Effects of different light intensities on the physiological characteristics of Alsophila spinulosa seedlings

doi:10.13466/j.cnki.lczyyj.2025.03.004

Abstract

Abstract:

To investigate the effects of different light intensities on physiological characteristics of Alsophila spinulosa seedlings,a pot experiment was conducted under varying shading gradients to control light intensity.Seedlings were exposed to five treatments:Natural greenhouse light intensity(70% transmittance,CK),60% greenhouse light(T1),30% greenhouse light(T2),10% greenhouse light(T3),and 2% greenhouse light(T4).Parameters measured included leaf growth,photosynthetic pigments,antioxidant enzyme activities,membrane stability,and osmotic adjustment substances.The impacts of light intensity were analyzed using correlation analysis and fuzzy comprehensive evaluation.The results showed that:1)The aboveground biomass,underground biomass,and total biomass under T1-T4 treatments were significantly greater than those under CK treatment(P<0.05),while the root-shoot ratio(R/S)was significantly lower than that of CK treatments(P<0.05);2)Under T3 treatment,seedling growth was optimal,with leaf number,leaf length,and leaf width significantly greater than those under other treatments(P<0.05);3)Under T4 treatment,chlorophyll a(Chl a),chlorophyll b(Chl b),and total chlorophyll[Chl(a+b)]were significantly higher than those under other treatment(P<0.05),while carotenoid(Car)content was highest under the T3 treatment;4)As light intensity decreased,the activities of some antioxidant enzyme in the seedlings gradually increased,with superoxide dismutase(SOD)activity reaching its maximum under the T2 treatment;malondialdehyde(MDA)mass fraction,relative electrical conductivity(EC),and soluble sugar(SS)mass fraction gradually decreased,while soluble protein(SP)mass fraction gradually increased;5)Correlation analysis and fuzzy comprehensive evaluation indicated that A.spinulosa seedlings thrived under lower light conditions,with T3 treatment(10% greenhouse light intensity)identified as the optimal growth environment for them.These findings provide quantifiable key parameters for the population restoration of A.spinulosa,a Nationally Key Protected Wild Plant(Class II)in China-thereby enhancing its conservation success.

Key words: Alsophila spinulosa, light intensity, photosynthetic pigment, physiologic index, seedlings

CLC Number:

Q945.3

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Figures/Tables 7

Tab.1

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Tab.4

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光照处理	叶数/片	叶长/cm	叶宽/cm
CK	4.25±0.96c	16.13±2.72c	6.38±1.03d
T1	9.35±1.00b	33.55±8.99b	16.59±2.72c
T2	13.60±1.30a	51.78±5.52a	23.03±1.79ab
T3	15.73±0.55a	58.71±6.96a	26.92±2.67a
T4	14.71±0.84a	50.16±3.45a	20.80±3.40bc

光照处理	Chl a	Chl b	Car	Chl(a+b)
CK	0.82±0.08D	0.30±0.03D	0.30±0.02B	1.12±0.1D
T1	0.97±0.05D	0.34±0.02C	0.31±0.01B	1.31±0.07D
T2	1.25±0.07C	0.45±0.04C	0.35±0.02A	1.7±0.11C
T3	1.72±0.02B	0.75±0.01B	0.39±0.01A	2.47±0.04B
T4	1.89±0.06A	0.99±0.08A	0.36±0.01A	2.89±0.14A

生长指标	叶数	叶长	叶宽	AGB	BGB	TB	R/S	Chl a 质量分数	Chl b 质量分数	Car 质量分数	Chl (a+b) 质量分数	SOD 活性	POD 活性	CAT 活性	MDA 质量分数	EC	SS 质量分数	SP 质量分数
叶数	1.000
叶长	0.992^**	1.000
叶宽	0.970^**	0.988^**	1.000
AGB	0.646	0.738	0.790	1.000
BGB	-0.015	0.110	0.172	0.715	1.000
TB	0.618	0.714	0.766	0.999^**	0.743	1.000
R/S	-0.862	-0.905^*	-0.949^*	-0.879^*	-0.305	-0.860	1.000
Chl a质量分数	0.880^*	0.831	0.759	0.287	-0.275	0.259	-0.525	1.000
Chl b质量分数	0.771	0.698	0.609	0.075	-0.441	0.047	-0.345	0.977^**	1.000
Car质量分数	0.928^*	0.936^*	0.904^*	0.669	0.184	0.651	-0.745	0.889^*	0.776	1.000
Chl(a+b)质量分数	0.842	0.782	0.703	0.202	-0.345	0.174	-0.455	0.996^**	0.992^**	0.848	1.000
SOD活性	0.719	0.784	0.766	0.869	0.477	0.860	-0.820	0.429	0.262	0.681	0.364	1.000
POD活性	0.779	0.710	0.617	0.099	-0.414	0.071	-0.355	0.979^**	0.999^**	0.789	0.993^**	0.298	1.000
CAT活性	0.772	0.720	0.631	0.186	-0.252	0.163	-0.360	0.974^**	0.975^**	0.851	0.980^**	0.334	0.980^**	1.000
MDA质量分数	-0.784	-0.717	-0.636	-0.116	0.389	-0.089	0.369	-0.983^**	-0.996^**	-0.808	-0.994^**	-0.264	-0.994^**	-0.984^**	1.000
EC	-0.994^**	-0.982^**	-0.947^*	-0.617	0.051	-0.588	0.839	-0.886^*	-0.784	-0.911^*	-0.850	-0.743	-0.795	-0.779	0.789	1.000
SS质量分数	-0.894^*	-0.845	-0.764	-0.306	0.279	-0.277	0.547	-0.990^**	-0.965^**	-0.877	-0.986^**	-0.505	-0.972^**	-0.956^*	0.961^**	0.911^*	1.000
SP质量分数	0.935^*	0.921^*	0.852	0.536	-0.014	0.513	-0.679	0.940^*	0.863	0.950^*	0.914^*	0.705	0.881^*	0.899^*	-0.869	-0.950^*	-0.960^**	1.000

生长指标	隶属度
生长指标	CK	T1	T2	T3	T4
叶数	0.00	0.44	0.81	1.00	0.91
叶长	0.00	0.41	0.84	1.00	0.80
叶宽	0.00	0.50	0.81	1.00	0.70
AGB	0.00	0.31	1.00	1.00	0.11
BGB	0.73	0.42	0.93	1.00	0.00
TB	0.00	0.29	1.00	1.00	0.06
R/S	1.00	0.35	0.00	0.02	0.42
Chl a	0.00	0.14	0.40	0.84	1.00
Chl b	0.00	0.06	0.22	0.65	1.00
Car	0.00	0.11	0.56	1.00	0.67
Chl(a+b)	0.00	0.11	0.33	0.76	1.00
SOD 活性	0.00	0.08	1.00	0.62	0.35
POD 活性	0.00	0.02	0.24	0.65	1.00
CAT 活性	0.11	0.00	0.30	0.85	1.00
MDA质量分数	1.00	0.93	0.79	0.26	0.00
EC	1.00	0.58	0.10	0.01	0.00
SS 质量分数	1.00	0.89	0.51	0.24	0.00
SP 质量分数	0.00	0.06	0.76	0.99	1.00
平均值	0.27	0.32	0.59	0.72	0.56
排序	5	4	2	1	3