以适生在我国南亚热带地区的珍贵树种灰木莲(Manglietia glauca)为研究对象,对其幼苗叶片的光合氮利用效率(PNUE)及影响因素在不同遮荫条件下的适应情况进行了研究,以期为这种珍贵树种的栽培育苗,以及人工纯林的改造提供科学理论依据.结果表明:60％遮荫条件下生长的灰木莲幼苗叶片光饱和净光合速率最高(Amax,6.03 μmol m-2 s-1),主要是由于60％遮荫条件下的灰木莲幼苗叶片具有最高的最大羧化速率(Vcmax,32.93 μmol m-2 s-1)及较高的最大电子传递速率(Jmax,61.83 μmolm-2 s-1).不同遮荫处理下的灰木莲幼苗叶片PNUE并没有显著差异,这是因为其在不同遮荫条件下的单位面积叶片氮含量(Narca)及Amax会同步变化,核心是其分配到1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶(Rubisco)及生物力能学组分的氮比例(PR及PB)在不同遮荫处理下并没有显著差异.灰木莲幼苗叶片光合系统中捕光组分氮分配比例(Pt)会随着遮荫程度的增加而显著增大,三个处理下的PL大小顺序为:90％遮荫(0.296 g/g) ＞60％遮荫(0.216 g/g)＞全光(0.132 g/g),但这部分氮比例的提高并不会提高叶片的PNUE.灰木莲幼苗叶片捕光组分氮并不与细胞壁氮、Rubisco氮或者生物力能学组分氮形成协同变化,其随着遮荫程度的增加而增大的氮比例来源于其他氮库,这种变化是多因子综合作用的结果.因此在培育灰木莲幼苗时要进行适度遮荫,进行纯林改造时开出的林窗也不宜过大,要选择较为荫蔽的林下环境进行栽植;在遮荫的同时也要适度增施氮肥,以补充因捕光组分氮比例提高而造成的叶片氮消耗.

为了解尾叶桉林下不同植物种类的生理生态特性和生长适应性,在鹤山站尾叶桉林中选取分布较多且药用价值和经济价值较高的5种林下植物为研究对象,测定各植物的叶片特征、叶绿素含量和光合-光响应曲线,同时结合2006年和2011年尾叶桉林的样方调查数据分析了5种林下植物生物量的变化和个体数量的消长.结果表明:(1)野牡丹叶片的宽度、厚度、单片叶面积等指标最大,梅叶冬青最小,桃金娘、栀子和山苍子处于两者之间;桃金娘、野牡丹和山苍子的光合速率随光照的增强迅速增大,其光饱和点较高;梅叶冬青和栀子的光合速率也随光照的增强而增大,但其斜率比野牡丹和山苍子大,并很快就达到光饱和点.综合聚类分析植物的耐阴程度,5种植物可分为2类:第1类为耐阴性较强的梅叶冬青、栀子,第2类为耐阴性较弱的野牡丹、山苍子和桃金娘.(2)随着尾叶桉林的生长,5种林下植物的生物量都有不同程度的增加,其中增幅较大的是野牡丹和桃金娘分别增加74倍和18倍,增幅最小的是栀子仅1.3倍.野牡丹、桃金娘和山苍子这3个种生物量的增加主要是由个体高度和地径的增长引起,而栀子和梅叶冬青生物量的增加是其个体数量、株高和地径做出的贡献.(3)在尾叶桉林生长过程中,耐阴种类梅叶冬青随着个体密度、株高和地径的增长,其在林内发展成为主要优势灌木种类;栀子的密度虽然有一定的增大,但其株高和地径增加量小,生物量也小,发展为次要灌木种类.野牡丹、桃金娘和山苍子等3种的个体密度都在下降,虽然其地径、株高和生物量也有一定的增长,但其较强的阳生性不能适应林内的荫蔽环境,只适于林窗或林缘光照较强的地方生长.因此,在桉树林经营管理过程中应适当保护和种植梅叶冬青和栀子;在短轮伐期经营模式下,林窗和林缘也可适当保留野牡丹、桃金娘和山苍子.

通过分析阳春市境内5个自然杂木林和5个人造龙眼林下阳春砂种植地的生态因子与阳春砂产量的关系,确立影响产量的主导因子,为制定阳春砂-龙眼生态立体种植技术规范奠定基础.结果显示,施肥、洒水和清园与阳春砂产量呈正相关,喷药和土壤pH与阳春砂产量呈负相关,但均不显著.高产区多处在山沟、山涧两旁等水分较为充足的地方,坡度一般小于30°,采光和通风都较适宜;土壤类型一般为砂壤或者壤土;荫蔽度适宜,在50％左右;传粉昆虫资源也较丰富;同时发现各种植地土壤矿质营养含量的丰缺有着较大的差异.说明阳春砂产量是由各生态因子综合决定的.其中适宜光照、水分、通风与合理施肥有利于阳春砂的增产,而杀虫剂的使用和土壤碱化阻碍了阳春砂的增产.过高的荫蔽度、杀虫剂的滥用可能是限制龙眼林下阳春砂产量的主要原因.该研究获得了阳春砂-龙眼生态立体种植模式关键技术,为今后指导农户在龙眼林下种植阳春砂奠定了理论基础.

