锰胁迫对降香黄檀幼苗生态特征及SPAD值的影响

冯守富 蒙美香 杨红兰 农万廷 陆丽锦 凌瑞伟

（[1]广西民族师范学院化学与生物工程学院 广西·崇左 532200；[2]武宣县中学 广西·来宾 545900；[3]龙州县高级中学 广西·崇左 532400）

降香黄檀（Dalbergia odorifera T.Chen）属蝶形花科（Papilionaceae）黄檀属（Dalbergia）。降香黄檀是重点保护的二级野生植物。其心材质地坚硬、结构细致、纹理交错，木材切面花纹细密、有明亮光泽且油润，有芳香气味，干燥后木性极为稳定，不易腐蚀、受潮，可制造名贵家具、雕刻精美工艺品等，是我国最常见的珍贵红木品种，现已在广东、福建、广西和云南等地引种种植，部分地区已用于人工造林。

当前，国外对降香黄檀的研究较少，而国内对降香黄檀的研究集中在生物学特征、繁殖与栽培、子代测定等方面，对降香黄檀幼苗锰胁迫对其生态特征的影响研究相对较少。锰元素作为植物生长所必需的微量元素之一，参与植物光合作用、酶促反应和氧化还原等活动，在植物生命活动中具有不可替代的作用。本文通过对不同浓度锰离子胁迫下降香黄檀幼苗生态特征及SPAD值的测定，以便更好的掌握锰胁迫下降香黄檀幼苗各方面生态特性，分析降香黄檀对改良锰污染地区的可能性，为降香黄檀的推广种植提供一定的参考。

1 材料和方法

收集当年生发育良好、成熟的带果荚的种子，通风干燥后，去除果荚，挑选饱满且均匀、无病害的种子，浸种24小时，捞出，将种子插入盛有湿润沙子的泡沫箱中进行育苗。

试验采用土培法。选取口径15厘米的塑料种植盆。在盆中装入由黑土、营养土、红土及沙子按一定比例配置的混合土壤。待幼苗长到4叶时，选长势良好、大小一致的降香黄檀幼苗进行移植，每个培养盆移植5棵。待移植的幼苗长势良好且长出第六片叶时进行锰胁迫试验。选取长势良好且相似的降香黄檀幼苗，分为5组，每组3个重复。锰胁迫梯度设置为：0mg/kg，0.4mg/kg，2mg/kg，10mg/kg，50mg/kg，使用MnSO4以填埋方式一次施入，对降香黄檀幼苗进行胁迫处理。

1.1 数据测量和分析

在胁迫期间每天记录好各株幼苗出现的变化，每7d使用量尺或卷尺重复5次测量每棵幼苗株高、冠幅和SPAD值，共测量4次。本试验中使用型号为TYS-3N植物营养测定仪对降香黄檀幼苗的SPAD值进行测定，选取每棵幼苗上长势良好的五片成熟叶，每片叶子至少采5个点，避开叶脉进行测量。最后使用Excel2010对数据进行处理和制图。

1.2 结果与分析

1.2.1 不同浓度锰离子胁迫下降香黄檀幼苗的症状

胁迫一周内降香黄檀幼苗生长正常，无明显的变化。胁迫到第10d时，处理浓度为0.4mg/kg的幼苗无明显变化，但处理浓度为2mg/kg，10mg/kg，50mg/kg的幼苗有部分叶子开始出现发黄、萎蔫的现象，有些降香黄檀幼苗还出现了圆形的褐色斑点，斑点内的叶子变得干燥缺水，无落叶现象。在胁迫的第11d到第21d这个时间段里圆形褐色斑点的数量并未增加。

