青冈栎(Cyclobalanopsis glauca)为壳斗科(Fagaceae)栎属(Cyclobalanopsis)植物，是我国亚热带东部湿润常绿阔叶林的主要优势树种。由于20世纪中叶，人为砍伐破坏严重，目前分布的青冈栎次生林主要靠砍伐后萌生经封山抚育发育而成，林分面积小。因此，构建以青冈栎为主要建群种的亚热带常绿阔叶林植被恢复工程和种苗培育具有重要意义。

夏季高温干旱，幼苗耗水量大，太阳直接照射易造成幼苗灼伤，遮荫可较好地降温、保湿，减弱水分蒸发、提高水分的利用率，被广泛应用于花卉、苗圃、水果、中药材、茶叶等生产领域(王绍辉等，1998；肖润林等，2007)。研究结果表明：遮荫强度影响苗木的生长发育，但不同植物对光照强度的响应并不一致(Wiktor et al.，2001；Tarin et al.，2008；肖润林等，2007；翟玫瑰等，2009)。本文通过探讨光照强度对青冈栎容器苗生长和生理特性的影响，以期为青冈栎种苗培育、青冈栎林分抚育及植被恢复提供理论参考和技术指导。

1 材料与方法 1.1 试验材料

青冈栎种子种源为浙江杭州长乐林场，千粒质量为1 166.4 g。2月底将青冈栎种子采用水浮法除去空粒种和混杂物，再用水和70%甲基托布津可湿性粉剂比例为500 :1配置的溶液浸泡2 h，取出晾干48 h后沙藏催芽，底层清水沙厚度10 cm，种子均匀摆放，面层沙厚度约2 cm，，相对湿度为30%~40%。5月1日将长出2叶片的芽苗移植入容器，容器为无纺布网袋容器，规格为Ф 45 mm×H 100 mm，容器苗培养的基质为泥炭、珍珠岩和稻壳，体积比例为0.46 :0.27 :0.27。有机质含量为275.60 g ·kg^-1，速效氮含量为3.5%，速效磷含量为0.52%，速效钾含量为2.3%，基质的pH值为5.02，密度为0.23 g ·cm^-3，最大持水量为373.7%。容器苗移苗后1个月施入1 g美国产缓释复合肥(N :P :K=12 :11 :12)。

1.2 试验设计

6月1日将生长一致的青冈栎容器苗分别置于5个不同透光率(全光照、60%全光照、40%全光照、20%全光照、5%全光照)黑色遮荫网环境下，遮荫网透光率利用便携式光合测定系统(LiCor-6400，USA)测定，每处理重复70株。

1.3 试验方法 1.3.1 叶绿素荧光参数的测定

10月17日，利用便携式光合测定系统(LiCor-6400，USA)和荧光叶室(6400-09) 测定。开启检测光(0.15 μmol ·m^-2s^-1)得到初始荧光(F_o)，随后叶片施加3 000 μmol ·m^-2s^-1测得最大荧光(F_m)。再打开作用光，强闪光(3 000 μmol ·m^-2s^-1，脉冲时间0.7 s)，打开远红光，让荧光信号重新平衡，在荧光下降至施加饱和光前稳定水平之后，测得能化类囊体最小荧光(F′_o)。作用光根据不同处理分别在1 000，600，400，200和50 μmol ·m^-2s^-1下测定，PS Ⅱ最大光化学量子效率F_v/F_m =(F_m-F₀)/F_m，开放PS Ⅱ反应中心激发能捕获效率F′_v/F′_m =(F′_m-F′₀)/F′_m，光化学猝灭q_P=(F′_m-F_s)/(F′_m-F′₀)，实际光化学量子产量Ф_PSⅡ=(F′_m-F_s)/ F′_m，非光化学猝灭NPQ=(F_m -F′_m)/F′_m(金松恒等，2004)。