植物的生长发育与光信号密切相关,外界光强、光质的变化会改变植物的生长发育状态.在自然或人工生态系统中,植株个体的光环境往往会被其周围植物所影响,导致荫蔽胁迫,其主要表现为光合有效辐射以及红光与远红光比值(R:FR)降低.荫蔽胁迫对植物生长发育的多个时期均有影响,如抑制种子萌发、促进幼苗下胚轴伸长及促进植物花期提前等,这对农业生产不利,会导致作物产量以及品质的降低.植物激素是调控植物生长发育的关键内源因子.大量研究表明,生长素(IAA)、赤霉素(GA)及油菜素甾醇(BR)等植物激素均参与介导植物的荫蔽胁迫响应.当植物处于荫蔽胁迫时,光信号的改变会影响植物激素的合成及信号转导.不同植物激素对荫蔽胁迫的响应各不相同,但其信号通路之间却存在互作关系,从而形成复杂的网络状调控路径.该文总结了几种主要植物激素(生长素、赤霉素、油菜素甾醇及乙烯)响应荫蔽胁迫的机理,重点论述了荫蔽胁迫对植物激素合成及信号通路的影响,以及植物激素调控荫蔽胁迫下植物生长的分子机理,并对未来潜在的研究热点进行了分析.

目的:初步评价广金钱草在橡胶林下的间作发展潜力.方法:以广金钱草的露地栽培为对照,对不同橡胶林下间作广金钱草的产量及其主要药材质量指标进行了比较研究.结果:与露地栽培相比,橡胶林下各间作处理广金钱草的产量及其黄酮、多糖、浸出物含量均有降低,整体上均呈现光照条件相对好的处理含量高于光照条件差的处理的趋势,其中,产量的下降幅度较大;广金钱草的夏佛塔苷、浸出物含量在荫蔽度较高的传统成龄胶园及中幼林中明显低于露地栽培处理,但在全周期间作模式胶园间作区靠中间位点该两指标及多糖含量均接近于甚至稍优于露地栽培处理;除传统成龄胶园间作处理下的灰分含量偏高外,各处理的广金钱草地上部药材质量均符合2015版中国药典标准.结论:初步认为,光照不足会影响橡胶林下间作广金钱草的产量及药效成分含量,其在海南进行露地栽培较具潜力,但也可作为荫蔽度较低的胶园的备选间作物.

目的 建立一测多评(QAMS)法同时测定广金钱草中5种黄酮成分(夏佛塔苷、维采宁-2、异夏佛塔苷、异荭草苷、异牡荆苷),研究不同生长期不同荫蔽度对广金钱草生长和药效成分含量的影响.方法 设置0(不遮阴)、50％、75％、90％4个不同荫蔽度,对比不同生长期各处理组广金钱草的产量及形态特征,并通过QAMS测定各处理组的药效成分.结果 维采宁2、异夏佛塔苷、异荭草苷、异牡荆苷与内参物夏佛塔苷的相对校正因子分别为1.222,1.275,1.402,1.554,QAMS法与外标法余弦相似度均大于0.995,相关性良好.遮阴处理下的广金钱草产量显著减少,生长形态和活性成分含量有差异.结论 QAMS法可用于广金钱草中5种黄酮成分的含量测定.广金钱草采收期可考虑在花期,光照有利于花期广金钱草黄酮含量的积累,在花期过后,适当的遮阴可减缓黄酮成分的代谢.

干热区小粒咖啡水光管理粗放,产量和品质得不到保证.为探明干热区小粒咖啡最佳灌水和荫蔽栽培耦合模式,通过大田试验,设3个灌水水平(充分灌水、轻度亏缺灌水和重度亏缺灌水)和4个荫蔽栽培模式(无荫蔽:单作咖啡;轻度荫蔽:4行咖啡间作1行香蕉;中度荫蔽:3行咖啡间作1行香蕉;重度荫蔽:2行咖啡间作1行香蕉),研究香蕉荫蔽栽培下亏缺灌溉对小粒咖啡生长、叶片光合特性、水光利用和产量的影响.结果表明:小粒咖啡叶片的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(gs)、叶片水分利用效率(LWUE)、叶片表观光能利用效率(LRUE)随灌水量的增大而增大,胞间CO2浓度(Ci)随灌水量的增大而减小;与充分灌水相比,轻度亏缺灌水的干豆产量减小9.4％,重度亏缺灌水的干豆产量减小36.7％,水分利用效率(WUE)减小16.9％.Pn、Tr、gs、LWUE随荫蔽度的增大呈先增大后减小的趋势,中度荫蔽栽培的增量最大;与无荫蔽模式相比,轻度荫蔽模式干豆产量增加13.0％,WUE增加12.9％,中度荫蔽栽培模式干豆产量增加23.1％,WUE增加23.4％.干豆产量、WUE、百粒咖啡豆的体积和百粒鲜质量随灌水量和荫蔽度的增大呈不同程度增大,其中,中度荫蔽栽培下充分灌水的干豆产量和WUE增量最大.相同土层深度的土壤含水率随荫蔽度的增加而减小;在0～50 cm土层,土壤含水率随土层深度的增加先增大后减小.LRUE与光合有效辐射呈显著的负指数关系或符合Logistic曲线变化.因此,从优质高产、水光高效利用的综合效益考虑,中度荫蔽栽培下充分灌水是小粒咖啡灌水处理和香蕉荫蔽栽培模式的最佳组合.

