遮荫对板蓝根生长、光合及保护酶活性的影响

任丽华 高秋美 孟庆峰 韩金龙 王志芬 陈晖

摘要：在林下对板蓝根进行不同程度遮荫处理，研究其不同生育期的生长特性、叶片光合速率、保护酶（SOD、 POD、 CAT） 活性变化等生理特性。综合分析认为，在前期生长过程中，板蓝根适合全光照；生长中期，适度遮荫可以提高板蓝根的生长速度，降低膜系统受到的伤害；株行距为1.0 m×1.5 m遮荫处理（郁闭度为57.4%）可为林下板蓝根生长发育提供较适宜的环境条件。

关键词：板蓝根；遮荫；光合特性；保护酶

中图分类号：S567.23+9.01 文献标识号：A 文章编号：1001-4942（2017）04-0060-04

Effects of Shading on Growth， Photosynthetic Characteristics and

Protective Enzyme Activities of Isatis indigotica

Ren Lihua1，Gao Qiumei1，Meng Qingfeng1，Han Jinlong2，Wang Zhifen2，Chen Hui1

（1.Jining Institute of Agricultural Sciences， Jining 272131， China；

2.Agro-Product Institute， Shandong Academy of Agricultural Sciences， Jinan 250100， China）

Abstract Different shading treatments were designed to study the growth characteristics， photosynthetic rate， activities of SOD， POD and CAT in Isatis indigotica leaves in the forestunder conditions. The comprehensive analyses indicated that Isatis indigotica was suitable for full illumination during the early growth period. Moderate shading could increase the growth rate and reduce the damage to membrane system during the mid-growth period of Isatis indigotica. Under the shading treatment with the row spacing as 1.0 m × 1.5 m， whose canopy closure rate was 57.4%， the more suitable environmental conditions could be provided for the growth and development of Isatis indigotica.

Keywords Isatis indigotica； Shade； Photosynthetic characteristics； Protective enzymes

板蓝根 （Isatis indigotica Fort）为2年生草本植物，是我国的传统中药材，具有清热解毒、凉血消肿之功效[1]，市场前景较好。目前对板蓝根特性研究多见于药理分析，对其生理生态特性、不同光照条件下叶片的光合与活性氧产生及其保护酶活性变化等方面的研究甚少[2]。

本试验结合济宁市实际情况，根据低龄苗木遮荫不明显、苗木与林下植物之间对土壤养分和光合等竞争能力较弱的特点，在林下种植板蓝根，研究不同遮荫程度对板蓝根生长、光合特性、保护酶（SOD、 POD、 CAT） 活性等生理特性的影响，探索板蓝根林下种植的适应能力，以期为林下板蓝根规范化种植及生态因子的调节提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

板蓝根种源采自菏泽市润康中药材研究所板蓝根人工种子试验基地，根据试验需要，选择大小一致的板蓝根根茎进行播种。

1.2 试验设计

试验采用单因素（郁闭度）随机区组设计，在不改变现有林地的条件下，共设三个遮荫处理：T1，在株行距为2 m×3 m的法桐林下种植；T2，在株行距为2 m×6 m的法桐林下种植；T3，在株行距为1.0 m×1.5 m的海棠林下种植；CK：空白地种植。重复3次。

1.3 测定项目及方法

1.3.1 郁闭度的测定 采用冠层分析仪法[3]。对所测林地进行10 m×10 m选地，对角线取点，离地1.3 m平举测定仪进行测定，比较各项指标，确定最佳郁闭度值。

1.3.2 板蓝根生长性状的测定 主要农艺性状测定：在各处理花期、果期、成熟期等主要生育期取样[4]，每次取5～10株，测量株高、叶面积、叶片数。叶面积测定：每处理取5～10株，每株随机取10片以上叶片，量取叶片最大长度（L）和最大宽度（W），近圆形叶片按照D（直径）=（L+2W）/3进行直径等效，之后按圆形面积计算公式计算叶面积，狭长型叶片按修正系数0.75进行计算[5，6]。

1.3.3 板蓝根光合参数的测定 选择典型晴天，采用LI-6400XT便攜式光合仪，于9∶00—11∶30间测定各处理花期、果期、成熟期等主要生育期功能叶片的光合速率[2，7-9]。

1.4 保护酶活性的测定

1.4.1 粗酶液提取[10] 取样品叶片0.5 g，经蘸有蒸馏水的棉花擦拭干净后，立即加入少量0.05 mol/L磷酸缓冲液（pH=7.8）和少量石英砂，冰浴研磨成匀浆，定容到7 mL离心管中，于4 000 r/min冷冻离心20 min，将上清液转移至10 mL试管中定容，置于冰箱冷藏保存，供SOD、POD和CAT测定使用。