1.3.2 色素含量测定

11月1日，用打孔器取顶芽下方第2和第3张功能叶片，用80%丙酮浸泡24 h，分别在波长为663，645，470 nm比色，计算叶绿素a(Chla)含量、叶绿素b(Chlb)含量和类胡萝卜素(Car)含量(翟玫瑰等，2009)，总叶绿素含量(Chl)即为叶绿素a含量和叶绿素b含量之和。每处理6个重复。

1.3.3 叶片脯氨酸(Pro)、相对电导率和丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)活性测定

11月1日，每处理随机摘取顶芽下方2~8片功能叶片，剪去叶脉，称取1 g鲜叶。游离脯氨酸(Pro)含量茚三酮法，丙二醛(MDA)含量硫代巴比妥酸比色法，植物叶片SOD活性、叶片相对电导率按蒋德安等(1999)方法测定。每处理3个重复。

1.3.4 生长指标测定

11月1日，每处理各60株分别测苗高、地径、茎鲜质量、根鲜质量、叶鲜质量，每植株经105 ℃杀青15 min后70 ℃烘干至恒质量，测根、叶、茎干质量，并计算根质量比(根干质量/全株干质量)、茎质量比(茎干质量/全株干质量)、叶质量比(叶干质量/全株干质量)、质量指数，质量指数=全株干质量(g)/(苗高cm/地径mm+茎干质量g/根干质量g)。每处理叶片上取一定面积的叶圆片，称质量，计算比叶质量(单位面积叶质量)和比叶面积(单位质量的叶面积)。

1.3.5 植物叶片全氮、全磷、全钾含量测定

将1.3.4中烘干的叶片样品，测定全氮、全磷、全钾含量。全氮用凯氏定氮方法；全磷含量用钒钼黄比色方法；全钾含量为原子吸收方法(鲍士旦，2000)。每处理6个重复，每重复取10株苗的叶片混合样。

1.4 统计分析方法

研究结果均采用Excell 2003和SPSS version 13.0统计软件(SPSS Inc., Standard Version)进行统计分析，采用最小显著性差异(LSD)多重比较不同处理之间的差异(α=0.05)。

2 结果与分析 2.1 不同光照强度对容器苗出圃苗生长的影响

不同遮荫条件对青冈栎容器苗形态指标和质量指数如表 1所示。随着光照强度的增大，青冈栎容器苗形态参数包括苗高、地径、叶片数量、主根长度呈上升趋势，但100%与60%透光率处理的苗高和主根长差异未达显著水平。青冈栎容器苗根、茎、叶、单株干质量、质量指数随着透光率的增加而显著上升，100%透光率的质量指数为5%透光率的7倍。根质量比随着透光率的增加而明显增加。茎质量比除了20%，40%之间存在显著差异外，其余处理之间差异不显著。叶质量比随着透光率的增加而降低。

透光率40%和60%处理下叶片含水率之间差异不显著，5%，20%处理之间叶片的含水率差异不显著，随着透光率的增加，叶片的含水量总体呈下降趋势，遮荫处理可以提高叶片的含水量。随着透光率的增加，青冈栎容器苗叶面积呈上升趋势，由高到低为60%，100%，40%，20%，5%。随着透光率的增加，比叶质量(干质量)呈现上升趋势，100%透光率处理比叶质量是5%透光率处理的1.44倍。随着透光率的增加，比叶面积呈现下降趋势，5%处理比叶面积是100%处理的1.44倍。

2.2 不同光照强度对容器苗叶片色素含量的影响

不同光照强度对青冈栎色素含量的影响如表 2所示。随着透光率的增加，叶片单位面积和单位质量的叶绿素a(Chla)含量、叶绿素b(Chlb)含量和类胡萝卜素(Car)含量和总叶绿素含量明显下降。5%透光率青冈栎容器苗叶绿素a含量为3.68 mg ·g^-1 FW，是100%透光率处理的2.33倍；5%透光率青冈栎容器苗总叶绿素含量为4.92 mg ·g^-1 FW，是100%透光率青冈栎容器苗总叶绿素含量的2.4倍；5%透光率青冈栎容器苗类胡萝卜素(Car)含量为0.64 mg ·g^-1，是100%透光率青冈栎容器苗叶片类胡萝卜素含量的1.94倍。青冈栎叶片(Chla/Chlb)以及(Car/Chl)随着透光率的增加显著增加。

