郭亞男+李仕裕+王發(fā)國

摘要：為評價(jià)和篩選適合于廣東省廣州市園林應(yīng)用的節(jié)約型木本花卉，以廣東省28種優(yōu)良木本花卉的幼苗葉片為試驗(yàn)材料，通過相對電導(dǎo)率、丙二醛含量、脯氨酸含量和超氧化物歧化酶活性等生理生化指標(biāo)測定及SPSS統(tǒng)計(jì)分析，對其耐熱性進(jìn)行了研究。結(jié)果表明：高溫脅迫下，可將這28種植物按耐熱性強(qiáng)弱歸為4類，即：耐熱型、中等耐熱型、熱中等敏感型、熱敏感型。其中，桃金娘耐熱性最差；耐熱性最強(qiáng)的有香蒲桃、黃楊葉蒲桃、紅皮糙果茶等。

關(guān)鍵詞：木本花卉；生理生化；高溫脅迫；耐熱性

中圖分類號： S685.01 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A 文章編號：1002-1302（2016）07-0242-03

隨著人們對居住環(huán)境要求的提高，城市園林植物多樣性日益匱乏，如何因地制宜、適地適樹、以低成本的投入而獲得高效率的景觀效益成為今后生態(tài)園林的建設(shè)目標(biāo)，在這樣的背景下，節(jié)約型園林建設(shè)應(yīng)運(yùn)而生[1-2]。鄉(xiāng)土木本花卉具有適應(yīng)性強(qiáng)、特性各異、凸顯文化，以及管理簡單、易栽易繁等特點(diǎn)，在節(jié)約型園林和生態(tài)宜居環(huán)境建設(shè)中深受人們喜愛[3]。但由于城市綠地立地條件與樹種的原生生境有較大的區(qū)別，而適地適樹是生態(tài)園林種植設(shè)計(jì)的基本原則，因此對新優(yōu)木本花卉進(jìn)行適應(yīng)性研究應(yīng)先行于推廣應(yīng)用。近年來，極端高溫天氣給園林綠化樹種帶來極大的生理傷害甚至死亡[4]。應(yīng)用相對電導(dǎo)率、丙二醛含量等指標(biāo)評價(jià)植物耐熱性已得到較廣泛應(yīng)用[5-6]。目前，廣東省廣州市在節(jié)約型園林建設(shè)中，已篩選出適合天臺綠化、垂直綠化、高架橋橋墩綠化的優(yōu)良草種[7-8]，但針對節(jié)約型木本花卉植物的選育尚未有系統(tǒng)研究。華南地區(qū)是我國野生植物種質(zhì)資源的分布中心，是篩選廣州市節(jié)約型鄉(xiāng)土木本花卉植物良好的種質(zhì)資源庫。為此，筆者參考黃柳菁等對廣東省野生花卉資源評價(jià)篩選的結(jié)果[9]，同時(shí)對廣東地區(qū)木本園林植物進(jìn)行了系統(tǒng)調(diào)查[10]，選擇了28種具有節(jié)約型評價(jià)意義并具代表性及較強(qiáng)地域特色的木本花卉，參考前人對農(nóng)作物、草坪草、山茶科植物的耐熱性研究[11-14]，對這28種植物進(jìn)行生理生化測定和SPSS統(tǒng)計(jì)分析，評價(jià)其耐熱性，旨在為廣州市景觀植物的樹種選擇及引種栽培提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)材料取自中國科學(xué)院華南植物園苗圃和從化苗圃共28種盆栽木本植物幼苗。相關(guān)名稱及種屬關(guān)系詳見表1。

1.2 方法

在夏季7月連續(xù)1周36～38 ℃的高溫天氣后取材，對不同植物的葉片進(jìn)行生理生化指標(biāo)測定。選取長勢基本一致且無病蟲害的植株隨機(jī)取樣。取材時(shí)，選擇成熟葉片，取材部位和方向相對一致。試驗(yàn)重復(fù)3次，取平均值。用電導(dǎo)儀測定法[15] 測定相對電導(dǎo)率（REC）。用硫代巴比妥酸法[15] 測定丙二醛（MDA）含量。用酸性茚三酮法[16] 測定脯氨酸（Pro）含量。用NBT還原法[16] 測定超氧化物歧化酶（SOD）活性。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS18.0軟件進(jìn)行方差分析、相關(guān)性分析和主成分分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 高溫脅迫對28種優(yōu)良木本花卉耐熱性生理指標(biāo)的影響

