瀕危植物東興金花茶種子萌發(fā)及幼苗光合特性研究

秦惠珍，鄒 蓉，柴勝豐，唐健民，韋 霄

(廣西壯族自治區(qū)中國(guó)科學(xué)院廣西植物研究所/廣西喀斯特植物保育與恢復(fù)生態(tài)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣西 桂林 541006)

東興金花茶(Camelliaindochinensisvar. tunghinensis)為山茶科山茶屬常綠灌木[1]，是我國(guó)極小種群野生植物，分布范圍狹窄，現(xiàn)存面積僅52 hm2[2]。東興金花茶枝條濃密、花繁葉茂、樹(shù)型優(yōu)美，是培育茶花新品種的優(yōu)良種質(zhì)資源。此外，東興金花茶富含黃酮、多糖等有效成分[3-7]，具有清熱解毒、利尿消腫、止痢、收斂止血等功效[8-9]。由于東興金花茶生境脆弱，分布范圍小，種子自然更新困難，亂砍濫伐現(xiàn)象嚴(yán)重，已經(jīng)列入國(guó)家二級(jí)保護(hù)植物[10-11]。此外，因其分布范圍狹窄，被列為“極小種群野生植物”。

目前，關(guān)于金花茶組植物種質(zhì)收集和保存的研究較匱乏，對(duì)東興金花茶的種子繁殖鮮見(jiàn)報(bào)道。本課題組前期研究發(fā)現(xiàn)，東興金花茶扦插成活率低且金花茶植物組培技術(shù)尚未得以攻破，推測(cè)有性生殖是其野外和引種栽培的主要繁殖途徑。在東興金花茶的原生境中，普遍存在花多果少的現(xiàn)象，結(jié)籽率非常低，且果實(shí)極易被動(dòng)物采食，種子資源十分有限。東興金花茶作為茶族“皇后”中的一種，在園林園藝和科研中具有重要價(jià)值，但因其基本屬于野生狀態(tài)，缺乏足夠的苗木資源，使許多研究難以開(kāi)展。種子萌發(fā)是植物天然種群更新的基礎(chǔ)[12]，種子萌發(fā)和幼苗的生長(zhǎng)影響著植物種群的發(fā)展、生存和繁衍[13]。萌發(fā)階段是種群更新最薄弱的環(huán)節(jié)[14]，是種群生活虧損最嚴(yán)重的時(shí)期之一[15]，幼苗的自然更新不足以補(bǔ)充衰老個(gè)體的數(shù)量，種群就會(huì)逐漸走向滅亡。因此，了解東興金花茶自然種群種子萌發(fā)率和幼苗的生長(zhǎng)特性可為揭示其瀕危機(jī)制、制定保護(hù)策略提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材 料

東興金花茶種子于2020年12月采集于廣西防城金花茶自然保護(hù)區(qū)(108°06′41″E，21°44′48″N)。采集后及時(shí)去除果皮和雜質(zhì)，挑選飽滿、無(wú)病蟲(chóng)害的種子用于觀察和測(cè)量，測(cè)量完成后于濕沙中保存。

1.2 種子形態(tài)特征觀測(cè)及種子吸水率測(cè)定

觀察并記錄東興金花茶種子的性狀及表型特征，隨機(jī)選取20粒種子，用游標(biāo)卡尺測(cè)量種子的長(zhǎng)和寬；隨機(jī)選取100粒種子測(cè)其重量，設(shè)5次重復(fù)，用百粒重估算千粒重，以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示；隨機(jī)選取50粒種子，采用TTC染色法測(cè)定種子生活力，設(shè)3次重復(fù)；設(shè)計(jì)13個(gè)浸種時(shí)間段(0、2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24 h)測(cè)定種子吸水率，每處理20粒種子，重復(fù)3次，將種子浸泡在25 ℃恒溫水浴中。

種子吸水率(%)=[(種子吸水后重量-吸水前重量)/種子吸水前重量]×100%。

1.3 種子萌發(fā)特性觀測(cè)

選取無(wú)病蟲(chóng)害的種子，于2021年1月初播種。在遮陰度為50%的遮陰棚播種，播種前種子用0.1%的KMnO4溶液消毒30 min，清水洗凈。播種容器為36 cm×28 cm的黑色營(yíng)養(yǎng)袋，采用沙土∶黃土=3∶1(體積比)基質(zhì)進(jìn)行播種，每處理設(shè)置3個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)播種30粒。以芽頂出沙層為種子萌發(fā)標(biāo)準(zhǔn)，觀察到第1粒種子萌發(fā)后，每7 d統(tǒng)計(jì)一次萌發(fā)數(shù)，試驗(yàn)時(shí)長(zhǎng)120 d。進(jìn)行常規(guī)澆水，保持基質(zhì)濕潤(rùn)。