2.3 不同光照强度对容器苗叶片叶绿素荧光特性的影响

全光照处理下F_v/F_m为0.779，明显低于遮荫处理(F = 5.77，P = 0.017)，而其他4个不同光照强度处理中F_v/F_m变化平稳(0.795~0.808)(图 1)，可能全光照对青冈栎叶片PSII光能转化效率产生一定的抑制作用。遮荫明显增加青冈栎叶片电子传递的量子效率(F = 28.998，P < 0.001)，全光照处理青冈栎叶片Ф_PSⅡ只有0.131。60%透光率处理叶片Ф_PSⅡ为0.30，是全光照处理的2.29倍。而透光率5%的处理中叶片Ф_PSⅡ达到0.701，是全光照处理的5.35倍(图 1)，表明遮荫有助于提高青冈栎叶片电子传递的量子效率。

遮荫处理明显增加光化学猝灭系数q_P(F = 65.373，P < 0.001)(图 1)，全光照下的处理中叶片q_P为0.32。5%透光率处理中叶片q_P为0.925，是全光照下的2.89倍。60%透光率处理叶片q_P为0.57，是全光照下的1.78倍。

全光照处理青冈栎叶片非光化学猝灭系数NPQ明显高于遮荫处理(图 1)，全光照处理青冈栎叶片非光化学猝灭系数NPQ为2.54，而5%透光率处理非光化学猝灭系数为0.16，在全光照条件下，由于高的非光化学猝灭可以使过剩的激发能以热能的形式耗散，是植物的一种自我保护机制，在保护光合机构免受强光破坏中发挥重要作用。Car/Chl变化与NPQ变化一致，表明光强的增加更多引导类胡萝卜素的合成，有利于强光下将过剩的辐射能通过天线色素猝灭加以耗散，保护了光合机构(武维华，2003；周忆堂等，2008)。

2.4 不同光照强度对容器苗叶片丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、游离脯氨酸含量(PRO)、叶片相对电导率的影响

随着透光率的提高，青冈栎叶片丙二醛(MDA)含量呈现下降趋势(图 2)，100%透光率处理青冈栎叶片丙二醛(MDA)含量为42.18 nmol ·g^-1 FW，5%透光率青冈栎叶片丙二醛(MDA)含量最高为49.93 nmol ·g^-1 FW，是100%透光率处理青冈栎叶片丙二醛(MDA)含量的1.22倍，5%，20%和40%透光率青冈栎叶片丙二醛(MDA)含量之间差异不显著。

随着透光率的增加(图 3)，青冈栎叶片SOD活性先下降后呈上升趋势，全光照处理SOD活性最高，为2 917 U·g^-1h^-1，其次为60%透光率处理为2 337.7 U·g^-1h^-1，再依次分别为5%透光率处理为1 618.3 U·g^-1h^-1、20%透光率处理为1 562.0 U·g^-1h^-1、40%透光率处理为1 004.3 U·g^-1h^-1，全光照处理SOD活性是40%透光处理的2.91倍，是20%透光率下SOD活性的1.87倍。

随着透光率的增加，青冈栎容器苗叶片游离脯氨酸含量呈上升趋势，全光照和60%透光率处理叶片游离脯氨酸含量分别为10.62 mg ·g^-1 FW和12.84 mg ·g^-1 FW，5%透光处理游离脯氨酸含量最低为8.54 mg ·g^-1 FW(图 4)，说明青冈栎5%透光率条件下光照强度太弱，长时间遮荫，造成了脯氨酸含量下降。不同遮荫条件青冈栎容器苗相对电导率差异不显著(图 5)。

