生长抑制剂对大叶黄杨形态观赏性的影响1)

许丽娟 吴鞠 刘海轩 李苹 孙广鹏 李军 梁爽 徐程扬

(省部共建森林培育和保护教育部重点实验室(北京林业大学)，北京，100083)

大叶黄杨(EuonymusjaponicusThunb.)为常绿灌木或小乔木，枝条繁茂，叶光亮鲜绿，是城市园林绿化造景的重要树种之一，具一定观赏价值，常被用作绿篱[1]。作为城市中重要的常绿观叶植物，其观赏性状主要体现在叶观赏性和株型观赏性两方面，叶片形状、色彩，植株的分枝程度等都是其形态观赏性的重要影响因素[2]，而生长抑制剂能影响株型[3-4]，改变叶面积、叶色等[5-6]，从而影响植株观赏性。因此，深入开展抑制剂对绿篱大叶黄杨叶片及株型观赏性影响的研究十分必要。以往关于抑制剂对绿篱化学调控的研究，更多关注抑制剂在维持其原景观造型方面的作用，因此，多将研究重点放在抑制剂对绿篱的矮化效果上，着重分析不同种类及质量浓度生长抑制剂对植株的矮化效果及其机理，而对绿篱植物的观赏性状未给予较多关注，且鲜有将抑制剂对绿篱植物观赏性状的影响做专题进行全面深入研究的，仅在研究矮化效果的同时对抑制剂所引起的植物株型、叶形态等涉及观赏性状的指标的变化进行了简要说明[7-10]。并且，就上述研究而言，研究者多选用一种抑制剂或两种作用机理相同抑制剂的混合剂进行研究，鲜有研究不同抑制机理抑制剂混施对大叶黄杨形态观赏性影响的，而抑制剂的混合使用将成为未来研究的热点[11]。因此，研究混合抑制剂对大叶黄杨形态观赏性的影响具有实际意义。结合以上问题，本研究选用不同作用机理(抑制GA合成、抑制生长素极性运输以及与生长素有拮抗作用)抑制剂按正交设计混合，对大叶黄杨进行叶面喷施，分析抑制剂对大叶黄杨分枝度、叶片光彩度、叶形态及绿度的影响，探究不同作用机理抑制剂混施对绿篱大叶黄杨形态观赏性的影响机理。

1 材料与方法

1.1 材料

试验地位于北京市海淀区北安河乡境内的北京林业大学妙峰山林场苗圃(39°54′N，116°28′E)。试验材料选用2015年以绿篱方式分块密植于林场苗圃内的大叶黄杨苗，栽植株行距为10 cm×15 cm，每块绿篱栽植面积约为2 m2，栽植株数90株，绿篱块之间留有1 m宽的过道。试验区总面积为120 m2。

1.2 方法

以2015年单因素试验结果为依据，在3种不同质量浓度生长抑制剂(脱落酸ABA(A)(美国Acros试剂公司，纯度>98%)、多效唑PP333(P)(南京都莱生物技术有限公司，纯度≥98.0%)、三碘苯甲酸TIBA(T)(山东西亚化学工业有限公司，2,3,5-三碘苯甲酸，纯度>98%))中，各选择2个较优质量浓度(表1)，进行三因素三水平且考虑交互作用的正交试验，试验选用L27(313)正交表。2016年4月末在对大叶黄杨进行统一修剪后(平均高度约为40 cm)，按正交设计方案混合药品并对大叶黄杨进行叶面喷施，共27个处理，每20d喷施1次，共3次，每处理30株苗木，共3次重复。施药量以大叶黄杨叶片刚滴水为宜(约为500 mL·m-2)。喷药选在晴朗无风天的傍晚，在处理间设置隔离屏障，避免造成交叉影响。以三抑制剂质量浓度为0的处理(即A1P1T1)为试验对照。

表1 抑制剂种类及质量浓度

分别在处理后的第20、40、60、80、100、120 d对苗木观赏指标进行测定。

株型：在每块样地中选取6株长势基本一致且健康的苗木，在每株苗上选定一侧枝，测量侧枝长、分枝数，计算分枝密度(BD=分枝数/侧枝长)及相对分枝数(RB=Yt-Y0，其中，Y0为抑制剂处理前苗木分枝数；Yt为抑制剂处理t时的苗木分枝数)，侧枝长用钢卷尺测得。