1.2.2 不同浓度锰离子胁迫下降香黄檀幼苗的株高

株高表示植物纵向伸展的能力，是描述植物生长的重要指标，也是植物发育生物学研究的模式性状。如图1所示，在不同锰离子浓度处理下，幼苗的纵向生长速度是不一样的。胁迫时间为7d时，对照组幼苗的株高最高，生长速度是最快的。胁迫时间为14d时，处理浓度为2mg/kg，10mg/kg，50mg/kg的幼苗株高高于对照组；其中锰离子胁迫浓度为2mg/kg的幼苗的纵向生长速度最快，一周的株高增长了4.4cm。胁迫时间为21d时，对照组的纵向生长速度最慢，胁迫浓度为2mg/kg的幼苗的株高最高，达18.9cm；纵向生长速度也最快，增幅有5.9cm。

图1：不同锰离子浓度胁迫下降香黄檀幼苗的株高

1.2.3 不同浓度锰离子胁迫下降香黄檀幼苗的冠幅

树冠是植物进行光合作用的重要场所，它决定植物的活力和生产力，在植物生长过程中也是反映植物长期竞争水平的重要指标。冠幅是树冠结构的重要特征因子之一。如图2所示，胁迫时间为7d时，锰离子胁迫浓度为50mg/kg的幼苗的冠幅最大，各个处理浓度下幼苗的冠幅增长量均比空白对照组的增长量高。胁迫时间为 14d时，锰离子胁迫浓度为50mg/kg的幼苗冠幅最大，为37.9cm；浓度为2 mg/kg的幼苗的冠幅次之，为36.7cm；但从增幅上看，处理浓度为0.4mg/kg的幼苗冠幅增幅最大，增长了9.1cm；处理浓度为2mg/kg的幼苗冠幅增幅次之，为9.0cm。胁迫时间为21d时，幼苗冠幅的增长和前一周相类似，最高浓度下幼苗的冠幅最大，但低浓度下幼苗冠幅的增长最大。从胁迫的第14d开始，低处理浓度下幼苗冠幅增长量高于对照组，而高处理浓度下幼苗的冠幅增长量则低于对照组。

图2：不同锰离子浓度胁迫下降香黄檀幼苗的冠幅

1.2.4 不同浓度锰离子胁迫下降香黄檀幼苗的SPAD值

降香黄檀幼苗叶片中的叶绿素含量可作为植物本身生长健康状况的一个指标，叶绿素含量的高低直接影响着作物光合作用的强弱和植物体内有机质的合成，一般而言，植物越健康，叶绿素含量越高。叶绿素在植物叶片中的分布会因物种、测定时期、测定位置的不同而不同。如图3所示，各处理浓度下的幼苗SPAD值随着胁迫时间的推移而逐渐增大。胁迫时间为7d时，各处理浓度下幼苗的SPAD值均发生了变化，虽然均略低于对照组的值，但相对前一周都有所增长，且增幅最大的是处理浓度为2mg/kg下的幼苗SPAD值，增加了1.5。而当胁迫时间为14d时，各处理浓度下幼苗的SPAD值均高于对照组值；与前一周比，高浓度处理下幼苗SPAD值增幅大于低浓度处理下的值。胁迫时间为21d时，各处理浓度下幼苗的SPAD值较前一周有明显增长，而增长最大的是浓度为2mg/kg的处理组。

图3：不同浓度锰离子胁迫下降香黄檀幼苗的SPAD值

2 总述

重金属锰是植物必需的微量元素之一，它的供给水平直接影响植物的生长发育。而植物能否在有锰污染的土壤上生存取决于其种子及幼苗在锰胁迫下是否可以萌发、生长，幼苗生长状况直接影响植株以后的生长发育。本次试验中，在胁迫时间为7d时，降香黄檀幼苗长势良好。第10d时，浓度为2mg/kg，10mg/kg，50mg/kg的锰离子胁迫下，降香黄檀幼苗有部分叶子开始出现萎蔫现象，有些幼苗叶还出现了圆形的褐色斑点。但在随后的处理中褐色斑点的数量并未继续增加。出现了褐斑症状，说明锰胁迫给植株造成了影响，但圆形褐色斑点数量未随着胁迫时间的延长而增加的原因有可能是：随着锰胁迫时间的持续，幼苗各器官不断富集锰离子，激发了降香黄檀幼苗对锰胁迫抵御的积极有效的生理响应。