2.5 不同光照强度对容器苗叶片氮磷钾含量

不同光照强度处理青冈栎容器苗叶片全氮含量随着透光率的增加，全氮含量呈下降趋势，5%透光率处理的含氮量为2.02%，是全光照处理氮含量1.5倍(图 6)。不同遮荫处理青冈栎容器苗叶片全磷含量随着透光率的增加，总体呈下降趋势，全光照处理含磷量最低为0.21%，5%，20%，40%，60%光照处理含磷量分别为0.27%，0.26%，0.27%，0.24%，但是不同处理间差异未达显著水平(图 6)。不同遮荫处理青冈栎容器苗叶片钾含量差异不显著(图 6)。

3 讨论 3.1 遮荫与色素、叶绿素荧光参数

在遮荫条件下，叶片叶绿素含量增高有利于光合作用(刘文海等，2006；杨晓盆等，2008；翟玫瑰，2009)。在光照较弱条件下，植物叶片单位叶面积叶绿体数量减少，但叶绿体变大，叶绿素含量增加，且Chlb含量增加的更多，故Chla/Chlb比值下降。Chlb含量增加有助于利用漫射光中占优势的较短波长的蓝紫光，从而提高捕光能力(武维华，2003；潘远智等，2006；周忆堂等，2008)。青冈栎叶片Car/Chl随着透光率的增加显著增加，在高光照条件下，青冈栎叶绿素含量降低，光能利用率下降，类胡萝卜素相对含量增加，可以猝灭激发态的叶绿素，它可耗散过剩光能，而形成激发态的类胡萝卜素，以热耗的方式返回基态，同时清除活性氧，避免多余的吸收能量对光合系统造成伤害，从而保护光合机构(武维华，2003；周忆堂等，2008)。

在全光照条件下，当自然光强超过光饱和点时，光能利用率下降，故全光照条件下电子传递量子效率Φ_{PS Ⅱ}、光化学猝灭(q_P)较遮荫条件下低，而过多的光能通过以热能的形式耗散掉，因此全光照条件下非光化学猝灭NPQ较高。遮荫条件下，PSⅡ把吸收的光能较多地分配给光合电子传递用于叶片的光合作用，表现出较高的电子传递速率和光化学效率，从而电子传递量子效率Φ_{PS Ⅱ}、光化学猝灭(q_P)较高，以提高光能的利用率，而本身光量子少，没有产生较多的过剩激发能，故NPQ较低，桃树等在弱光条件下也表现出弱光下光系统Ⅱ(PS Ⅱ)的光化学活性和原初光能转化效率提高，用于电子传递的光能比例增加(周忆堂等，2008；刘文海等，2006)。

3.2 遮荫与SOD，PRO，MDA及相对电导率

植株体内有一套完善的抗氧化防御系统，该系统有清除自由基的能力，自由基累积加快时该系统会迅速提高活力保护质膜，但当所累积的自由基在超出防御能力后开始破坏质膜系统，导致整个酶体系的活性大幅降低(鲍思伟等，2009)，SOD, PRO, MDA及相对电导率是反映植物抗逆性的重要指标。植物处于逆境时，体内游离脯氨酸含量往往大量积累，其含量的上升可能是长期对逆境的一种适应，所以常把其含量的增加作为植物抗逆性指标之影响(芦站根等，2003)。鲍思伟等(2009)研究发现：曼地亚红豆杉(Taxus media)扦插苗叶片超氧化物歧化酶(SOD)活性在强度遮荫(30%透光率)处理为最低，丙二醛(MDA)含量在强遮荫(30%透光率)条件下为最高，强遮荫条件不利于曼地亚红豆杉扦插苗生长。本研究发现：随着透光率的增加，超氧化物歧化酶(SOD)活性呈上升趋势、游离脯氨酸含量上升趋势，随着透光率的增加，丙二醛(MDA)含量呈下降趋势，说明随着透光率的增加，清除活性氧和稳定膜结构和功能的能力增加，青冈栎为喜阳性树种，具有较强的耐干旱胁迫能力，强遮荫条件下不利于苗木生长。细胞质膜及细胞器的膜系统是隔离细胞内外和胞内各细胞器的绝缘层，是联系植物细胞与外界环境的重要界面，各种逆境对细胞的影响首先作用于细胞膜，细胞膜的破坏将加速整个细胞结构的伤害，通过测定相对电导率大小，能反映细胞质膜结构和功能的损伤程度(李朝周等，2002)。不同处理间相对电导率差异不显著，说明遮荫处理并没有对青冈栎的膜结构造成破坏，青冈栎也具耐荫性。