叶形：选取每处理选定的6株苗木上的第5～8片(从顶端向下数)完整功能叶进行叶面积(LA)、叶长、叶宽的测定，计算叶形指数(LI=叶长/叶宽)[12]。其中，叶面积采用Epson数字化扫描仪以及Win RHIZO图像分析软件进行定量分析。叶长、叶宽用直尺直接测量。叶长为叶尖端至叶柄起点处距离，叶宽为叶片最宽处距离。

1.3 数据处理

采用SPSS(18.0)对27个处理各时期观赏指标进行描述统计和正态检验，并进行单因素方差分析，采用因子分析法对10个观赏性指标进行降维[17]。使用正交设计助手Ⅱv-3.1版及Excel(2016)对各观赏性指数进行正交方差分析，采用LSD法进行多重比较，使用sigmaplot软件作图。

2 结果与分析

2.1 抑制剂对大叶黄杨观赏指标的影响

对27组处理的各指标动态测定结果进行方差分析。结果显示抑制剂对分枝密度、相对分枝数、叶片明度L值、色相a值、色相b值、色相a值/色相b值、叶形指数、叶面积、色度值、色光值均有一定影响。叶形指数、叶面积的p值随时间的增加均小于0.05；分枝密度、相对分枝数、色相b值的p值随时间增加大体呈降低趋势，表明抑制剂对此3个指标的作用效果随时间增加而增强。各处理对各观赏指标的作用效果在测量末期均达到显著水平(表2)。

2.2 大叶黄杨形态观赏性指数构建

利用在测量末期达到显著水平的各指标构建观赏性指数。对各观赏性指标进行标准化处理后进行因子分析，由因子分析结果可知，前4个公因子的累计贡献率为90.42%，因此，将前4个轴作为分析轴，根据旋转因子载荷，公因子1与明度L值(R=0.970)、色相b值(R=0.964)以及色度值(R=0.908)呈较强正相关，与a/b(R=-0.964)以及色光值绝对值(|S|)(R=-0.667)呈较强负相关，且反映出植株叶片表面的光彩度，因此，将其定义为叶片光彩度指数，记为U1；公因子2与苗木分枝密度(R=0.936)及相对分枝数(R=0.968)均呈较强正相关，且反映出植株分枝情况，因此，定义为分枝度指数，记为U2；公因子3与色相a值绝对值的倒数(1/|a|)(R=0.893)呈较强正相关，而色相a值反映了植株叶片绿度，将其定义为叶片绿度指数，记为U3；公因子4与叶形指数(R=-0.839)呈较强负相关，与叶面积(R=0.747)呈较强正相关，主要反映植物叶片形态变化，定义为叶形态指数，记为U4(表3)。

表2 抑制剂处理后大叶黄杨各观赏性指标方差分析

时间/daF值P值bF值P值a/bF值P值CF值P值SF值P值 202.3840.00100.9270.57101.0600.40100.9460.54501.2110.2450401.1140.33901.1340.31801.2600.20401.0920.36301.0220.4470602.4280.00101.0770.38001.2440.21701.0870.36901.4480.0970803.011<0.00051.4860.08203.79201.4430.09901.9030.01201000.9430.55001.6130.04701.1830.27000.9170.58500.9650.52101201.8850.01302.852<0.00053.03302.55201.8490.0150

注：BD、RB分别为苗木分枝密度及相对分枝数；LI表示叶形指数；LA表示叶面积；L、a、b分别表示叶片明度L值、色相a值以及色相b值；C表示叶片色度值；S表示叶片色光值。

表3 各处理观赏指标的因子分析

采用归一化法对4个因子所含观赏性指标进行处理，分别计算归一化后的各对应指标在公因子中的权重，依据权重建立综合指数公式[18]：

U1=0.22L+0.22b-0.22(a/b)+0.20C-0.15|S|；

U2=0.49RB+0.51BD；

U3=1/|a|；

U4=0.47LA-0.53LI。

依据刘瑞宁等[19]对天津市32种常见灌木的观赏性评价标准可得，对于观叶灌木而言，表面越油亮越绿，枝条越充实，单叶越大越整齐，其观赏性越高。U1中，L由小到大表示明亮度由暗变亮，叶片表面越明亮越好，因此，L越大越好；b从小到大代表蓝色逐渐减弱黄色逐渐增加，a/b表示叶片的蓝绿程度，a为负，b越小，a/b越小，颜色越偏蓝绿，因此，a/b越小越好；S表示色光，S越大，叶片表面越光亮，S为负值，因此|S|越小越好；C为色度，C越大，颜色越浓郁。综合上述5指标，U1越大越好。U2中分枝密度及相对分枝数可用来考量大叶黄杨枝条密集程度，此二指标越大，枝叶越繁密充实，因此，U2越大越好。U3中，大叶黄杨叶片为绿色，因此a为负，且负值越大颜色越绿，即U3越小越好。U4中叶形指数越接近于1，叶形状越接近圆形，观赏性越好，叶面积越大观赏性越佳，因此，U4越大越好。

