘漢堡’、‘無盡夏’和‘完美瑪麗斯’外，其他品種均顯著提高.

從圖7 可以看出，遮陰處理下各品種葉綠素b 含量的變化趨勢與葉綠素a 含量的變化一致.除‘瑪蒂爾德’外，其他品種的葉綠素b 含量隨著光照的減少而逐漸提高.50%光照下，‘瑪蒂爾德’的葉綠素b 含量比全光照下降了10.77%，但差異不顯著，25%光照下的葉綠素b 含量比全光照提高了17.63%.50%光照下，除‘藍矮人’、‘瑪蒂爾德’和‘佳澄’外，其他品種的葉綠素b 含量與全光照相比顯著提高；25%光照下，所有品種相較于全光照顯著提高，相較于50%光照，除‘無盡夏’和‘完美瑪麗斯’外的其他品種均顯著提高.

從圖8 可以看出:10 個品種的葉綠素a/葉綠素b 為1.13～1.68，其中，‘珍貴’的比值最低；在全光照、50%光照和25%光照下，50%光照下的比值最高.不同光照下各品種間的變化趨勢基本一致，葉綠素a/葉綠素b 隨著光照的減少而提高，除‘瑪蒂爾德’和‘完美瑪麗斯’外，其他品種的差異均達到顯著水平，表明八仙花各品種在遮陰條件下葉綠素b 含量相對于葉綠素a 含量明顯提高.

圖8 不同光照下八仙花葉綠素a/葉綠素b 的變化Fig.8 Changes in chlorophyll a/chlorophyll b of H.macrophylla under different light intensities

從圖9 可以看出:遮陰處理下八仙花各品種總葉綠素含量的變化趨勢與葉綠素a 含量、葉綠素b 含量的變化基本一致；除‘瑪蒂爾德’外，其他品種的總葉綠素含量隨著光照的減少逐漸提高，且差異均達到顯著水平.50%光照下，‘瑪蒂爾德’的總葉綠素含量比全光照下降了8.41%，但差異不顯著，25%光照下的總葉綠素含量比全光照提高了23.70%.50%光照下，除‘藍矮人’、‘瑪蒂爾德’和‘佳澄’外，其他品種的總葉綠素含量相較于全光照顯著提高；25%光照下，所有品種的總葉綠素含量相較于全光照顯著提高，與50%光照相比，除‘珍貴’、‘無盡夏’和‘完美瑪麗斯’外，其他品種的總葉綠素含量均顯著提高.

圖9 不同光照下八仙花總葉綠素含量的變化Fig.9 Changes in total chlorophyll content of H.macrophylla under different light intensity

2.4.3 可溶性蛋白含量的變化 由圖10 可知，全光照下，‘花手鞠’的可溶性蛋白含量最高，為5.53 mg·g-1，‘完美瑪麗斯’和‘藍矮人’次之，分別為4.64、4.62 mg·g-1，‘漢堡’最低，僅為2.03 mg·g-1，其他品種為3.00～4.20 mg·g-1.不同遮陰處理對八仙花各品種可溶性蛋白含量的影響不太一致.50%光照下，‘珍貴’、‘瑪蒂爾德’、‘無盡夏’、‘完美瑪麗斯’和‘佳澄’的可溶性蛋白含量較全光照均有不同程度的增加，其他品種的含量卻下降；25%光照下，除‘瑪蒂爾德’、‘花手鞠’、‘完美瑪麗斯’和‘佳澄’外，其他品種的可溶性蛋白含量較全光照有不同程度的增加，表明重度遮陰能促進部分品種可溶性蛋白質的合成，提高代謝活動.

2.4.4 可溶性糖含量的變化 由圖11 可知，在50%和25%光照下，除50%光照下的‘紗織小姐’外，其他品種的可溶性糖含量相較于全光照均有所下降.50%光照下，‘漢堡’的可溶性糖含量相較于全光照下降幅度最大，達54.53%，其次是‘花手鞠’(下降52.71%)和‘珍貴’(下降52.23%)，‘佳澄’的下降幅度最小，僅下降了13.87%，而‘紗織小姐’則上升了42.26%，其他品種下降幅度為17.96%～40.70%，除‘藍矮人’和‘佳澄’外，其他品種的差異均達到顯著水平.25%光照下，除‘藍矮人’相對于全光照下降了1.84%，但差異不顯著，其他品種的可溶性糖含量均顯著下降，下降幅度為36.28%～58.52%.