1.3.1種皮對(duì)種子萌發(fā)的影響

以完整種皮(ck)、種皮開(kāi)口、去掉少部分種皮(少破)和完全去掉種皮(全破)的種子作為試驗(yàn)材料。

1.3.2種子大小對(duì)萌發(fā)的影響

分別選取不同大小規(guī)格的種子進(jìn)行試驗(yàn)，大、中、小3個(gè)處理，每個(gè)處理3個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)播種30粒種子，大種子的平均橫徑、縱徑、厚度和單粒重分別為3.14 cm、2.87 cm、2.78 cm和11.24 g；中等種子的平均橫徑、縱徑、厚度和單粒重分別為2.65 cm、2.43 cm、2.31 cm和9.26 g；小種子平均橫徑、縱徑、厚度和單粒重分別為2.54 cm、2.11 cm、1.89 cm和5.45 g。

1.3.3不同浸種時(shí)間對(duì)種子萌發(fā)的影響

分別將種子置于25 ℃恒溫水浴中，浸泡0、2、4、6、8、10 h后進(jìn)行播種。

1.4 萌發(fā)指標(biāo)計(jì)算

選用發(fā)芽勢(shì)(Germination Energy,GE)、萌發(fā)率(Germination Percentage,GP)、發(fā)芽指數(shù)(Germination Index,GI)、活力指數(shù)(Vigor Index，VI)等4個(gè)指標(biāo)評(píng)價(jià)種子的活力，本試驗(yàn)限定為30 d。

GE=(規(guī)定時(shí)間種子發(fā)芽數(shù)/播種種子數(shù))×100%；

GP(%)=(萌發(fā)種子數(shù)/播種種子數(shù))×100%；

GI=∑(Gt/Dt)，Dt為發(fā)芽時(shí)間，Gt為對(duì)應(yīng)發(fā)芽時(shí)間的發(fā)芽粒數(shù)；

VI=地上部分鮮重×發(fā)芽指數(shù)。

1.5 幼苗生長(zhǎng)參數(shù)測(cè)定

萌發(fā)試驗(yàn)結(jié)束后，在不同大小、不同種群、不同冠層、不同種皮處理和不同浸種時(shí)間的5個(gè)處理中，分別隨機(jī)取10株早期萌發(fā)的幼苗，剪掉留存的種子，用清水洗凈擦干，用電子天平、游標(biāo)卡尺、直尺測(cè)量并記錄株高、根長(zhǎng)、基徑、地上部分鮮重、地上和地下部分生物量，其中生物量為在105 ℃烘箱中烘0.5 h后，再在65 ℃下烘至恒重。

1.6 幼苗光合特性測(cè)定

1.6.1光合-光響應(yīng)曲線

種子萌發(fā)試驗(yàn)結(jié)束后將幼苗單株移栽至20 cm×25 cm營(yíng)養(yǎng)袋中，進(jìn)行常規(guī)水肥管理。6月晴天09:00—11:30時(shí)測(cè)定光合-光響應(yīng)曲線，測(cè)定時(shí)選取生長(zhǎng)健壯的幼苗，相同葉位且完全展開(kāi)的成熟葉片進(jìn)行測(cè)量，每個(gè)株系進(jìn)行3個(gè)生物學(xué)重復(fù)。測(cè)定項(xiàng)目包括氣孔導(dǎo)度(Stomatal conductance,GS)、凈光合速率(Net Photosythetic Rate,PN)、蒸騰速率(Transpiration Rate， TR)和胞間二氧化碳濃度(Intercellular carbon dioxide concentration, CI)。測(cè)定時(shí)光合有效輻射(Photosynthetically Active Radiation, PAR)設(shè)置為1 200、1 000、800、600、400、200、150、100、80、60、40、20、0 μmol/(m2·s)，流量設(shè)置為500 μmol/s。光源由便攜式光合作用測(cè)定系統(tǒng)Li-6400(USA)自帶的紅藍(lán)光提供。

