沿海大气中弥散着大量盐雾。盐雾在重力和风的共同作用下黏附于植物表面，会造成植物的生理脱水、变色乃至死亡^[1]，这在一定程度上抑制沿岸植物的繁殖能力，也会影响植物分布^[2]。植物的生长过程中光合作用是最重要的生理过程之一，也是影响植物生产力的关键因素^[3]。研究表明，盐雾沉降作用下叶片细胞结构会被破坏，植物的光合作用受到抑制，植物不能获得足够营养，导致无法正常生长^[4-6]。因此，研究植物光合作用对盐雾胁迫的响应，对于评价植物耐盐雾能力，筛选耐盐雾植物建设沿海防护林具有重要意义。

日本荚蒾(Viburnum japonicum)为常绿灌木，叶片革质深绿，白花簇状，熟果鲜红，具有较高的观赏价值^[7]。野生日本荚蒾仅分布在海岛上，最早记录在日本本州、九州等海岛^[8-9]，在我国仅生长于浙江省台州市及舟山市的部分海岛，植株数量极少，已被列入浙江省重点保护野生植物名录(第一批)和浙江省极小种群拯救保护物种^[10-13]。对日本荚蒾的研究主要集中在从叶片提取生物活性化合物方面^{[8, 14]}，近年来，为探究日本荚蒾分布区狭窄、种群数量稀少的原因，还开展了遗传多样性研究^[15]; 从水分和光照开展了生理生态学研究，探明其抗旱性和耐阴性机理^[16-17]。由于日本荚蒾自然分布于海岛，其生长发育必然受到盐胁迫。但目前尚未有关于其耐盐性的报道。在植物耐盐性研究方面，大多数学者致力于植物根系受到盐胁迫的研究，而对盐雾胁迫下叶片的响应研究较少^[18]。因此，研究盐雾胁迫下日本荚蒾的光合生理特性，探讨其对盐雾环境的适应能力和响应机理，可以深入了解日本荚蒾对盐雾胁迫的抗性，为极小种群植物日本荚蒾的树种保护和迁地引种提供科学依据。

日本荚蒾(Viburnum japonicum)植株为临海市林业技术推广总站提供的4 a生实生苗。植株生长旺盛、长势一致，株高约50 cm。选择下口直径16 cm、上口直径21.3 cm、高20 cm的塑料盆钵进行盆栽试验，每盆放入挖于苗圃的熟土5 kg，土壤有机质、速效氮、速效磷、速效钾含量分别为27.43、0.175、70.50、20.57 g/kg，每盆栽1株。

于2021年5月，将日本荚蒾植株移入温室大棚内缓苗，期间进行正常养护。缓苗1个月后，于2021年6月1日开始试验。根据海岛盐雾浓度约为3%的水平^[19]，设置盐雾NaCl的质量浓度分别为0% (CK)、1%、2%和3%，用盐雾溶液对叶片进行处理，每处理5个重复。使用造雾喷瓶将NaCl溶液以喷雾的形式呈水平方向均匀喷洒于叶片表面，每株植物每天16:30喷洒50 mL，连续喷洒40 d。植株经过盐雾处理后，每10 d测定1次叶片各项指标。

土壤理化性质测定  土壤有机质含量的测定采用重铬酸钾容量法，速效氮的测定采用碱解扩散法，速效磷的测定采用碳酸氢钠法，速效钾的测定采用醋酸铵-火焰光度计法^[20]。

生长观察  每天观察并记录植株的生长状况及形态变化，并根据盐害症状对划分盐害等级, 0级为无盐害症状；1级为少量叶片的叶尖、叶缘或脉部变黄，属于轻度盐害；2级为半数叶片的叶尖、叶缘焦枯，属于中度盐害；3级为绝大部分叶片的叶尖、叶缘焦枯，并有落叶现象，属于重度盐害; 4级为枝条干枯，叶片脱落，植株死亡，属于极重度盐害。

光合-光响应测定  每处理随机选择3株植株, 选取生长较好的枝条中上部成熟叶片，每株1片。采用光合测量仪(Li-6400，Lincoln，USA)于上午8:30— 11:30，通过红蓝光源(6400-02B RedBlue)设置光合有效辐射(PAR)，依次为2 000、1 500、1 200、1 000、800、600、400、300、200、150、100、50、0 µmol/(m²·s)，测量叶片的净光合速率(P_n)，绘制光响应曲线并将其与直角双曲线修正模型P(I)=α[(1-βI)/(1-γI)]-Ic拟合，式中，P(I)为P_n；α为光响应曲线初始斜率；β、γ为修正系数；I为光合有效辐射(PAR)；Ic为暗呼吸速率(R_d)，获得相应的光响应特征参数^[21]。

