遮光對紅豆杉生長及枝葉產(chǎn)量的影響

宋發(fā)義

(湖北省巴東縣林業(yè)局，湖北 巴東 444300)

1 引言

紅豆杉是紅豆杉屬植物的通稱，屬珍稀物種。紅豆杉是一種抗癌植物，通過紅豆杉提取的紫杉醇抗癌效果突出，有著“治療癌癥最后一道防線”的美稱，同時紫杉醇在高血壓、高血糖、痛經(jīng)、心腦血管疾病治療方面也有著顯著的效果[1]。紅豆杉木可用于高級保健藥枕、茶杯等的制作，具備良好的強身健體功效。紅豆杉可吸收甲醛、一氧化碳、二甲苯、尼古丁等有害物質(zhì)，可凈化空氣[2]。另外，紅豆杉造型優(yōu)美，非常適宜作為室內(nèi)觀賞性植物。但是，紅豆杉對生長環(huán)境要求較高，在自然條件下紅豆杉生長緩慢、再生能力差，隨著人們的開發(fā)利用紅豆杉資源迅速減少，已經(jīng)被列為國家一級保護(hù)植物[3]?；诖?，對紅豆杉適宜的生長條件深入研究，探尋科學(xué)的人工種植方式是當(dāng)前迫切需要解決的問題[4]。

近年來，在紅豆杉人工種植方面開展的研究較多，但是多數(shù)研究人員將研究重點放在整地、造林等栽植技術(shù)對紫杉醇含量的影響上[5]。紅豆杉是一種對光照極為敏感的植物，光照強度會對紅豆杉幼苗的生長造成直接影響[6]?；诖耍狙芯繑M通過研究不同遮光強度對紅豆杉生長及枝葉產(chǎn)量的影響，以探究遮光強度與紅豆杉生長間的相互關(guān)系，希望能夠為紅豆杉的人工種植提供參考及借鑒。

2 材料與方法

2.1 試驗地概況

試驗地點位于巴東縣，四季分明。年平均氣溫為14.0～23.0 ℃，年平均無霜期為238 d，年平均生長期為271 d，年平均日照時長為1500 h。

2.2 試驗材料

試驗用紅豆杉為苗高、地徑基本一致，健康的2年生紅豆杉一級壯苗。

2.3 試驗設(shè)計

2020年2月11日，在試驗基地內(nèi)對紅豆杉雙株帶狀種植。將畦面控制為110 cm，畦內(nèi)行株距為70 cm×110 cm，將畦間株距控制在90cm。本試驗共設(shè)置4個不同處理，分別用黑色遮陽網(wǎng)將遮光度控制在CK處理(全光照，遮光度0%)、T25(遮光度25%)、T50(遮光度50%)、T75(遮光度75%)。各處理分別重復(fù)3次，共12個試驗小區(qū)。在各試驗小區(qū)內(nèi)分別種植30株紅豆杉植株。嚴(yán)格按照相關(guān)國家及行業(yè)標(biāo)注要求對紅豆杉進(jìn)行種植管理。

2.4 調(diào)查方法

2020年2月11日，隨機在12個試驗小區(qū)內(nèi)分別挑選10株具備代表性的紅豆杉，并測量其株高、主莖高、基莖粗。于2021年5月12日，測量各植株株高、主莖高、基莖粗并計算株高增長量、主莖高增長量、基莖粗增長量，記錄當(dāng)年生一級分枝數(shù)、二級分枝數(shù)、一級總分枝數(shù)等。采集紅豆杉葉片，測量水分含量、葉綠素含量、可溶性糖含量。

其中葉綠素含量采用分光光伏法[7]測量；水分含量參照鄭鵬坤等[8]的方法；可溶性糖含量采用苯酚硫酸法[9，10]測量。

2.5 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2007處理數(shù)據(jù)，采用SPSS 19.0 對數(shù)據(jù)進(jìn)行差異顯著性分析。

3 結(jié)果與分析

3.1 遮光對紅豆杉生長特性的影響

遮光對紅豆杉生長特性的影響見表1。從表1可以看出，隨著遮光度的提升、光照強度的減弱，紅豆杉成活率呈現(xiàn)出先升高、后降低的趨勢，以T50處理紅豆杉成活率為最高(90.69%)，其余各處理由高到低分別為T75處理(74.85%)、T25處理(64.32%)、CK處理(50.65%)，其中T75處理與T25處理差異不顯著；不同處理紅豆杉株高增長量差異顯著，T25處理、T50處理、T75處理株高增長量均明顯高于CK處理，T25處理、T50處理、T75處理3個處理紅豆杉株高增長量差異不顯著，在12.09～15.94 cm之間；隨著遮光程度的增加，紅豆杉植株主莖高增長量呈現(xiàn)出先升高、后降低的趨勢，其中T50處理主莖高增長量為最大，達(dá)到了15.94 cm，而CK處理主莖高增長量為最低，僅6.44 cm，T25處理及T75處理居中(二者差異不顯著)；不同處理紅豆杉基莖粗增長量差異顯著，各處理變化趨勢為：T50處理(1.94 mm)>T75處理(1.75 mm)>T25處理(1.25 mm)>CK處理(0.74 mm)；不同遮光度紅豆杉一級分枝數(shù)差異不顯著；不同處理紅豆杉二級分枝數(shù)差異顯著，其中T50二級分枝數(shù)為最高(5.34個)，CK處理和T25處理為最低(二者差異不顯著)；不同遮光度處理會對紅豆杉總分枝數(shù)造成直接影響，從表1中可以看出，總分枝數(shù)以T50處理為最高，明顯高于CK處理、T25處理、T75處理(三者差異不顯著)；不同處理紅豆杉平均枝葉產(chǎn)量差異顯著，以CK處理為最低，T50處理、T75處理、T25處理分別比CK處理高出了40.56%、34.50%、25.01%。