1.6.2光合-CO2響應(yīng)曲線

測(cè)定時(shí)間和葉片選擇同光響應(yīng)曲線，測(cè)定時(shí)設(shè)置葉室溫度為25 ℃，相對(duì)濕度為60%，根據(jù)光合作用光飽和點(diǎn)測(cè)定的結(jié)果，光源控制光強(qiáng)在600 μmol/(m2·s)以內(nèi)[當(dāng)光強(qiáng)大于600 μmol/(m2·s)時(shí)，植株會(huì)出現(xiàn)光抑制現(xiàn)象]，光合測(cè)定儀的流速設(shè)定為500 μmol/(m2·s)，通過(guò)安裝高壓濃縮CO2小鋼瓶，設(shè)定CO2濃度梯度為0、50、100、150、200、300、400、500、600、800、1 000、1 200、1 600 μmol/mol。每個(gè)CO2濃度下控制測(cè)定時(shí)間為120 s，數(shù)據(jù)穩(wěn)定后儀器自動(dòng)記錄葉片凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度、胞間CO2濃度。

根據(jù)得到的不同光合有效輻射和CO2濃度下的PN，在弱光狀態(tài)(0～100 μmol/mol擬合得到表觀量子效率Apparent quantum yield，AQY)，采用葉子飄[16]光合計(jì)算軟件分別擬合繪制光合速率的光合-光響應(yīng)曲線、光合-CO2響應(yīng)曲線，并得到最大凈光合速率(Maximum net photosynthetic rate,Pmax)、光飽和點(diǎn)(Light saturation point,LCP)、光補(bǔ)償點(diǎn)(Light compensation point,LSP)、CO2飽和點(diǎn)(CO2saturation point,CCP)、CO2補(bǔ)償點(diǎn)(CO2saturation point,LSP)、暗呼吸速率(Dark respiration,Rd)、光呼吸速率(Photorespiration rate,RP)。

1.7 數(shù)據(jù)分析

種子萌發(fā)數(shù)據(jù)、幼苗生長(zhǎng)數(shù)據(jù)和光合作用參數(shù)采用Microsoft Excel 2010軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，采用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)軟件(OneWay ANOVA, Duncan post hoc test,p<0.05)進(jìn)行不同處理間的多重比較分析。統(tǒng)計(jì)值以平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤表示。采用Origin 8.5軟件繪圖。

圖1 東興金花茶吸水特性曲線Fig.1 Water absorption property curve of C. indochinensis

2 結(jié)果與分析

2.1 種子形態(tài)特征和吸水特性

東興金花茶種子近球形，橫徑(2.63±0.34)cm，縱徑(2.45±0.28)cm，種皮黃棕色。種子單粒重(2.431±1.355)g，生活力(96.78±1.57)%，生活力較強(qiáng)。種子吸水特性見(jiàn)圖1，隨著浸種時(shí)間的延長(zhǎng)，種子的吸水率提高，但隨著時(shí)間變化，種子吸水率的增長(zhǎng)速度發(fā)生變化前6 h，種子吸水率增長(zhǎng)速度最快，6 h后增長(zhǎng)速度減慢，在22 h之后基本不再增長(zhǎng)?？梢?jiàn)，東興金花茶種子浸種早期吸水快，中期變慢，后期便達(dá)到吸水飽和。

2.2 種皮破損對(duì)種子萌發(fā)及幼苗早期生長(zhǎng)的影響

種皮完整度對(duì)東興金花茶種子萌發(fā)具有顯著性影響(表1)，種皮少破有助于加速種子萌發(fā)，發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)顯著高于對(duì)照和全破處理(p<0.05)。種皮少破時(shí)種子的發(fā)芽率達(dá)47.22%，是ck的1.60倍，而全破處理種子萌發(fā)率僅13.33%，為ck的45%。

表1 不同處理?xiàng)l件下東興金花茶的萌發(fā)參數(shù)Table 1 Germination parameters of C. tunghinensis seeds in different treatments

如圖2所示，種皮少破處理幼苗的株高顯著高于對(duì)照和全破處理，且幼苗的地上部分和地下部分生物量顯著大于其他兩個(gè)處理。因此，對(duì)東興金花茶的種皮進(jìn)行少破處理能顯著加快其萌發(fā)進(jìn)程和生長(zhǎng)速度，但將種皮完全去除時(shí)會(huì)嚴(yán)重影響其種子萌發(fā)。

圖2 種皮對(duì)東興金花茶生長(zhǎng)的影響Fig.2 The effect of seed coat on C. indochinensis growth