高溫脅迫下，28種優(yōu)良木本花卉的相對電導(dǎo)率、丙二醛、脯氨酸、超氧化物歧化酶含量見表2。持續(xù)高溫天氣后，不同植物葉片的相對電導(dǎo)率、丙二醛、脯氨酸、超氧化物歧化酶活性均呈現(xiàn)出較大差異。高溫脅迫下，22號植物相對電導(dǎo)率最高（76.12%），20號植物次之（75.52%），25號植物最低（1635%）；16號植物丙二醛含量為最高（0.050 7 μmol/g），21號植物最低（0.004 5 μmol/g）；12號植物脯氨酸含量最高（237.51 μg/g），8號植物含量最低（35.94 μg/g）；3號植物超氧化物歧化酶活性最高（70.44 U/g），1號植物活性最低（1844 U/g）。

2.2 高溫脅迫下各指標(biāo)間的相關(guān)性分析

對28種植物葉片的4項(xiàng)生理指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析（表3），結(jié)果表明，丙二醛含量和超氧化物歧化酶活性間呈顯著的正相關(guān)。

2.3 各項(xiàng)指標(biāo)的主成分分析

相對電導(dǎo)率、丙二醛含量、脯氨酸含量、超氧化物歧化酶活性等4個(gè)指標(biāo)因子（主成分）分析結(jié)果見表4、表5。特征值是衡量因子的主要指標(biāo)，特征值越大，它所對應(yīng)的主成分變量所包含的信息越多。從表4可以看出，前2個(gè)主成分的累積貢獻(xiàn)率已超過65.50%，因此抽取前2個(gè)主成分對測定指標(biāo)進(jìn)行分?jǐn)?shù)排名。從表5可以看出，對于第一主成分而言，MDA的特征向量值最大，為0.831，是耐熱性指標(biāo)中最為關(guān)鍵的；對第二主成分而言，脯氨酸的特征向量值最大，為0.896，是耐熱性指標(biāo)中較為關(guān)鍵的。因此最終篩選MDA、脯氨酸2個(gè)指標(biāo)用于測定這28種植物的耐熱性，評價(jià)結(jié)果的可靠性較大。利用有關(guān)因子得分系數(shù)獲得主成分表達(dá)式，進(jìn)而得到這28種植物2個(gè)因子（主成分）得分的新變量（表6、表7）。2.4 28種植物的耐熱性聚類分析

利用最小方差法，對28種植物高溫脅迫下測得的相對電導(dǎo)率、丙二醛含量、脯氨酸含量、超氧化物歧化酶活性進(jìn)行聚類分析（圖1），結(jié)合利用主成分表達(dá)式得到的28種植物2個(gè)因子（主成分）的新變量（表7），將這28種植物分為4類：即耐熱型、中等耐熱型、熱中等敏感型、熱敏感型。熱敏感型包括：桃金娘；熱中等敏感型包括：水同木、白桂木和雞血藤；中等耐熱型包括：短序潤楠、桃葉石楠、東方紫金牛、尖葉杜英；耐熱型包括：黃楊葉蒲桃、香蒲桃、紅皮糙果茶、金花茶、石斑木、越南山龍眼、肖蒲桃、翻白葉樹、坡壘、臀果木、香花糙果茶、廣寧紅花油茶、珊瑚樹、山血丹、大頭茶、矮紫金牛、浙江紅山茶、伯樂樹、小果石筆木、嶺南紫荊。