3.3 遮荫与生长

光照条件是植物在整个生活史过程中时空异质性最大的环境因子，对植物的生长发育和生理代谢都具有重要影响(Callahan et al.，2002)。苗木通过调整叶面积来适应因遮荫而产生的光照变化，是幼苗形态学方面的生长调节，表现为比叶面积随光照的减弱而增大，通过扩大叶面积以吸收更多的光能，以提高其在遮荫环境中的光截获量(闫兴富等，2007)，而全光照下则通过减小叶面积以减小高辐射伤害与水分蒸发。夏季全光照条件下，温度高(付晓青等，2011)，苗木易受高温干旱胁迫，叶质量比随着透光率的增加而降低，根质量比随着透光率增加而增加，容器苗叶质量比的降低可以防御高温干旱带来的叶片损伤，生物量向根的分配转移可以保证根系充分地与营养和水分接近，进而提高净同化效率(张露等，2006；闫兴富等，2007)。

研究表明：遮荫不利于苗木的生长，随着遮荫程度的增加，干物质积累呈下降趋势(Tarin et al., 2008；Mu et al., 2003；Ashok et al., 2009)，而另一些研究表明:适宜的遮荫处理有助于改善生态环境(付晓青等，2011)，有利于苗木生长和生物量积累，但过度遮荫不利于苗木生长(罗宁，2005；肖润林等，2007；翟玫瑰等，2009)。夏季高温，光照强，光能利用率下降，而且水分蒸发强度大，青冈栎容器苗可适当遮荫(60%透光率处理)，秋季再转移到全光照下培育，有利于苗木的生长，同时可节约用水。Guo等(2004)研究发现：2年生米心水青冈(Fagus engleriana)幼苗能够在林下的弱光条件下生存，但生长受到了极大的抑制。自然条件下，亚热带地区青冈栎幼苗在林下受到马尾松(Pinus massoniana)等上层乔木的遮荫，苗木生长较慢，实现自然演替时间漫长，需要采取人工的抚育措施，增加青冈栎幼苗光照强度，加速演替进程。

4 小结

青冈栎容器苗出圃时，100%, 60%透光率处理之间苗高差异不显著，其他处理间苗高差异达显著水平。地径、生物量、质量指数等形态指标差异达显著水平，其值由高到低分别为100%，60%，40%，20%，5%透光处理。

随着透光率的增加，根质量比和Chla/Chlb、Car/Chl呈现上升趋势，单位面积和单位质量的叶绿素a(Chla)含量、叶绿素b(Chlb)含量、类胡萝卜素(Car)含量、总叶绿素含量，以及比叶面积、叶质量比，呈现下降趋势。遮荫明显增加青冈栎叶片电子传递的量子效率(Ф_{PS Ⅱ})和光化学猝灭系数(q_P)，60%透光率处理叶片Ф_{PS Ⅱ}是全光照条件下的2.29倍，60%透光率处理叶片q_P是全光照下的1.78倍，表现了在弱光条件下，为提高光能利用率而对环境的一种形态和生理的适应策略。

随着透光率的增加，超氧化物歧化酶(SOD)活性和游离脯氨酸含量呈上升趋势，丙二醛(MDA)含量呈下降趋势，不同处理间相对电导率差异不显著，遮荫处理并没有破坏青冈栎容器苗的细胞膜结构，青冈栎为喜阳性树种，具有较强的耐干旱胁迫能力，但具有耐荫性。