密花豆扦插苗與種子苗的生長及光合特性研究

張珍賢 趙毅 張鵬 張潔 李泓池 彭開鋒 冷其霖 龔云 蔡傳濤

〔摘要〕 目的 探究密花豆（Spatholobus suberectus Dunn）扦插苗與種子苗的生長動態和光合特性差異。方法 通過盆栽及大田栽培試驗，對同齡密花豆扦插苗與種子苗的株高、基徑、成活率及光合特性進行對比分析。結果 在盆栽及大田試驗中，密花豆扦插苗與種子苗的株高和基徑均呈直線增大趨勢，且種子苗的長勢優于扦插苗。盆栽及大田條件下，密花豆種子苗的成活率分別為80%和86%，高于扦插苗的70%和62%。密花豆種子苗的最大凈光合速率在盆栽及大田試驗中比扦插苗高44.71%和54.65%，且種子苗的表觀量子效率及光飽和點均高于扦插苗，表明密花豆種子苗較之扦插苗具有較高的光合潛能和較強的光適應性。結論 密花豆種子苗的株高和基徑的生長量及光合潛力均優于扦插苗，其移栽成活率也高于扦插苗。

〔關鍵詞〕 密花豆;扦插苗;種子苗;生長;光響應曲線;光合特性

〔中圖分類號〕R282.2? ? ? ?〔文獻標志碼〕A? ? ? ? 〔文章編號〕doi：10.3969/j.issn.1674-070X.2022.02.005

Study on the growth and photosynthetic characteristics of cutting seedlings and seed

seedlings of Spatholobus suberectus

ZHANG Zhenxian1， ZHAO Yi2， ZHANG Peng2， ZHANG Jie1， LI Hongchi1， PENG Kaifeng2， LENG Qilin2，

GONG Yun2*， CAI Chuantao1，3*

（1. CAS Key Laboratory of Tropical Plant Resources and Sustainable Use， Xishuangbanna Tropical Botanical Garden， Chinese Academy of Sciences， Kunming， Yunnan 650223， China; 2. Zhuzhou Qianjin Pharmaceutical Co.， Ltd.， Zhuzhou， Hunan 412007， China; 3. Core Botanical Garden of Chinese Academy of Sciences， Mengla， Yunnan 666303， China）

〔Abstract〕 Objective To explore the differences in growth dynamics and photosynthetic characteristics between cutting seedlings and seed seedlings of Spatholobus suberectus. Methods The plant height， stem diameter， survival rate and photosynthetic characteristics of cutting seedlings and seed seedlings of Spatholobus suberectus of the same age were compared and analyzed in pot and field cultivation experiments. Results In the pot and field experiments， the plant height and stem diameter of both cutting seedlings and seed seedlings of Spatholobus suberectus showed a linear increasing trend， and the growth of seed seedlings was better than that of cuttings. Under the the pot and field experimental conditions， the survival rate of the seed seedlings was 80% and 86%， respectively， which was higher than that of the cutting seedlings （70% and 62%）. In the pot experiment and field experiment， the maximum net photosynthetic rate of the seed seedlings of Spatholobus suberectus was 44.71% and 54.65% higher than that of the cutting seedlings. Meanwhile， the apparent quantum yield and light saturation point of the seed seedlings were both greater than those of the cutting seedlings. These results indicated that the seed seedlings had higher photosynthetic potential and stronger light adaptability than the cutting seedlings. Conclusion The plant height， stem diameter and photosynthetic potential of Spatholobus suberectus are greater in seed seedlings than in cutting seedlings， and the transplanting survival rate of the former is larger.