3.2 遮光對紅豆杉葉綠素、可溶性糖、水分含量的影響

遮光對紅豆杉葉綠素、可溶性糖、水分含量的影響見表2。從表2可以看出，遮光會對紅豆杉葉綠素含量造成顯著影響。從葉綠素a含量來看，不同處理紅豆杉葉綠素a含量差異顯著，隨著遮光程度的增加，紅豆杉葉綠素a含量先增加后降低，其中T50處理葉綠素a含量為最高(1.17 mg/g)，CK處理為最低(0.43 mg/g)，T25處理(0.83 mg/g)與T75處理(0.84 mg/g)差異不顯著；不同處理葉綠素b含量與葉綠素a含量變化趨勢基本一致，即T50處理>T25處理>T75處理>CK處理，其中T25處理與T75處理差異不顯著；隨著遮光程度的增加，光照強度的降低，葉綠素a/b呈逐漸降低趨勢，以CK處理為最高(3.31)，其余依次為T75處理(2.71)、T50處理(2.54)、T25處理(2.52)，但是T75處理、T50處理、T25處理三者間差異不顯著。不同遮光處理對紅豆杉相對含水量影響不顯著。遮光處理對紅豆杉可溶性糖含量也存在顯著影響，其中處理CK與處理75可溶性糖含量差異不顯著，明顯低于T50處理及T25處理。

表2 遮光對紅豆杉葉綠素、可溶性糖、水分含量的影響

4 結(jié)果與分析

在遮光度為50%時，紅豆杉成活率、株高增長量、主莖高增長量、基莖粗增長量、二級分枝數(shù)、總分枝數(shù)、平均枝葉產(chǎn)量各指標(biāo)均達(dá)到了最大值，明顯高于其他處理，而李真子等[10]發(fā)現(xiàn)，50%黑色遮蔭網(wǎng)處理最有利于紅豆杉樹高、地徑、側(cè)枝樹、地上部位生物量、地下部分生長量、全株生物量、地下部分主根長和地下部分主根徑 8個生長指標(biāo)，這與本研究的結(jié)果基本一致。說明紅豆杉適宜生長在弱光照環(huán)境內(nèi)，但是需要注意，過度遮光也會對紅豆杉的生長產(chǎn)生抑制作用[11]。

隨著遮光程度的增加，光照強度的減弱，紅豆杉葉綠素a含量及葉綠素b含量呈先升高后降低的趨勢，這表明適度遮蔭可促進(jìn)葉綠素a、葉綠素b的合成，50%遮光處理則是最為有利的條件，這與孫佳音等的研究結(jié)果基本一致，這可能與紅豆杉適宜生長于短日照環(huán)境有關(guān)[13,14]。在遮光處理后，紅豆杉葉綠素a/b明顯降低，這可能是由于在遮光條件下，以藍(lán)紫光為主的散光占比增加，葉綠素a向葉綠素b的轉(zhuǎn)化加快，所以葉綠素b含量提升，這樣更有利于吸收藍(lán)紫光[15]。

本研究發(fā)現(xiàn)，在50%遮光條件下，紅豆杉葉片可溶性糖含量為最高，這表明50%的遮光條件非常適宜糖的轉(zhuǎn)化以及積累。相關(guān)研究表明，在高等植物代謝過程中，可溶性糖能夠起到有效的調(diào)節(jié)作用，可利用可溶性糖含量以衡量植物的抗寒性，可溶性糖含量越高，植物抗寒性越強[16,17]。

5 結(jié)論

適度遮光處理能夠有效提升紅豆杉成活率、株高增長量、主莖高增長量、基莖粗增長量、二級分枝數(shù)、總分枝數(shù)、平均枝葉產(chǎn)量、葉綠素a含量、葉綠素b含量、可溶性糖含量，降低葉綠素a/b數(shù)值，表明適度遮光更有利于紅豆杉的馴化栽培以及生長，而50%遮光處理是最佳的遮光條件，適宜在四川省涼山州木里藏族自治縣紅豆杉栽培時大力推廣及應(yīng)用。