2.3 抑制剂对大叶黄杨形态观赏性指数的影响及主导效应分析

A对各观赏性指数影响均显著。P及T和A的交互作用对各观赏性指数无显著影响，A和P的交互作用对分枝度指数以及叶形态指数有显著影响，且对分枝度指数影响达极显著水平。T对叶绿度指数及叶形态指数的影响均显著。T和P的交互作用对绿度指数有显著影响。依据各指数F值大小对影响各观赏性指数的药剂进行排序，前三位的因素为，光彩度指数以及分枝度指数由大到小的顺序均为A、P×A、T，绿度指数由大到小的顺序为A、T、P×T，叶形态指数由大到小的顺序为P×A、A、T(表4)。

表4 抑制剂处理后各观赏性指数正交方差分析

注：** 表示差异极显著；*表示差异显著。

抑制剂A对叶片光彩度及叶片形态的抑制作用由大到小的顺序均为A2、A3、A1，A3对二者抑制作用较低。抑制剂A对分枝数的抑制作用随A质量浓度增加而增强。抑制剂A显著降低叶片绿度指数，使叶片绿色加深，对观赏性起到一定促进作用。抑制剂P对叶形态观赏性具有促进作用，P2、P3处理下的叶形态指数均大于P1处理。光彩度指数在较高质量浓度P下最高，表明P质量浓度越高，叶光彩度越好。较低质量浓度P处理下，分枝度指数较高，表明低质量浓度P并不会对株型观赏效果产生负面影响。叶绿度指数在较低质量浓度P处理下较低，表明低质量浓度P并不损害叶绿度观赏效果。叶光彩度指数、分枝度指数、叶形态指数以及绿度指数均随T质量浓度增加而呈降低趋势，说明T对叶光彩度、分枝度以及叶形态的抑制作用以及对叶绿度的促进作用均随T质量浓度增加而增强(表5)。

表5 抑制剂对大叶黄杨各观赏性指数的影响

注：同列不同小写字母表示同种抑制剂不同质量浓度间差异显著。

结合表4各指数主导效应以及表5抑制剂不同水平下各指数大小进行综合分析，结果显示，只喷施较高质量浓度抑制剂P时，叶片光彩度、枝条密集程度以及叶片形态呈现效果最好；将P、T及A三种抑制剂以较高质量浓度混合施用时，叶片绿度呈现效果最好(表5)。

2.4 抑制剂对形态观赏性指数的交互影响

依据表4方差分析的结果可知，抑制剂A与P的交互作用对分枝度指数及叶形态指数产生显著影响，抑制剂T和P的交互作用对绿度指数产生显著影响。说明分枝度指数及叶形态指数受抑制剂A和P的综合调控，绿度指数受抑制剂T和P的综合调控。将上述影响显著的指数进行进一步分析。结果显示，分枝度指数在抑制剂P质量浓度一定时随A质量浓度增大总体呈降低趋势，在抑制剂A质量浓度一定时随P质量浓度增大总体呈降低趋势(图1A)。因而在本研究选择的质量浓度范围内A、P质量浓度均较低时，抑制剂对植物观赏性的负面影响较小。叶形态指数在抑制剂P质量浓度一定时随A质量浓度增大而呈先降低后增加趋势，在A质量浓度一定时，随P质量浓度增大总体呈增加趋势(图1B)。因而，在本研究选择的质量浓度范围内P质量浓度较低、A为0 mg·L-1时抑制剂对叶形态观赏性具有促进作用，A、P质量浓度均较高时，抑制剂对植物观赏性的负面影响较小。绿度指数在抑制剂P质量浓度一定时随T质量浓度增大总体呈降低趋势，在抑制剂T质量浓度一定时随P质量浓度增大总体呈增加趋势(图1C)。在本研究选择的质量浓度范围内，T质量浓度较高、P质量浓度较低时，抑制剂对叶绿度观赏性具有促进作用。