2.3 種子大小對(duì)種子萌發(fā)及幼苗早期生長(zhǎng)的影響

在種子萌發(fā)的過(guò)程中，大小不同的種子萌發(fā)參數(shù)具有顯著性差異，大種子的發(fā)芽勢(shì)、萌發(fā)率、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)顯著高于中種子和小種子(表1)，其中大種子的發(fā)芽率接近100%，小種子的發(fā)芽率只有56.23%。

如圖3所示，對(duì)于幼苗的生長(zhǎng)，無(wú)論是株高、地上部分的生物量還是地下部分的生物量，大種子均顯著大于中種子和小種子，而對(duì)于根長(zhǎng)和地下部分的生物量而言，則具相反趨勢(shì)，小種子的根長(zhǎng)顯著大于大種子和中種子，但地下部分的生物量與大種子并沒(méi)有顯著性差異，可見(jiàn)，小種子幼苗的生長(zhǎng)更多養(yǎng)分集中在根等地下部分。

圖3 種子大小對(duì)東興金花茶生長(zhǎng)的影響Fig.3 The effect of seed size on C. indochinensis growth

圖5 浸種時(shí)間對(duì)東興金花茶生長(zhǎng)的影響Fig.5 The effect of soaking time on C. indochinensis growth

2.4 不同浸種時(shí)間對(duì)種子萌發(fā)及幼苗早期生長(zhǎng)的影響

東興金花茶的發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率因浸種時(shí)長(zhǎng)不同而不盡相同，如圖4所示，東興金花茶的發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率隨浸種時(shí)間的增加呈相似的趨勢(shì)，均在浸種6 h時(shí)達(dá)最大值(發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率分別為50.00%和70.00%)，顯著高于其他浸種時(shí)長(zhǎng)，超過(guò)6 h后東興金花茶的發(fā)芽勢(shì)和萌發(fā)率急劇降低(表1)。

圖4 不同浸種時(shí)間對(duì)東興金花茶發(fā)芽勢(shì)和萌發(fā)率的影響Fig.4 The effect of different soaking time on seed germination potential and germination rate of C. indochinensis

如圖5所示，浸種時(shí)間為6 h的幼苗株高(21.97 cm)顯著高于其他浸種時(shí)間(p<0.05)，其根長(zhǎng)與浸種時(shí)間為0、2、4 h的幼苗無(wú)顯著性差異(p>0.05)，與浸種時(shí)間為8、10 h具有顯著性差異。浸種0、2、4、6 h幼苗的地上生物量顯著高于浸種8、10 h幼苗的地上生物量，且浸種時(shí)間為6 h的地下生物量顯著高于其他處理。可見(jiàn)東興金花茶最佳的浸種時(shí)間為6 h。

2.5 幼苗光合生理特性

2.5.1光響應(yīng)曲線

光合-光響應(yīng)曲線反映了植物不同光照條件進(jìn)行光合作用的能力。參照秦惠珍等[17]對(duì)東興金花茶和長(zhǎng)尾毛蕊茶成熟植株光響應(yīng)曲線模型的研究，采用直角雙曲線修正模型對(duì)東興金花茶幼苗葉片的光響應(yīng)曲線進(jìn)行擬合，擬合程度較好(R2=0.99)，從圖6可以看出，在光照強(qiáng)度為0～250 μmol/(m2·s)時(shí)，凈光合速率隨光照強(qiáng)度的增強(qiáng)呈現(xiàn)直線上升的趨勢(shì)；在250～600 μmol/(m2·s)時(shí)，隨光照強(qiáng)度的增加凈光合速率增長(zhǎng)速度減慢，然后趨于穩(wěn)定；光照強(qiáng)度大于600 μmol/(m2·s)時(shí)，凈光合速率有下降的趨勢(shì)，出現(xiàn)了光合抑制現(xiàn)象。根據(jù)葉子飄直角雙曲線模型進(jìn)行擬合得到東興金花茶幼苗的Pmax、LSP、LCP、Rd、AQY等相關(guān)生理參數(shù)，東興金花茶的最大凈光合速率(Pmax)僅為2.67 μmol/(m2·s)，光飽和點(diǎn)(LSP)、光補(bǔ)償點(diǎn)(LCP)分別為484.25、2.68 μmol/(m2·s)，可見(jiàn)東興金花茶具有較低的光飽和點(diǎn)和光補(bǔ)償點(diǎn)，且其表觀量子效率為0.024，低于一般植物的實(shí)測(cè)表觀量子效率(AQY=0.03～0.05)，可見(jiàn)東興金花茶的幼苗具有明顯陰生植物的光合特性。此外，東興金花茶暗呼吸速率較低，為0.35 μmol/(m2·s)，說(shuō)明其幼苗暗呼吸速率較小，有機(jī)物代謝效率高，這可能與植株處于幼苗階段，不斷積累有機(jī)物等特性有關(guān)。