〔Keywords〕 Spatholobus suberectus; cutting seedling; seed seedling; growth; light response curve; photosynthetic characteristic

密花豆（Spatholobus suberectus Dunn）為豆科密花豆屬多年生木質攀援藤本[1]，是1977年版至2020年版《中華人民共和國藥典》中收載的雞血藤藥材的唯一基原植物[2-3]。雞血藤是中國、韓國和日本傳統醫學中廣泛應用的用于治療血瘀證相關疾病的活血祛瘀藥[4]，其藥用價值高，市場需求量大。在國內以雞血藤為原料生產的中成藥達178種，其中不少為常用的中成藥，如婦科千金片（膠囊）、花紅片、金雞膠囊、活血通脈片及正天丸等[5-6]。多年來由于利益驅動，密花豆資源遭到無節制地掠奪式采伐，致使其野生資源趨于枯竭。當前醫藥企業使用的雞血藤藥材基本依靠緬甸、老撾、越南等國進口，其價格和供給易受到國際關系的影響[7]。此外，人類活動（毀林開荒、經濟林種植等），導致密花豆的生境也遭到嚴重破壞，且其種群恢復與更新速度較慢[8]?！吨袊锒鄻有约t色名錄-高等植物卷》已將密花豆列為易危物種[9]。因而，開展密花豆人工栽培勢在必行，這既能滿足臨床用藥需求，促進雞血藤藥材產業的可持續發展，又有利于密花豆野生資源的天然保護，是解決植物保護與社會經濟發展需求關系最直接、最有效的方法。

密花豆在國內主要分布于云南、廣西及廣東3個省區[1]。野外調查發現，廣西和廣東地區密花豆原生境地中少見密花豆花果，且尚存的野生居群中也鮮少甚至未發現實生幼苗，因而，兩廣的密花豆人工栽培研究中均采用扦插苗[8，10]。根據以密花豆扦插苗為種苗的種植基地統計發現，林下或坡地種植時，密花豆成活率只有20%～30%，主要因為扦插苗根系不甚發達，起苗時易斷根，傷根嚴重，且大面積野外種植通常無灌溉能力，嚴重影響種植效率和基地效益[11]。此外，扦插過程復雜，且需要大量的插穗，如進行規?；罅慨a苗，操作性比較差。同時，還面臨著插穗來源單一，從而導致種群遺傳多樣性下降，進而導致苗木適應環境變化的能力減弱、易發病蟲害，并會引起品種退化而影響藥材質量。因此，種子繁殖在生境擴展性、繁殖速度與繁殖潛力上比無性繁殖更具優勢。

云南野外調查發現密花豆能正常開花結果，且種源充足。但當前密花豆人工栽培研究尚處于起步階段，無相關研究探索密花豆種子苗和扦插苗定植后其農藝性狀的差異。因而，本研究組開展了盆栽控制試驗和大田栽培試驗，探究密花豆種子苗與扦插苗定植后幼樹的生長及光合特性的差異，以期為密花豆人工種植基地構建選擇合適的種苗材料及其產業化生產示范提供理論依據。

1 材料與方法

1.1? 試驗地概況

試驗地位于中國科學院西雙版納熱帶植物園（21°54′15′′ N， 101°16′32′′ E，海拔580 m）內進行。西雙版納地區受西南季風的影響，一年中有3個明顯的季節劃分：干熱季（3～4月）、雨季（5～10月）和霧涼季（11月～次年2月）。年平均降雨量為1500～1600 mm，其中雨季降雨量占全年降雨量的80%以上;霧涼季降雨量開始減少，但早晚濃霧彌漫，空氣濕度較大，氣溫較低;干熱季氣溫高、降雨量少，易發生旱情。年均溫度為21.5 ℃，最熱月為6月，最冷月為1月，年相對濕度為86%。盆栽試驗在植物園的蔭棚中開展，大田試驗樣地設在植物園內的柚子林中。柚子林是于2002年人工種植的純果林，樣地內除柚子樹（Pterocarpus macrocarpus）外還有少量雞蛋果樹（Cassia siamea）、野芭蕉（Musa wilsonii）、滇南狗脊（Woodwardia magnifica）和馬唐（Digitaria sanguinalis）等物種。