叶绿素荧光参数的测定  在测量净光合速率的同时，使用标准荧光叶室测定叶片的叶绿素荧光参数。测量数据之前，对选定的叶片经过30 min的暗反应后，利用荧光叶室测定初始荧光(Fo)、最大荧光(F_m)和最大光化学效率(F_v/F_m)。

叶绿素含量的测定  用80%丙酮浸提法测定叶片的叶绿素(Chl)含量。每处理随机选择3株植株，每株选取正常枝条的中上部成熟叶片2~3片, 将采集到的叶片进行编号并装入冰桶带回。叶片处理干净后剪成小块放入试管，加入含丙酮及80%丙酮的Chl提取液，混合后放于暗处浸提过夜，浸提的过程中摇晃试管3~4次。浸提结束后，用紫外分光光度计测出处理后的Chl提取液在波长为663和645 nm处的吸光值，Chl浓度=20.29×A₆₄₅+8.05× A₆₆₃; Chl含量(mg/g FW)=(C×V_t)/(FW×1000)，式中，C为叶绿素浓度(mg/L); FW为样品鲜质量(g); V_t为提取液总体积(mL)。

本文采用SPSS 23.0软件对实验数据进行单因素方差分析，运用LSD法进行显著性分析和多重比较，使用Origin 2018绘制图形。

试验期间，CK植株能正常生长，无明显变化(图 1)。1%盐雾处理的日本荚蒾全部存活，但处理20 d时部分叶片的叶缘开始干枯，30 d时部分叶片大面积干枯，40 d时半数以上叶片脱落，达3级盐害。2%盐雾处理植株10 d部分叶片叶缘干枯，20 d时有1/3叶片完全变褐色，30 d时仅剩极少部分叶片保持绿色，40 d全部植株死亡，达4级盐害。3%盐雾处理的植株5 d就出现盐害症状，10 d时1/3叶片失绿，20 d部分植株死亡，25 d全部植株死亡，达4级盐害。这表明日本荚蒾在盐雾NaCl浓度大于2%的环境中无法存活。

图 1(Fig. 1)

图 1 日本荚蒾在不同浓度盐雾处理下的生长情况。CK: 对照。下同 Fig. 1 Growth of Viburnum japonicum under different concentrations of salt spray. CK: Control. The same below

日本荚蒾叶片的P_n随盐雾NaCl浓度的升高而下降，且盐雾处理的P_n随胁迫时间的延长与CK的差距越来越大(图 2)。试验初期(10 d)，1%盐雾处理植株叶片的光响应曲线与CK呈现相似的变化趋势, 且各PAR下的P_n值相差较小，而2%和3%盐雾处理的P_n与CK相比大幅下降，胁迫反应明显。胁迫处理20 d后，盐雾处理的植株叶片P_n均下降，1%盐雾处理的P_n与CK差距明显加大, 2%盐雾处理的P_n趋于0，3%盐雾处理的P_n小于0，植株趋于死亡。胁迫处理30 d时，1%和2%盐雾处理的P_n继续下降，2%盐雾处理的P_n降至0以下，3%盐雾处理的植株全部死亡；胁迫持续40 d后，1%盐雾处理的P_n继续下降，2%盐雾处理的植株死亡。

图 2(Fig. 2)

图 2 日本荚蒾在不同浓度盐雾处理下的光合-光响应曲线。Pn: 净光合速率; PAR: 光合有效辐射。 Fig. 2 Light response curves of net photosynthesis rate for Viburnum japonicum under different concentrations of salt spray. Pn: Net photosynthesis rate; PAR: Photosynthetically active radiation.

从表 1可见，盐雾胁迫相同时间，最大净光合速率(P_nmax)随盐雾NaCl浓度的升高持续下降，且盐雾处理的P_nmax均显著小于CK (P < 0.05)；暗呼吸速率(R_d)在胁迫过程中无明显变化；光饱和点(LSP)均随盐雾NaCl浓度的升高而增大，且处理间的差异显著(P < 0.05)。除试验初期(10 d)外，其他胁迫时间植物的光补偿点(LCP)均随盐雾NaCl浓度的升高而显著增大(P < 0.05)。

表 1(Table 1)

