千针万线草幼苗生长对透光度的响应

曹子林，王春花，王晓丽，肖梦雨，王建秋

（西南林业大学，云南 昆明 650224）

千针万线草是石竹科植物云南繁缕的全草，为南方少数民族彝族地区的一种常用中药，具有益气养血、健脾益肾之功效，用于妇女虚弱、小儿疮疾、肾炎、风湿、骨折、老年尿频等症[1-2]。千针万线草为多年生草本，产云南（曲靖、昆明、大理、洱源、宾川、丽江、中甸、德钦）、四川（木里、乡城），生于海拔1 800～3 250 m 的丛林或林缘岩石间[3]。该草药产量较低，价格较高，为400～600 元/kg，目前没有人工栽培的案例。因此，如果能进行人工栽培提高其产量，对于农民增收具有重要的意义。目前有关千针万线草的研究集中在其牡荆素含量[4]，挥发油化学成分[5-6]，总黄酮提取工艺[7]，新环肽、环肽H、环肽A 的结构等[8-10]。光照是影响植物生长的重要生态因子，光的强度和质量不同影响植物生长和形态结构，光的改变会直接影响到植物生物量的分配[11]。但目前对该种药用植物适合在多大的透光度下栽培尚未有研究报道。本研究拟在不同透光度（20%、35%、50%、70%、100%）下进行栽培试验，分析不同透光度对千针万线草生长及生物量的影响，并采用二次曲线模型计算生长、生物量最大时的透光度，为人工栽培透光度确定提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料采集

在云南省会泽县迤车镇箐口村采集千针万线草种子及农田土壤。

1.2 研究方法

2020 年8 月用千针万线草种子进行播种育苗。2020 年9 月将苗移栽到装有4 kg 农田土壤的花盆中。试验地布设在西南林业大学树木园中的一块空地中，先将空地除草、整平。用2 m×3 m×1.75 m 爬藤架搭设遮阳棚，覆盖不同针数的遮阳网，形成4 种不同透光度（20%、35%、50%、70%），并在空旷地设置透光度100%的处理，不同透光度处理之间间距2 m。每个处理4 个重复，每盆种植幼苗3 株，将花盆放置在遮阳棚内的中心位置，在空旷地，则把花盆放在2 个遮阳棚之间的中间位置。在处理前测定千针万线草的高度，2 个月后再次测定高度，根据公式（1）、（2）计算相对生长量（RGY）、相对生长速率（RGR）。每盆选取无病害的6 片叶子，用CCM-200 叶绿素仪来测定叶绿素含量指数，同时测定叶面积。最后将植株取出，分成根、茎、叶3 部分，洗净称重，在85 ℃烘干箱烘至恒重，记录根、茎、叶干重及总干重数据。

式中，W1为第一次实测植物生长特征的平均值，W2为第二次实测植物生长特征的平均值，t1为第一次测定的时间，t2为第二次测定的时间。

1.3 数据统计分析

以千针万线草的相对生长量、相对生长速率、叶面积、叶绿素含量指数及生物量（根干重、茎干重、叶干重、总干重）为因变量（y），透光度为自变量（x），采用二次曲线模型y=β0+b1x+b2x2进行拟合，求一阶导数为y′=b1+2b2x；令y′=0，可求出方程的拐点x=-b1/2b2，拐点就是最大值，相应的透光度即为最大时的透光度[12]。用SPSS 统计分析软件对上述指标进行单因素方差分析和多重比较检验。

2 结果与分析

2.1 不同透光度对千针万线草生长的影响

2.1.1 不同透光度对千针万线草相对生长量影响透光度对千针万线草的相对生长量具有极显著影响（P＜0.01）。透光度为20%时，相对生长量为1.63，透光度为35%时，相对生长量达到最大值，随后随着透光度的增大而下降，当透光度为100%时，相对生长量下降为1.49（图1-a）。通过回归分析，相对生长量与透光度之间的关系可用二次抛物线进行很好的拟合（P＜0.01），通过一阶函数的求导得出相对生长量最大时的透光度为53.2%（图1-b）。

图1 千针万线草相对生长量对透光度的响应

2.1.2 不同透光度对千针万线草相对生长速率影响透光度对千针万线草的相对生长速率具有极显著影响（P＜0.01）。透光度为20%时，相对生长速率为0.97 cm·cm-1·月-1，透光度为35%时，相对生长速率达到最大值，随后随着透光度的增大而下降，当透光度为100%时，下降为0.91 cm·cm-1·月-1（图2-a）。通过回归分析，相对生长速率与透光度之间的关系可用二次抛物线进行很好的拟合（P＜0.01），通过一阶函数的求导得出相对生长速率最大时的透光度为57.0%（图2-b）。