1.4.2 SOD活性测定 SOD活性采用氮蓝四唑[11]测定。在试管中加入0.05 mol/L 磷酸缓冲液2 mL，101 mmol/L甲硫氨酸0.5 mL，0.3 mmol/L氮蓝四唑1 mL，0.8 mmol/L EDTA 0.5 mL，0.3 mmol/L核黄素50 μL，混匀后加入粗酶液100 μL，对照管加入等体积磷酸缓冲液，立即置于25℃光照为4 000 lx荧光灯下进行光化还原反應，15 min后黑暗终止反应，以磷酸缓冲液为参比液调零，在560 nm波长下比色。

1.4.3 POD活性的测定[11] POD活性采用愈创木酚法[11]测定。在试管中加入 0.05 mol/L磷酸缓冲液2.9 mL，2%H2O2 1.0 mL，0.05 mol/L愈创木酚1.0 mL和粗酶液0.1 mL。以加热煮沸5 min的酶液为对照，反应体系加入酶液后，立即35℃保温3 min，然后迅速稀释1倍，在470 nm波长下比色，每隔1 min记录1次吸光度，共记录5次，以每分钟内A470变化0.01为1个酶活性单位。

1.4.4 CAT活性测定 CAT活性采用高锰酸钾滴定法[11，12]测定。取粗酶提取液0.2 mL于试管中，加入0.1 mol/L H2O2 2 mL、0.05 mol/L 磷酸缓冲液2.8 mL，30℃恒温水浴10 min，立即加入10%H2SO4 2.0 mL终止反应，用0.1 mol/L高锰酸钾标准液滴定，至出现红色（30 s不消失）为止。

2 结果与分析

2.1 各处理郁闭度的测定结果

由表1可以看出，郁闭度与林木株行距之间没有规律可寻，郁闭度只是作为一个背景值，为试验者展示了郁闭程度，清楚地说明了中药材复合种植的郁闭环境。

2.2 遮荫对板蓝根株高的影响

由图1可以看出，T1处理的板蓝根生长明显较弱；而T2和T3处理除8月份外，其它时间没有明显差异；6、7月份的CK处理株高明显高于其它处理，各处理均在7月份达到生长鼎盛期。T1、T3、CK处理均呈低-高-低的变化趋势，而T2处理呈现出低-高-低-高的变化趋势，这可能与由遮荫引起的其它小气候因子变化有关。由此可见，板蓝根喜光，生长中期较耐荫，但遮荫过大也能造成长势减弱。

2.3 遮荫对板蓝根叶片数的影响

由图2可以看出，各处理间相同月份数据差别不大，只有CK处理的7月份和T3处理的8月份叶片数明显偏多，分别达到了52片和70片，明显处于优势，这也印证了生长中期较耐荫的说法。

2.4 遮荫对板蓝根叶面积的影响

由图3可以看出，T1处理明显处于劣势，各月份的叶面积均小于其它处理。T2、T3、CK无明显变化规律，7月份的差异较小。9月份T3与CK处理出现明显差异，其原因有待进一步研究。总体来看，T3、CK处理下的板蓝根叶面积较大。

2.5 不同遮荫处理对板蓝根光合速率的影响

由图4可以看出，板蓝根在不同光照条件下的光合速率变化有明显差异。全光照光合速率值最高，与各遮荫处理间差异显著，其它遮荫处理随着遮荫程度的增加逐渐降低。T1处理即郁闭度为76.9%时光合速率达到最低值，仅为0.43 μmol·m-2·s-1。

2.6 不同遮荫处理对板蓝根抗氧化酶活性的影响

由图5可以看出，随着郁闭度的提高，SOD、POD和CAT的变化趋势均为高-低-高。T1处理即郁闭度为76.9%时，三种酶活性最高，其次为CK全光照处理，最低为T3处理即郁闭度为57.4%。SOD、POD两种酶的活性各处理间无显著差异（P>0.05）；CAT活性，T1与T2处理之间无显著差异（P>0.05） ，与其它两种处理间有显著差异（P<0.05）。

3 讨论与结论

光对植物生长的影响有两个方面：一是通过影响叶片的光合作用，进而影响到有机物积累，而有机物是植物生长的物质基础；二是光对植物的生长有抑制作用，这与光对生长素的破坏有关[13，14]。因此，选择适宜的光照强度、改变植物的光照环境对促进其生长和提高品质都有十分重要的意义。

本研究结果表明：全光照处理与T3处理即郁闭度为57.4%时的板蓝根长势差别不大，但与其它遮荫处理差别较大；植株光合速率随着遮荫程度的增大而减小，且均低于全光照处理；T2、T3处理的SOD、POD和CAT活性均低于全光照处理，T1处理的SOD、POD和CAT活性高于全光照处理，且不同遮荫处理三种酶活性均随着遮荫程度的加大而加大。综合分析认为，在前期生长过程中，板蓝根适合全光照；到8月份左右，适当遮荫反而能促进植株生长，但遮荫过大对植株生长有明显的抑制作用。在不同光照水平下光合速率间差异明显，高光照水平下光合作用较强，与低光照水平下的光合速率差异显著（P<0.05）。总之，T3处理（郁闭度为57.4%）比较适合板蓝根生长。由于试验地的局限性，其它遮荫处理是否更适合板蓝根生长，有待于进一步研究。

参 考 文 献：

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