表 1 不同浓度盐雾处理下日本荚蒾叶片的光合生理参数 Table 1 Photosynthetic parameters of Viburnum japonicum leaves under different concentrations of salt spray 胁迫时间(d) Stress time NaCl /% Pnmax [μmol CO2/(m2·s)] Rd [μmol/(m2·s)] LSP [μmol/(m2·s)] LCP [μmol/(m2·s)] 10 0 7.19±0.13a 1.634±0.029a 1 322±12.55c 37.23±1.06a 1 5.70±0.10b 0.959±0.002b 1 911±22.32b 16.26±1.37c 2 1.53±0.04c 0.572±0.039c 2 019±27.23a 24.40±2.05b 3 0.45±0.01d 0.923±0.012d – – 20 0 6.85±0.14a 1.476±0.028a 1 862±33.10c 22.99±2.41c 1 4.77±0.04b 1.277±0.005a 2 031±21.74b 31.16±1.34b 2 2.53±0.05c 0.858±0.089b 2 106±28.48a 49.48±4.83a 3 –0.13±0.03d 0.781±0.044b – – 30 0 8.68±0.05a 0.931±0.031a 1 217±25.84b 10.47±1.57b 1 3.63±0.03b 1.024±0.020a 1 845±34.21a 12.23±1.48a 2 –0.07±0.01c 0.937±0.023a – – 40 0 9.94±0.04a 0.528±0.019b 1 840±41.29b 5.94±0.16b 1 2.36±0.03b 1.690±0.017a 1 933±31.81a 44.06±23.58a Pnmax: 最大净光合速率; Rd: 暗呼吸速率; LSP: 光饱和点; LCP: 光补偿点。相同时间的同列数据后不同字母表示差异显著(P < 0.05)。 Pnmax: Maximum net photosynthetic rate; Rd: Dark respiration rate; LSP: Saturation point; LCP: Light compensation point; CK: Control. Data followed different letters within column treated the same time indicated significant differences at 0.05 level.

表 1 不同浓度盐雾处理下日本荚蒾叶片的光合生理参数 Table 1 Photosynthetic parameters of Viburnum japonicum leaves under different concentrations of salt spray

F_v/F_m与盐雾NaCl浓度和胁迫持续时间成反比(图 3)。胁迫10 d，CK、1%和2%盐雾处理的F_v/F_m无显著差异(P > 0.05)，而3%盐雾处理的低于0.75, 与其他处理的差异显著(P < 0.05)；胁迫20 d时，2%盐雾处理的F_v/F_m明显下降，降至0.748，与CK的差异显著(P < 0.05)，而3%盐雾处理的为0.627，胁迫效应显著；1%盐雾处理30 d的F_v/F_m与CK的差异显著(P < 0.05)，但仍维持在较高水平。可见，中高浓度盐雾环境(盐雾NaCl浓度大于2%)会使F_v/F_m显著下降，而低浓度盐雾环境(小于1%)在胁迫初期对F_v/F_m无显著影响，后期有较小影响。

图 3(Fig. 3)

图 3 不同浓度盐雾处理下日本荚蒾叶片的最大光化学效率。Fv/Fm: 最大光化学效率。柱上不同字母表示差异显著(P < 0.05)。下同 Fig. 3 Maximum photochemical efficiency of Viburnum japonicum under different concentrations of salt spray. Fv/Fm: Maximum photochemical efficiency. Different letters upon column indicate significant differences at 0.05 level. The same below

日本荚蒾叶片的Chl含量随盐雾NaCl浓度的升高而下降(图 4)。1%盐雾处理10 d的Chl含量与CK差异不显著(P > 0.05)，处理20 d后与CK的差异显著(P < 0.05)，其他处理的Chl含量均显著小于CK (P < 0.05)。盐雾处理的Chl含量均随胁迫时间的延长而降低。

图 4(Fig. 4)

图 4 不同浓度盐雾处理下日本荚蒾叶片叶绿素含量的变化。Chl: 叶绿素含量。 Fig. 4 Content of Chl in leaves of Viburnum japonicum under different concentration of salt spray. Chl: Chlorophyll content.

盐雾胁迫会通过影响植物的光合作用及生理活动，破坏植物的形态特征，影响植物的生长^[22]。在本试验中，CK的日本荚蒾生长旺盛，长势较好；1%盐雾处理植株在胁迫初期生长无明显变化，随胁迫时间的延长逐渐出现叶片发黄、干枯甚至脱落等现象，但植株仍能全部存活；2%盐雾处理组植株从10 d时就产生了胁迫反应，40 d时死亡；3%处理组的植株在试验初期就表现出较明显的受害症状, 30 d时植株全部死亡。以上现象说明日本荚蒾在盐雾浓度较高的胁迫环境中无法存活。由此推测，日本荚蒾可以在海岛上生存，并不是因为该植物具有较强的耐盐雾能力，而是由于其是生长在林中层的灌木或小乔木，在野外大多零星分布于海岛山坡林、杂木林下，上层植物在盐雾沉降过程中为日本荚蒾起到了遮挡作用，只有少部分盐雾会落到其叶片上，导致该植物在生长过程中受到盐雾胁迫的影响较小。