3 结论与讨论

植物的观赏性主要指植物某一器官或某部位特有的性质，既能点缀环境，又赏心悦目。其主要包括株型、叶形、花、果的观赏性等[2]。对于庭院重要绿篱造景树种的观叶植物大叶黄杨而言，其观赏性主要包括株型(分枝状况)及叶观赏性(叶片形状、质量、叶片色彩等)两方面。本研究以刘瑞宁等[19]对灌木观赏性的综合评价为基础，结合大叶黄杨自身观赏特点，将分枝密度、相对分枝数、明度L值、色相a值、色相b值、色相a值/色相b值、叶形指数、叶面积、色度值、色光值作为其观赏特性指标，具备一定科学合理性。对于研究中叶片色彩的测定，选用了色差法，目前该方法已得到广泛认可和应用[20]。本研究中，各处理对分枝密度、相对分枝数、明度L值、色相a值、色相b值、色相a值/色相b值、叶形指数、叶面积、色度值、色光值的作用效果在测量末期均达到显著水平。说明各抑制剂具有一定持效性，且所选指标具有代表性，能够在某种程度上表征大叶黄杨观赏特性。以达到显著水平的各指标测量值为基础值，使用因子分析法，获得U1(光彩度指数)、U2(分枝度指数)、U3(绿度指数)及U4(叶形态指数)4个新指数，通过抑制剂对各指数的影响反映抑制剂对大叶黄杨观赏性的影响。

抑制剂A、T可降低叶片光彩度指数，表明二者对叶片的光彩度具有负向作用。A、P、T以及A和P的交互作用均降低分枝度指数，且降低程度随抑制剂质量浓度增加而增强，这可能由于生长抑制剂对植株高生长产生抑制作用的同时促使生物量更多的向地下部转移[21]，而并不通过增加侧枝数量来平衡生物量，因而地上部分枝数量未有增加。有研究表明，植物在其生物和非生物环境发生变化时可通过改变地上、地下部生物量分配模式来适应环境变化[22-23]。叶片的生长发育和性状特征直接影响城市树种叶片所具有的特殊美学价值[24]，而叶片的生长发育(包括叶片极性建立等)与生长素密切相关[25-26]，且叶片极性生长直接影响叶长、叶宽及叶面积。本研究中，A和T降低了叶片形态指数，这可能由于抑制剂阻碍了生长素的极性运输而影响叶片的极性生长[27]。在对P和A交互作用对叶形态指数影响进行分析时，P对叶形态有较好促进作用。本研究中叶形态受叶面积及叶片长宽比的影响，而有研究表明，多效唑可在一定程度上增加植物叶片面积[28]，且对叶片长宽比的作用效果并不明显[29]。因此，P对叶形态的促进可能由于P在一定程度上增加了植物叶面积，从而提高其叶形观赏性。A、T对叶片绿度有较好的促进作用，可能由于生长素抑制剂能够显著增加叶绿素a及叶绿素b含量[30]，而植物叶片色彩度与其含有的色素种类及含量有关[31]，叶色形成的物质基础以及叶色与叶片色素之间的关系是叶色形成的化学机制[32]。因此，A、T通过影响叶片色素含量而对叶片色彩度产生显著影响。

图1 不同质量浓度抑制剂P处理下A和T对大叶黄杨观赏性指数的影响

脱落酸降低叶光彩度、分枝度以及叶形态，使三者观赏性下降，较高质量浓度脱落酸对光彩度及叶形态观赏性的负影响不显著，较低质量浓度脱落酸对分枝度观赏性产生的负效应较低，脱落酸对叶绿度观赏性有显著正效应。多效唑和三碘苯甲酸的交互作用对叶形态的影响反映出多效唑对叶形态观赏性有较高的提升作用。三碘苯甲酸降低叶光彩度、叶形态以及分枝度，而使三者观赏性下降，且三碘苯甲酸对此三者的负效应随质量浓度增加而增强，三碘苯甲酸显著增加叶绿度，且其对叶绿度的正效应随质量浓度增加而增强。脱落酸、多效唑、三碘苯甲酸以及三者两两交互作用，通过影响叶片光彩度、分枝度、绿度及叶形态而影响大叶黄杨篱观赏性，当进行化学修剪时，在对抑制剂种类和质量浓度进行选取时，可适当考虑植物的观赏性指标。