该研究运用方差比率法、x2检验、Pearson相关检验和Spearman轶相关检验,对广西雅长兰科植物国家级自然保护区南盘江流域的细叶云南松(Pinus yunnanensis Franch.var.tenuifolia Cheng et Law)次生林14个大树树种(DBH≥10 cm)、15个小树树种(5 cm≤DBH＜10 cm)和19个幼树树种(1 cm≤DBH＜5 cm)进行定量分析,以揭示南盘江流域细叶云南松次生林群落中木本种群的关联性及其更新演替规律,为桂西北细叶云南松林管理保护、干热河谷地区植被恢复和生态重建提供参考依据.结果表明:(1)研究区内细叶云南松林大树和小树的总体关联性表现为不显著负关联,幼树及群落总体表现为不显著正关联;X2检验显示,大树和小树负关联种对占多数(分别为48.35％和46.67％),幼树的正关联或负关联种对占比基本持平(分别为40.35％和39.18％),群落整体无关联种对占比较大(41.13％).(2) Pearson相关系数和Spearman秩相关系数检验显示,细叶云南松林的大树、小树、幼树和群落总体均表现为负关联种对较多,正关联次之.(3)群落大树和小树物种在资源竞争上较激烈,结构不稳定;群落幼树物种适应了林下荫蔽环境,对光照要求较低,种间关系已具有较低的稳定性,个别物种表现出独立性.研究认为,南盘江流域细叶云南松次生林群落物种间存在一定的关联性,但未能形成稳定的配置关系,群落结构尚不稳定,仍处于演替早期阶段.

在人工气候箱内,通过设置不同水深梯度(0 cm;3 cm;6 cm)和光照强度(标准光照:400 μmol m-2 s-1;低光照:240 μmolm-2 s-1),对长喙毛茛泽泻生物量、叶型特征和生理特征的影响,探讨长喙毛茛泽泻对不同水深和光照强度的适应性以及其濒危原因.结果 表明:在同一光照强度下长喙毛茛泽泻叶生物量、茎生物量、根生物量、总生物量、叶宽、叶面积、过氧化物酶(POD)活性、可溶性蛋白和可溶性糖都随水深的增加呈先升高后降低的趋势;丙二醛(MDA)随水深的增加呈先降低后升高的趋势;叶柄长度与水深呈正相关;脯氨酸含量与水深呈负相关.在同一水深条件下,光照强度的降低显著降低了叶生物量、茎生物量、总生物量、过氧化物酶(POD)活性、可溶性蛋白、可溶性糖和脯氨酸的含量.由此可知,水深的变化和光照不足都将导致长喙毛茛泽泻生长减弱,且长喙毛茛泽泻对这些不利条件的适应能力较弱.剧烈的水深变化和上层植物的荫蔽可能是导致其濒危的重要原因.

植物叶脉特征和叶氮含量的变化影响着叶片经济谱的形成,为验证叶片结构中叶脉网络构建提供了理论依据.该文以单位质量叶氮含量(Nmass)和单位面积叶氮含量(Narea)分别表示叶氮含量,采取主成分分析、线性回归分析的方法,研究了云南文山石漠化区旷地(Ⅰ)、林缘(Ⅱ)和林下(Ⅲ)3种自然生境下车桑子的叶脉密度(Vein density,VD)与Nmass和Narea的异速关系.结果 表明:从乔灌群落的旷地到林下,车桑子的比叶面积、叶绿素总含量、光能利用率和Nmass逐渐增大,光饱和点、光补偿点、水分利用效率、VD、Narea逐渐减小,净光合速率、蒸腾速率、气孔导度呈先增大后减小的趋势.VD与叶氮含量呈不同程度的相关性,在生境Ⅰ和Ⅲ,VD与Nmass和Narea分别具有显著的负相关(P＜0.05)和正相关(P＜0.05);在生境Ⅱ,VD与Nmass和Narea分别呈不显著负相关(P＞0.05)和正相关(P＞0.05).车桑子在旷地强光生境,高VD的叶片含有低Nmass高Narea,而林下荫蔽生境偏向于相反的配置模式,反映了石漠化区植物较强的叶脉可塑性及其与氮利用性状的权衡机制.