植物叶片的P_nmax与植物光合能力成正比^[23]。本试验中，P_nmax与盐雾NaCl浓度成反比，说明盐雾胁迫会削弱植物的光合作用能力；LSP可以判断植物利用强光的能力，两者具有正相关性^[25]。日本荚蒾的LSP随盐雾NaCl浓度的升高不断增大，说明其在盐雾胁迫下利用强光的能力得到进一步提高; 植株利用弱光的能力可以根据LCP来判断，两者呈负相关^[24]，1%与2%盐雾处理10 d的LCP均小于CK，即在试验初期，受到轻中度盐雾胁迫的日本荚蒾植株利用弱光的能力增强，而盐雾处理20 d后, LCP均随胁迫程度的增强而增大，即利用弱光的能力降低。综合分析LSP及LCP，在盐雾胁迫初期, 受到轻中度胁迫的日本荚蒾对光能的利用能力增强, 即对盐雾胁迫产生一定的抗性；而随胁迫的持续进行，其利用强光的能力逐渐增强，而利用弱光的能力不断下降，即在盐雾环境中，植株可利用的光能范围发生了变化，不断向强光区偏移^[25]，使光合作用受到影响，对植物的生长十分不利。植物的光合作用遭到抑制后，PSII最先受到影响，因此探究PSII的变化可以了解胁迫对植物光合作用能力的影响^[26]。叶绿素荧光是反映植物光合作用情况的探针, 有利于深入探究盐雾胁迫下植物光合作用的内在特性^[14-15], 了解植物受伤害的机理^[27]。F_v/F_m代表PSII反应中心的光能转换效率^[28]，在正常环境下，植物叶片的F_v/F_m一般维持在0.75~0.85且变化较小^[29]; CK与1%盐雾处理的F_v/F_m均高于0.75, 说明在轻度盐雾胁迫下，植物PSII反应中心几乎没有受到损伤。而2%处理10 d的F_v/F_m与CK差异不显著(P > 0.05)，胁迫20 d后降至0.75以下且与CK差异显著(P < 0.05)，说明在中度盐雾胁迫的初期, 日本荚蒾受到的影响较小，随着胁迫时间的延长, 盐害程度不断加深。3%盐雾处理的F_v/F_m在10 d时为0.75，20 d时降至0.627，说明日本荚蒾在3%盐雾环境中，植物的PSII反应中心遭到破坏，植物无法正常生长。这与束靖等^[30]对盐胁迫下樱桃(Cerasus spp.)幼苗的研究结果一致，NaCl会使植物叶片发生光抑制，从而影响植物的光合作用。

Chl含量是反映植物光合能力的指标，可衡量植物的耐盐雾性^[31]。盐胁迫会通过破坏叶绿体结构及提高叶绿素酶活性降低植物体内的Chl含量，进而影响植物的光合作用^[32]。在本试验中，日本荚蒾叶片中的Chl含量与盐雾NaCl浓度及胁迫时间成反比，说明盐雾胁迫通过降低叶肉细胞内的Chl含量，影响植物吸收及传递光能的过程，进而削弱植物的光合能力。陈顺伟等^[33]研究了杜英(Elaeocarpus decipiens)等树种的耐盐雾性，认为盐雾胁迫会导致植物叶片不同程度的失绿、变黄，即造成叶绿素含量下降，这与本试验结论一致。

综上所述，日本荚蒾耐盐雾能力并不强。在盐雾NaCl质量浓度小于1%的环境中，日本荚蒾会通过维持PSII反应中心正常工作，保证光合作用的正常进行。当达到2%及以上时，叶片的叶绿素含量降低，可利用光能范围变窄，导致植物对光能的利用能力减弱。同时，PSII反应中心遭到较大程度的破坏，植物的光合作用受到严重抑制，对光合产物的消耗远大于积累，植物无法正常生长。野生日本荚蒾仅生长于海岛，易受到海风侵蚀，而海岛环境中盐雾NaCl质量浓度大约为3%^[19]，由此推测日本荚蒾耐盐雾能力弱是其分布区狭窄、数量稀少的原因之一。因此，在栽培日本荚蒾时，应选择盐雾NaCl浓度较低的环境，或者将其与其他乔灌木搭配种植，形成植物屏障，降低盐雾在日本荚蒾上的沉降量，以确保植物能够正常生长。然而，本研究仍存在一定局限性，在设置盐分梯度时，各处理的浓度差距较大，导致无法得出更精准的结果；试验周期较短，应适当延长试验时间，进行长期观测，以得出更具说服力的结论。