2.5.2光合-CO2響應(yīng)曲線

CO2響應(yīng)曲線反映了植物利用CO2的能力。由圖7可知，東興金花茶幼苗的凈光合速率隨著CO2濃度的增大呈上升趨勢(shì)，在所測(cè)定的范圍內(nèi)(50～1 600 μmol/mol )并沒(méi)有呈下降或趨于穩(wěn)定的趨勢(shì)，表明東興金花茶幼苗能利用較高濃度CO2進(jìn)行光合作用。根據(jù)葉子飄直角雙曲線模型對(duì)東興金花茶光合-CO2曲線進(jìn)行擬合，得到東興金花茶幼苗的Amax、CSP、CCP及RP等相關(guān)生理參數(shù)，東興金花茶的最大凈光合速率(Amax)為12.24 μmol/(m2·s)，CO2飽和點(diǎn)(CSP)、CO2補(bǔ)償點(diǎn)(CCP)分別為2 317.00、3.83 μmol/(m2·s)，可見(jiàn)東興金花茶在CO2充足的情況下具有較高的凈光合速率，其幼苗具有較高的CO2飽和點(diǎn)和較低的CO2補(bǔ)償點(diǎn)，幼苗對(duì)CO2的利用范圍較廣。此外，東興金花茶的光呼吸速率RP為0.04，光呼吸速率較小，表明其消耗有機(jī)物的能力較弱。

圖6 東興金花茶幼苗光合-光響應(yīng)曲線Fig.6 Photosynthesis-light response curve of C. indochinensis seedlings

圖7 東興金花茶光合-CO2響應(yīng)曲線Fig.7 Photosynthesis-CO2 response curve of C. indochinensis

3 討 論

3.1 種皮對(duì)東興金花茶種子萌發(fā)的影響

種皮是種子的保護(hù)屏障，同時(shí)也是種子萌發(fā)的阻礙，有些種子的種皮經(jīng)過(guò)處理后能顯著提高種子的萌發(fā)率和成活率[18-19]。東興金花茶種皮蠟質(zhì)，可能與其在不良環(huán)境下防止水分快速丟失和病原菌入侵的保護(hù)機(jī)制有關(guān)[20]。本研究結(jié)果表明，種皮對(duì)東興金花茶種子萌發(fā)具有明顯的束縛作用，去掉少部分種皮后，種子萌發(fā)時(shí)間縮短，發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率等各項(xiàng)指標(biāo)顯著提高，株高、根長(zhǎng)、地上生物量和地下生物量顯著增加，這與劉艷等[21]研究結(jié)論一致。東興金花茶種皮經(jīng)過(guò)開(kāi)口處理后，發(fā)芽勢(shì)顯著提高，幼苗株高和根長(zhǎng)等顯著高于對(duì)照，說(shuō)明其種皮對(duì)種子的萌發(fā)具有較強(qiáng)的抑制作用，去除少部分種皮后有利于水分和其他物質(zhì)運(yùn)輸，從而促進(jìn)了種子的萌發(fā)。另外，東興金花茶完全去除種皮后，其發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、株高和根長(zhǎng)等顯著降低，這可能是種皮破裂面積過(guò)大，使其種子極易受生物浸染腐爛，導(dǎo)致種子發(fā)芽率降低，這與趙東興等[21]研究馬檳榔種皮對(duì)種子萌發(fā)的影響結(jié)果相一致。此外，在采集東興金花茶種子時(shí)發(fā)現(xiàn)，東興金花茶果實(shí)成熟后果皮開(kāi)始脫落，種皮易裂開(kāi)，導(dǎo)致種胚多干燥失水或腐爛，這可能也是東興金花茶自然繁殖率低的關(guān)鍵原因之一。