1.2? 試驗材料

密花豆扦插苗為課題組扦插的6～7月齡（2019年10月扦插）營養袋裝苗，穗條采自植物園內定植3年的密花豆植株的木質化硬枝。種子苗為課題組培育的5～6月齡（2019年12月移袋芽苗）營養袋裝苗，種子采自云南省景東縣海拔1500 m左右的無量山。

1.3? 試驗方法

1.3.1? 試驗設計? 2020年4月將長勢一致株高為30 cm左右的密花豆種子苗及新芽高度約20 cm的扦插苗各90株移栽至上口直徑31 cm、下底直徑17 cm、高24 cm的花盆中，每盆定植1株苗。盆栽苗置于低光下進行適應生長，并觀察成活率，及時補苗。盆中插一根細竹竿，以便使藤本幼苗攀緣。適應生長1個月后，移入一層遮陽網下，并隨機掛牌30株開始后續的定株觀測。每15天輕微移動花盆1次，防止扎根地下。同年5月，將長勢一致的密花豆種子苗和扦插苗各300株定植于上述相似立地條件的柚子林。在植株適應生長1個月后，隨機掛牌50株開始后續的定株觀測。

1.3.2? 指標測定

（1）形態生長指標：每月定期用鋼卷尺（精確到0.1 cm）及數顯游標卡尺（精確到0.01 mm）測定各試驗中密花豆的株高和基徑，株高于表土之上測量，基徑的測量位置為主干離表土2 cm處。2021年7月對各試驗中扦插苗和種子苗的成活率進行調查統計。

（2）光響應曲線：在2021年8月份天氣晴朗時進行測定。不同試驗處理的密花豆選擇生長良好的5株，每株選取植株頂端第3～5葉位成熟健康的向陽葉片1片，用Li-6400XT （Li-COR， Lincoln， USA）便攜式光合儀于上午8：30～11：30測定其光響應曲線。測量時采用紅藍光源Li-64002B （Li-COR， Lincoln，USA），樣本室內氣流速率為500 μmol·s-1，葉室內CO2濃度用緩沖瓶調控，葉室溫度控制在（28.1±1.2） ℃，光響應曲線設置了2000、1500、1200、1000、800、600、400、200、150、100、80、60、40、20、10、0 μmol·m-2·s-1共16個光強梯度，盡量保持葉片在植株上原位測量，測定前先將葉片在光強2000 μmol·m-2·s-1下進行10 min光誘導，待凈光合速率（Pn， μmol·m-2·s-1）趨于穩定后啟動自動測量程序。

以光照強度為橫坐標，凈光合速率為縱坐標，繪制光響應曲線。同時，參照尚三娟等[12]的研究方法，利用非直角雙曲線模型對光響應曲線進行擬合，計算光響應參數：表觀量子效率（AQY， μmol·mol-1）、最大凈光合速率（Pmax， μmol·m-2·s-1）、暗呼吸（Rd，

μmol·m-2·s-1）、光補償點（LCP， μmol·m-2·s-1）和光飽和點（LSP， μmol·m-2·s-1）。

1.4? 數據統計與分析

采用SPSS 17.0軟件對數據進行統計分析，用獨立樣本t檢驗進行顯著性分析，當P<0.05表示處理間差異有統計學意義，用Sigma Plot 12.5繪圖。

2 結果與分析

2.1? 密花豆扦插苗和種子苗株高與基徑的生長動態

由圖1可知，在觀測周期中，隨著時間的推移，盆栽和大田試驗中密花豆扦插苗和種子苗的株高和基徑均呈直線增大趨勢。盆栽試驗中，扦插苗的株高從35.5 cm增長到235.4 cm，基徑從4.50 mm增長到8.02 mm;種子苗的株高從48.2 cm增長到213.8 cm，基徑從5.10 mm增長到9.07 mm。扦插苗與種子苗的株高分別增長了199.8 cm和165.6 cm，基徑分別增長了3.51 mm和3.97 mm。扦插苗株高的增長量大于種子苗，而基徑的增長量則小于種子苗（圖1A-1B）。大田試驗中，扦插苗的株高從29.1 cm增長到128.6 cm，基徑從4.76 mm增長到8.15 mm;種子苗的株高從49.0 cm增長到211.1 cm，基徑從4.86 mm增長到8.94 mm。扦插苗與種子苗的株高分別增長了99.5 cm 和162.1 cm，基徑分別增長了3.39 mm 和4.08 mm，扦插苗株高及基徑的增長量均小于種子苗（圖1C-1D）。