2.5 10 個八仙花品種光適應性的綜合評價

2.5.1 光適應性生理生化指標的篩選 10 個八仙花品種在不同光照處理下的形態(tài)指標和光合生理指標的變化幅度均不相同，用100%、50%和25%光照下的各項指標來評價各品種光適應性的結果均不相同，因此，數據分析結合研究目的選取具有代表性的10 個八仙花品種在全光照下的測量數據進行光適應性綜合評價.

利用SPSS 20.0 軟件對八仙花的形態(tài)指標和光合生理指標進行標準化處理，對標準化后的指標進行主成分分析.結果(表4)顯示，八仙花4 個主成分的累計貢獻率達到了88.39%.第1 主成分的貢獻率為36.76%，包括葉綠素a 含量、葉綠素b 含量、葉綠素a/葉綠素b、總葉綠素含量和葉鮮重5 個指標，主要反映遮陰處理對葉綠素和生物量的影響；第2 主成分的貢獻率為22.54%，包括葉干重、地上總生物量和葉片含水量3 個指標，主要反映遮陰處理對形態(tài)指標的影響；第3 主成分的貢獻率為18.51%，包括莖鮮重和莖干重2 個指標，主要反映遮陰處理對形態(tài)指標的影響；第4 主成分的貢獻率為10.58%，包括LSP 和LCP 2個指標，主要反映遮陰處理對光合特性的影響.綜上所述，八仙花的葉綠素a 含量、葉綠素b 含量、葉綠素a/葉綠素b、總葉綠素含量、葉鮮重、葉干重、莖鮮重、莖干重、地上總生物量、葉片含水量、LSP 和LCP 等指標的荷載量較大，可作為八仙花光適應性的鑒定指標.根據各指標間相關系數的大小，刪減相關系數達到0.85 以上的重復性指標[24]，最終選取葉綠素a 含量、葉鮮重、葉干重、莖鮮重、地上總生物量、葉片含水量、LSP 和LCP 等8 個指標計算綜合指標值.

2.5.2 光適應性綜合隸屬函數分析 將光適應性篩選出來的指標值標準化后運用隸屬函數法得到10 個八仙花品種的隸屬函數值，該值反映了品種耐光照能力的強弱，數值越大，表示耐光照能力越強.對隸屬函數值進行排序，耐光照能力(表5)表現(xiàn)為:‘瑪蒂爾德’＞‘漢堡’＞‘完美瑪麗斯’＞‘花手鞠’＞‘藍矮人’＞‘佳澄’＞‘無盡夏’＞‘珍貴’＞‘康士坦’＞‘紗織小姐’.

進一步采用組間連接的方法進行系統(tǒng)聚類分析，對隸屬函數值進行分類，從而得到所有品種耐光照能力的分類結果.從圖12 可以看出，在距離為2.5 處可將10 個八仙花品種耐光照能力的級別分為5 類.第1類僅有‘瑪蒂爾德’，耐光照能力最強；第2 類為‘漢堡’、‘完美瑪麗斯’和‘花手鞠’，具有較強的耐光照能力；第3 類為‘藍矮人’和‘佳澄’，耐光照能力一般；第4 類為‘珍貴’和‘無盡夏’，具有較弱的耐光照能力；第5 類為‘康士坦’和‘紗織小姐’，不耐光照.

表5 八仙花耐光照能力的隸屬函數值Table 5 The membership function value of strong light resistance of H.macrophylla

3 討論

3.1 八仙花的光合特性

LSP 和LCP 能夠反映植物葉片對強光和弱光的利用能力，陰性植物的LSP 為50～1 000 μmol·m-2·s-1或更低(＜20 μmol·m-2·s-1)，陽性植物的LCP 為50～100 μmol·m-2·s-1[7].本研究結果表明:八仙花的LSP 為194.91～461.95 μmol·m-2·s-1，LCP 為1.71 ～55.37 μmol·m-2·s-1，更接近陰性植物；LSP 大的品種對強光的適應性強，10 個品種對強光的適應性大小為:‘花手鞠’＞‘漢堡’＞‘瑪蒂爾德’＞‘珍貴’＞‘藍矮人’＞‘完美瑪麗斯’＞‘佳澄’＞‘無盡夏’＞‘紗織小姐’＞‘康士坦’，與所有指標計算出的隸屬函數值的排序基本一致，表明LSP 對八仙花品種耐光照能力的判斷具有一定的可參考性.

AQY 反映植物對弱光的利用能力，在適宜的生長條件下，一般植物的AQY 為0.030 ～0.050[25]，八仙花的AQY 為0.032 ～0.103，表明八仙花對弱光的利用能力較強于一般植物.