3.2 種子大小對(duì)東興金花茶種子萌發(fā)的影響

種子大小決定種子內(nèi)部?jī)?chǔ)存營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的含量，一般而言，大種子具有更強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)和存活能力[23-24]，而小種子在數(shù)量和傳播方式等方面更具有優(yōu)勢(shì)[25]。有研究表明，種子大小與種子萌發(fā)率顯著負(fù)相關(guān)[26]，與幼苗成活率正相關(guān)[27]。也有研究表明，種子大小與萌發(fā)率之間沒(méi)有直接的相關(guān)性[28]。本研究結(jié)果顯示，東興金花茶大種子的萌發(fā)率顯著高于小種子，與張玲衛(wèi)等[29]、朱雅娟等[30]研究得出的結(jié)果(草本植物中種子大小與萌發(fā)率呈現(xiàn)負(fù)相關(guān))相反。一般來(lái)說(shuō)，小種子在生態(tài)系統(tǒng)中更易形成土壤種子庫(kù)，具有更高的萌發(fā)率和成活率。本研究結(jié)果并不支持此觀點(diǎn)。東興金花茶大種子比小種子具有更高的萌發(fā)率，原因可能是其胚乳能提供更多后期種子萌發(fā)過(guò)程需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。

3.3 浸種時(shí)間對(duì)東興金花茶種子萌發(fā)的影響

種子吸水量與浸種時(shí)間有關(guān)，但并不代表浸種時(shí)間越長(zhǎng)對(duì)種子萌發(fā)越有利[31]。宋松泉等[32]指出，種子萌發(fā)過(guò)程中浸種處理有利于種子原生質(zhì)膜的恢復(fù)和細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的轉(zhuǎn)換，從而加速種子的萌發(fā)進(jìn)程，促進(jìn)幼苗生長(zhǎng)[33]。本研究中不同浸種時(shí)間對(duì)東興金花茶的發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率具有顯著影響，浸種時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或過(guò)短都不利于種子萌發(fā)。研究表明，不同浸種時(shí)間對(duì)幼苗的生長(zhǎng)影響不一致，但總的來(lái)說(shuō)，浸種時(shí)間6 h，可以顯著提高東興金花茶種子的發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率，其幼苗的生長(zhǎng)狀況也最好。

3.4 光照強(qiáng)度和CO2濃度對(duì)東興金花茶幼苗的影響

植物幼苗期是其生活史過(guò)程中最脆弱的階段[34]，特別是珍稀瀕危物種幼苗的生存和生長(zhǎng)發(fā)育關(guān)系到該物種的有效管理和保護(hù)[35]。光合作用是植物生長(zhǎng)發(fā)育的基礎(chǔ)，光照和CO2是影響植物光合作用的主要環(huán)境因子，對(duì)光照強(qiáng)度的適應(yīng)幅度反映了其對(duì)生態(tài)環(huán)境的適應(yīng)能力[36]，研究瀕危植物幼苗的光合特性是指導(dǎo)人工栽培的關(guān)鍵[37]。本研究結(jié)果表明，東興金花茶具有較低的光飽和點(diǎn)及光補(bǔ)償點(diǎn)，對(duì)光照的適應(yīng)幅度較窄，且強(qiáng)光(光照照度大于600 μmol/(m2·s)出現(xiàn)了光抑制現(xiàn)象；而CO2飽和點(diǎn)較高，CO2補(bǔ)償點(diǎn)較低，對(duì)CO2的利用能力較強(qiáng)。整體上看，強(qiáng)光對(duì)東興金花茶幼苗的影響較大，在幼苗生長(zhǎng)階段應(yīng)提供遮陰環(huán)境，避免陽(yáng)光直射；同時(shí)可施用碳肥等促進(jìn)幼苗進(jìn)行光合作用，增加有機(jī)物的積累。