截至觀測時間2021年7月，在4.0 mm至14.0 mm的基徑范圍內，盆栽扦插苗的基徑呈“雙峰”分布，波動大;而種子苗的基徑呈“單峰”分布，觀測植株的基徑大多分布在8.0～9.9 mm范圍（圖2A）。大田試驗中，扦插苗和種子苗的基徑均呈“單峰”分布，但峰值不同，扦插苗的峰值范圍為6.0～7.9 mm，而種子苗的峰值范圍為8.0～9.9 mm（圖2B）。

2.2? 密花豆扦插苗和種子苗葉片光響應曲線

在相同的試驗條件下，密花豆扦插苗和種子苗光響應曲線的變化趨勢相同，但不同試驗中，密花豆葉片的凈光合速率（Pn）隨著光合有效輻射（PAR）的響應不同（圖3）。當PAR為0～200 μmol·m-2·s-1時，兩個試驗中密花豆扦插苗和種子苗的Pn均快速上升，且增幅相似。然而，隨著PAR的增大，密花豆種子苗的Pn增幅在兩種試驗條件下均顯著高于扦插苗。同時，在盆栽試驗中，兩種密花豆種苗的Pn在PAR為400～800 μmol·m-2·s-1的范圍內逐漸穩定，而當PAR為>800 μmol·m-2·s-1以后，兩種密花豆種苗的Pn呈下降趨勢（圖3A）。但是，在大田試驗中，當PAR為>400 μmol·m-2·s-1時Pn趨于穩定（圖3B）。

在盆栽和大田試驗中，種子苗的最大凈光合速率（Pmax）均顯著高于扦插苗，分別高出44.71%和54.65%。同時，密花豆種子苗的表觀量子效率（AQY）和光飽和點（LSP）均大于扦插苗，且在大田試驗中種苗的AQY值差異顯著。然而，在兩個試驗中，密花豆扦插苗和種子苗的暗呼吸（Rd）和光補償點（LCP）均無顯著差異，但種子苗的Rd在盆栽試驗中略小于扦插苗，而在大田試驗中大于扦插苗（表1）。

根據定植一年后，2021年7月密花豆扦插苗和種子苗的成活率調查可知，盆栽及大田試驗中扦插苗的成活率分別為70%及62%，而種子苗的成活率為80%和86%，顯著大于扦插苗的成活率（表1）。

3 討論

通過盆栽及大田試驗發現，密花豆種子苗較之扦插苗有更大的生長優勢。這與臧傳富等[13]及蔣玲等[14]對云南紅豆杉的研究結果一致。在盆栽試驗中，雖然扦插苗的株高增長量大于種子苗，但其基徑增長量小于種子苗，植株細弱，抵抗外界不利環境能力差，而種子苗基徑增粗有利于承受更重的地上部分生物量以及提高抗風雨吹打的能力。在大田條件下，密花豆種子苗表現出明顯的生長優勢，其株高、基徑的生長量均大于扦插苗。此外，定植一年后，盆栽和大田試驗中，種子苗的成活率均大于扦插苗。這可能與扦插苗根系幼嫩，水肥吸收能力差，苗木生長相對弱，抗逆能力差，進而導致扦插苗移栽成活率低于種子苗。