图2 千针万线草相对生长速率对透光度的响应

2.1.3 不同透光度对千针万线草叶面积的影响 透光度对千针万线草的叶面积具有极显著影响（P＜0.01）。透光度为20%时，叶绿素含量为1.55 cm2，透光度50%时，叶面积达到最大值，随后随着透光度增大而下降，当透光度为100%，下降为1.18 cm2（图3-a）。通过回归分析，叶面积与透光度之间的关系可用二次抛物线进行很好的拟合（P＜0.01），通过一阶函数的求导得出叶面积最大时的透光度为52.5%（图3-b）。

图3 千针万线草叶面积对透光度的响应

2.2 不同透光度对千针万线草生物量的影响

2.2.1 不同透光度对千针万线草根干重的影响 透光度对千针万线草的根干重具有极显著影响（P＜0.01）。透光度为20%时，根干重为0.127 2 g，透光度35%时，根干重达到最大值，随后随着透光度增大而下降，当透光度为100%，下降为0.122 1 g（图4-a）。通过回归分析，根干重与透光度之间的关系可用二次抛物线进行很好的拟合（P＜0.01），通过一阶函数的求导得出根干重最大时的透光度为46.3%（图4-b）。

图4 千针万线草根干重对透光度的响应

2.2.2 不同透光度对千针万线草茎干重的影响 透光度对千针万线草的茎干重具有极显著影响（P＜0.01）。透光度为20%时，茎干重为0.041 6 g，透光度35%时，茎干重达到最大值，随后随着透光度增大而下降，当透光度为100%，下降0.026 9 g（图5-b）。通过回归分析，茎干重与透光度之间的关系可用二次抛物线进行很好的拟合（P＜0.01），通过一阶函数的求导得出茎干重最大时的透光度为45.0%（图5-b）。

图5 千针万线草茎干重对透光度的响应

2.2.3 不同透光度对千针万线草叶干重的影响 透光度对千针万线草的叶干重具有极显著影响（P＜0.01）。透光度为20%时，茎干重为0.033 7 g，透光度35%时，茎干重达到最大值，随后随着透光度增大而下降，当透光度为100%，下降为0.027 5 g（图6-a）。通过回归分析，叶干重与透光度之间的关系可用二次抛物线进行很好的拟合（P＜0.01），通过一阶函数的求导得出叶干重最大时的透光度为45.0%（图6-b）。

图6 千针万线草叶干重对透光度的响应

2.2.4 不同透光度对千针万线草总干重的影响 透光度对千针万线草的总干重具有极显著影响（P＜0.01）。透光度为20%时，茎干重为0.202 5 g，透光度35%时，茎干重达到最大值，随后随着透光度增大而下降，当透光度为100%，下降为0.176 5 g（图7-a）。通过回归分析，总干重与透光度之间的关系可用二次抛物线进行很好的拟合（P＜0.01），通过一阶函数的求导得出总干重最大时的透光度为55.0%（图7-b）。

图7 千针万线草总干重对透光度的响应

2.3 不同透光度对千针万线草叶绿素含量指数的影响

透光度对千针万线草的叶绿素含量指数具有极显著影响（P＜0.01）。透光度为20%时，叶绿素含量指数为1.65 SPAD，透光度50%时，叶绿素含量指数达到最大值，随后随着透光度增大而下降，当透光度为100%，下降为1.30 SPAD（图8-a）。通过回归分析，叶绿素含量指数与透光度之间的关系可用二次抛物线进行很好的拟合，通过一阶函数的求导得出叶绿素含量指数最大时的透光度为50.7%（图8-b）。

图8 千针万线草叶绿素含量指数对透光度的响应

3 结论与讨论

光照是植物生长最不可或缺的环境因子，光照的强弱决定着植物生长的优劣。有研究表明：在幼苗期一定的遮阴处理有利于植物的营养生长[13]。本研究表明：透光度对千针万线草的生长、生物量具有极显著的影响。其相对生长量、相对生长速率及生物量（干重）随着透光度的增大而上升，35%透光度达到最大，随后随透光度增大而下降。光的强度和质量还影响植物的形态结构及生理特性[11]。本研究表明：透光度对千针万线草的叶面积、叶绿素含量指数均具有极显著的影响。叶面积及叶绿素含量指数随透光度的增大而上升，50%透光度达到最大，随后随着透光度增加而下降。本研究结果符合最佳叶子大小模型预测的叶子大小与光辐射的关系[14]。在遮阴条件下，植物为了使自身得到生长，叶绿素含量会有所增加，而遮阴时间过长，光合效率降低，植物生长发育受限，叶片变薄，叶绿素含量则下降[15]。以上指标随透光度增大呈先升后降的趋势，可以用二次曲线模型很好地进行拟合并计算最佳透光度。不同指标最佳透光度有所不同，相对生长量、相对生长速率最大时的透光度分别为53.2%、57.0%；根干重、茎干重、叶干重及总干重最大时的透光度分别为46.3%、45.0%、45.0%、55.0%；叶面积及叶绿素含量指数最大时的透光度分别为52.5%、50.7%。综合来看，中等透光度最有利于千针万线草生长。