3.5 東興金花茶種子和幼苗階段的生態(tài)適應(yīng)及致瀕因素

種子形態(tài)特征和萌發(fā)方式是植物另一個(gè)關(guān)鍵的繁殖策略，關(guān)系幼苗的存活能力及個(gè)體未來(lái)的適合度[38]。尤其是瀕危植物，種子階段任何不利于種子萌發(fā)的因素都會(huì)對(duì)種群新個(gè)體的產(chǎn)生與補(bǔ)充產(chǎn)生直接影響[39]，可能會(huì)加劇物種的瀕?；驕缤?。東興金花茶種子平均單粒重為2.431 g，遠(yuǎn)高于喬木樹(shù)種種子的平均質(zhì)量0.328 g[40]，大粒種子營(yíng)養(yǎng)貯備更多，有利于萌發(fā)的幼苗在山林較厚的凋落物中成功建植[41]。東興金花茶采取產(chǎn)生少量的大種子以便取得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的生殖策略，即K-對(duì)策[42]，種子產(chǎn)出的周期長(zhǎng)、成本高[43]，種子成熟脫落后散落范圍小，傳播能力有限，種子難以擴(kuò)張，東興金花茶進(jìn)入生殖階段所需年限長(zhǎng)，結(jié)實(shí)植株少，以至于林下幼苗數(shù)量少，加上前期的金花茶熱潮，東興金花茶大量成熟開(kāi)花植株被砍伐，導(dǎo)致東興金花茶種群難以恢復(fù)，使其瀕危程度加劇。

東興金花茶野外果實(shí)成熟期為12月，處于干旱少雨的季節(jié)，少部分種子在樹(shù)上干枯死亡，部分種子成熟后脫落，隨動(dòng)物踩踏、雨水、凋落物分解等因素埋入土壤中作為潛在種群，翌年春天溫度升高，雨水增多時(shí)萌發(fā)為種群補(bǔ)充后代。東興金花茶的萌發(fā)特性是其自然種群更新的障礙所在，較長(zhǎng)的果實(shí)成熟期和種子休眠期不利于種群空間資源的迅速占據(jù)，東興金花茶從開(kāi)花到果實(shí)成熟接近10個(gè)月，在這期間果實(shí)和種子要忍耐細(xì)菌、病蟲(chóng)害和動(dòng)物撿食等各種環(huán)境壓力。由實(shí)驗(yàn)可知，東興金花茶的種子萌發(fā)需要一定的水分條件，水分過(guò)少或過(guò)多均不利于種子萌發(fā)。東興金花茶果實(shí)成熟期在干旱少雨的季節(jié)，掉落時(shí)土壤水分少，種子難以萌發(fā)；翌年春季若雨量過(guò)多則導(dǎo)致土壤含水量高，種子易發(fā)霉變質(zhì)，降低種子的萌發(fā)率；此外，東興金花茶幼苗對(duì)強(qiáng)光特別敏感，強(qiáng)光下其光合作用受到抑制，光照適應(yīng)范圍狹窄，這也是導(dǎo)致東興金花茶自然種群幼苗少、天然更新困難的重要因素。即種子萌發(fā)時(shí)對(duì)土壤水分的要求和幼苗對(duì)光照的要求難以適應(yīng)多變的環(huán)境條件可能是其稀有的重要原因。因此，需加強(qiáng)東興金花茶原生境的生態(tài)保護(hù)，注意保護(hù)其上層植被，為東興金花茶提供一定的蔭蔽度。此外，東興金花茶幼苗的生長(zhǎng)緩慢，植株矮小，與競(jìng)爭(zhēng)能力強(qiáng)的植物競(jìng)爭(zhēng)難以取得優(yōu)勢(shì)，也是其瀕危的另一重要原因。種子萌發(fā)和幼苗階段的生長(zhǎng)受阻只是東興金花茶致瀕的一方面原因，應(yīng)結(jié)合東興金花茶的傳粉生物學(xué)和分子遺傳學(xué)等進(jìn)行研究，從東興金花茶的繁殖和遺傳多樣性水平了解其瀕危機(jī)制。

4 結(jié) 論

東興金花茶種子存在休眠期，萌發(fā)時(shí)間較長(zhǎng)，蠟質(zhì)種皮延長(zhǎng)了種子萌發(fā)的時(shí)間，去掉少部分種皮可以促進(jìn)其種子的萌發(fā)和幼苗的生長(zhǎng)。東興金花茶大粒種子貯存營(yíng)養(yǎng)多，種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)快。東興金花茶種子萌發(fā)需要一定的水分條件，浸種可以加速種子的萌發(fā)。總體上看，東興金花茶種子萌發(fā)過(guò)程長(zhǎng)，幼苗生長(zhǎng)慢，對(duì)光照要求嚴(yán)格，不利于種群空間資源的迅速占據(jù)，這可能是東興金花茶種群衰落，形成極小種群瀕危植物的重要原因。人工培育的東興金花茶應(yīng)及時(shí)采摘成熟果實(shí)，避免果實(shí)干枯失去活性，采摘后及時(shí)去掉外果皮留種皮，采用河沙等透氣性較好的基質(zhì)進(jìn)行播種或沙藏。