植物通過光合作用進行有機物合成、能量儲存和轉化，光合作用是決定植物生長、發育和繁殖的關鍵。植物光合特性受遺傳特性和環境因素的雙重影響[15]。光響應曲線能有效地評價植物葉片利用光能的潛力和植物對生長環境的適應性。表觀量子效率（AQY）反應了植物葉片在弱光下的光合能力，其值越大，說明葉片光能轉化效率越高[15-16]。在本研究中，在盆栽和大田兩種試驗條件下，密花豆種子苗的AQY均大于扦插苗，說明密花豆種子苗在弱光條件下捕獲光量子的能力高于扦插苗。同時，密花豆種子苗的最大凈光合速率（Pmax）在盆栽和大田兩種條件下均顯著大于扦插苗，表明密花豆種子苗在有效光照條件下其葉片的光合潛能顯著高于扦插苗。光補償點（LCP）和光飽和點（LSP）分別反映植物葉片對弱光和強光的利用能力[12]。在盆栽和大田兩種試驗條件下，密花豆種子苗和扦插苗的LCP和LSP均無顯著差異，但種子苗的LSP均大于扦插苗，說明密花豆種子苗較之扦插苗具有較強的光適應性。

總之，在試驗周期中，盆栽控制及大田條件下，密花豆種子苗的生長能力、成活率及光合潛力均強于扦插苗。此外，種子苗培育簡單、成本低，可能是未來密花豆規?；斯しN植中最具潛力的壯苗來源。但密花豆為多年生藤本植物，生長周期長，本研究中取得的數據（8個月及12個月的生長指標）只是其全部生命周期中的一個小片段，此研究結果只能作為密花豆（種子苗和扦插苗）后期研究的基礎，今后應根據多年的生長觀測指標，來完善密花豆人工栽培技術體系。

參考文獻

[1] 中國科學院昆明植物研究所.云南植物志（第十卷-種子植物）[M].北京：科學出版社，2006：599.

[2] 中華人民共和國衛生部藥典委員會.中華人民共和國藥典[S].一部.北京：人民衛生出版社，1977：312.

[3] 國家藥典委員會.中華人民共和國藥典[S].一部.北京：中國醫藥科技出版社，2020：202.

[4] LEE B J， JO I Y， BU Y， et al. Antiplatelet effects of Spatholobus suberectus via inhibition of the glycoprotein IIb/IIIa receptor[J]. Journal of Ethnopharmacology， 2011， 134（2）： 460-467.

[5] 劉? 靜，王曉靜，戴? 忠，等.雞血藤研究進展[J].中國藥事，2019，33（2）：188-194.

[6] 鄭立雄，丁艷芬，楊崇仁.雞血藤的品種與考證[J].中國現代中藥，2012，14（2）：22-30.

[7] 彭開鋒，張? 鵬，凌勇根，等.雞血藤野生變家種技術研究進展[J].現代農業科技，2016，（19）：76-78.

[8] 李苗苗.雞血藤野生資源調查及其品質與自然生態因子相關性研究[D].廣州：廣州中醫藥大學，2017.

[9] 環境保護部和中國科學院.中國生物多樣性紅色名錄高等植物卷[M].內部資料，2013：313.

[10] 蘆進財.雞血藤GAP認證技術體系的建立[D].廣州：廣州中醫藥大學，2015.

[11] 葉茂金，黃日斌，陳春云，等.雞血藤袋苗直育技術規程[J].熱帶農業科學，2021，41（4）：32-35.

[12] 尚三娟，王義婧，王? 楠，等.光照強度對紫斑牡丹生理及生長特性的影響[J].生態學雜志，2020，39（9）：2963-2973.

[13] 臧傳富，蘇建榮，張志鈞.云南紅豆杉扦插苗和實生苗的生長及光合特性[J].林業科學研究，2010，23（3）：411-416.

[14] 蔣? 玲，徐玉梅，胥? 佳，等.云南紅豆杉實生苗和扦插苗幼樹生長量的對比[J].四川林業科技，2014，35（6）：95-96，16.

[15] 韓? 剛，趙? 忠.不同土壤水分下4種沙生灌木的光合光響應特性[J].生態學報，2010，30（15）：4019-4026.

[16] 曹恭祥，劉新前，季? 蒙，等.干旱脅迫下9種沙區適生灌木的光響應特性研究[J].西北林學院學報，2021，36（4）：18-25.