隨著光照的不同，八仙花光響應特性也隨之發(fā)生變化.全光照下，八仙花的LSP 較高，為286.41 ～432.73 μmol·m-2·s-1，LCP 為20.12 ～55.74 μmol·m-2·s-1，‘花手鞠’對強光的利用能力最大，其次是‘漢堡’，‘康士坦’對強光的利用能力最小.50%光照下，八仙花的LSP為215.20～461.95 μmol·m-2·s-1，LCP 為12.00 ～31.49 μmol·m-2·s-1，除‘瑪蒂爾德’外，其他品種的LSP 和LCP 均比全光照低，表明在遮陰環(huán)境下，八仙花通過降低LCP 和LSP 來提高對弱光的利用能力；‘瑪蒂爾德’、‘無盡夏’和‘佳澄’的Pnmax相較于全光照上升，表明這3 個品種在50%光照下的光合能力強于全光照.25%光照下，八仙花的LSP 為194.91～271.71 μmol·m-2·s-1，LCP 為1.71～19.01 μmol·m-2·s-1，每個品種的光適應范圍明顯低于全光照，LSP 顯著低于全光照，LCP也低于全光照，但部分品種間的差異不顯著，所有品種的Pnmax均低于全光照，表明25%光照對八仙花的光合作用產生了抑制作用.

圖12 10 個八仙花品種聚類樹狀圖Fig.12 Cluster analysis of 10 cultivars of H.macrophylla

3.2 形態(tài)指標、生物量、葉片含水量與八仙花光適應性的關系

遮陰處理使植物的生長環(huán)境產生變化，溫度下降、空氣相對濕度和CO2濃度的提高導致植物形態(tài)特征發(fā)生變化來適應環(huán)境的改變[7].本研究中，隨著光照的減少，大部分八仙花品種的株高表現(xiàn)出先提高后下降的變化趨勢，表明適度遮陰對八仙花苗高生長量有一定的促進作用，僅‘康士坦’和‘瑪蒂爾德’的株高隨著光照的減少而下降.唐相紅[26]對紅厚殼幼苗進行不同程度的遮陰處理后，苗高和地徑隨著光照的減少出現(xiàn)了先提高后下降的趨勢.前人研究表明，在光照較低的環(huán)境中，植物常通過增大葉面積，提高葉片含水量來提高光能捕獲能力，以彌補光照不足，確保營養(yǎng)生長的正常進行[9，11].本研究結果顯示，‘完美瑪麗斯’比葉面積的大小表現(xiàn)為:25%光照＞全光照＞50%光照，其他品種則表現(xiàn)為:25%光照＞50%光照＞全光照.隨著光照的減少，八仙花的葉片含水量逐漸上升，而總葉數、葉和莖的鮮重與干重逐漸下降，表明八仙花通過調整地上部的生物量來適應弱光環(huán)境.

3.3 葉綠素與八仙花光適應性的關系

葉綠素含量與植物對光能的利用狀況有關.本研究中，隨著光照的減少，葉綠素a、葉綠素b 和總葉綠素的含量逐漸增加，與薛歡[27]、呂彬洋等[28]的研究結果一致.在遮陰條件下，以散射光為主，藍光占比提高[29]，葉綠素b 含量顯著增加，能夠有效吸收藍光，捕捉更多光能，同時增加葉綠素a 含量，對捕捉的光能進行固定、貯藏[9]，提高光能的利用效率.本研究中，葉綠素a/葉綠素b 隨著光照的減少而增大，與前人的研究結果[28，30]不同，具體原因有待進一步研究.

3.4 滲透調節(jié)物質與八仙花光適應性的關系

光合作用產物主要是糖類，淀粉和可溶性糖是重要的初生代謝產物，植物組織中的可溶性糖和可溶性蛋白都是植物體內重要的滲透調節(jié)物質[31].本研究中，不同八仙花品種的可溶性蛋白含量隨著光照變化的規(guī)律各不相同.除‘瑪蒂爾德’、‘花手鞠’、‘完美瑪麗斯’和‘佳澄’4 個品種外，其他品種可溶性蛋白含量的大小表現(xiàn)為:25%光照＞全光照＞50%光照下.造成這種現(xiàn)象的原因可能是，25%光照下，植物體內蛋白質的合成受到抑制，降解加速，使得游離氨基酸含量上升，從而導致可溶性蛋白含量提高[30].可溶性糖含量隨著光照的減少而表現(xiàn)出下降的趨勢，這與劉玉蘭等[32]的研究結果一致，即光照減弱，糖分積累減少.