3 結(jié)論與討論

高溫脅迫下，植物體內(nèi)會發(fā)生一系列的生理生化變化，如細(xì)胞膜脂過氧化加劇、脯氨酸含量增加、保護(hù)酶活性增強(qiáng)等[17]。植物的耐熱性是一段時(shí)間的高溫天氣下，植物體內(nèi)形態(tài)結(jié)構(gòu)和一系列生理生化過程綜合作用的結(jié)果[18]。不同種、不同品種植物對高溫耐受性不同，因此，應(yīng)選用普遍認(rèn)可的生理生化指標(biāo)對植物耐熱性進(jìn)行評價(jià)[5-6]。本研究采用主成分分析法，將原來4個(gè)彼此相關(guān)的指標(biāo)轉(zhuǎn)換成2個(gè)相互獨(dú)立的綜合指標(biāo)，通過SPSS統(tǒng)計(jì)分析，將不同生理生化指標(biāo)進(jìn)行系統(tǒng)聚類，綜合考慮各種因素，有效減少了單一指標(biāo)的試驗(yàn)誤差。由于外界條件的復(fù)雜性和試驗(yàn)材料的差異性以及研究范圍的局限性，其他優(yōu)良木本植物的耐熱性及生理指標(biāo)之間的關(guān)系等尚有待進(jìn)一步研究。本試驗(yàn)選擇28種不同科屬的植物進(jìn)行耐熱型比較，通過測定其離體葉片的相對電導(dǎo)率、丙二醛含量、脯氨酸含量、超氧化物歧化酶活性等4個(gè)指標(biāo)并進(jìn)行SPSS統(tǒng)計(jì)分析，將不同的生理生化指標(biāo)進(jìn)行主成分分析和系統(tǒng)聚類，結(jié)果表明：可將這28種植物按耐熱性強(qiáng)弱歸為4類，即：耐熱型、中等耐熱型、熱中等敏感型、熱敏感型。其中，桃金娘耐熱性最差，其次是水同木、白桂木、雞血藤，不建議這4種植物在全日照條件下大面積栽植或在大鋪裝廣場周圍、道路綠化等城市熱島效應(yīng)較為明顯的區(qū)域進(jìn)行種植。其余的木本花卉能較好地適應(yīng)廣州市的高溫天氣，可以進(jìn)行綠化種植。

雖然鄉(xiāng)土樹種具有適應(yīng)性廣、抗逆性強(qiáng)、不易感染病蟲害、易管理、能自然繁衍成林的優(yōu)點(diǎn)，越來越受到?jīng)Q策者和設(shè)計(jì)師們的喜愛，但目前在城市綠化中仍應(yīng)用較少，外來物種仍然占據(jù)城市園林綠化建設(shè)的主角地位，主要原因是苗源不足、應(yīng)用者知識缺乏以及研發(fā)力度不夠。針對這一現(xiàn)象，筆者建議：首先，加強(qiáng)對鄉(xiāng)土樹種的宣傳力度并提供優(yōu)惠政策，制定適應(yīng)本地的鄉(xiāng)土樹種綠化計(jì)劃，大力推廣新優(yōu)樹種；其次，加大優(yōu)良鄉(xiāng)土樹種種苗（如耐旱、耐熱型樹種）的開發(fā)和培育規(guī)模，建立苗圃基地，為園林綠化提供充足的樹種來源，同時(shí)加強(qiáng)樹種新品種的研發(fā)和新技術(shù)（如節(jié)水、節(jié)能設(shè)備）的應(yīng)用，以降低養(yǎng)護(hù)成本；再次，增加綠化工作者的綜合知識，做到對鄉(xiāng)土植物配置模式的靈活運(yùn)用，注重群落空間的合理搭配，避免單一配置，構(gòu)建以鄉(xiāng)土木本植物為主體、喬木樹種為骨架的喬、灌、草多層次混交群落。

參考文獻(xiàn)：

[1]Von H C. Landscape planning facing the challenge of the development of cultural landscapes[J]. Landscape and Urban Planning，2002，60（2）： 73-80.

[2]莊雪影.發(fā)揮華南植物資源優(yōu)勢，把廣州建設(shè)成名副其實(shí)的生態(tài)園林城市[J]. 廣東園林，2001（1）：5-7.

[3]劉建國.淺議節(jié)約型園林視角下的樹種設(shè)計(jì)原則[J]. 河北旅游職業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2011，16（1）：79-81.

[4]景德珍，趙 玲，陳世梅，等. 高溫天氣對城區(qū)綠化植物的傷害及預(yù)防措施[J]. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2014（15）：272-273，275.

[5]胡永紅，蔣昌華，秦 俊.植物耐熱常規(guī)生理指標(biāo)的研究進(jìn)展[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2006，34（1）：192-195.

[6]陳立松，劉星輝. 植物抗熱性鑒定指標(biāo)的種類[J]. 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè) 研究，1997，15（4）：72-77，92.

[7]簡曙光，謝振華，敖惠修，等. 廣州市屋頂自然生長的植物[J]. 中國野生植物資源，2004，23（6）：35-37.

[8]李慧明. 廣州市屋頂綠化植物的選擇及生態(tài)效益研究[D]. 廣州：華南理工大學(xué)，2011.

[9]黃柳菁，邢福武，周勁松，等. 廣州野生觀賞種子植物資源調(diào)查與觀賞評價(jià)[J]. 福建林業(yè)科技，2010，37（2）：82-89，93.

[10]李仕裕. 廣州市節(jié)約型木本花卉評價(jià)與篩選[D]. 北京：中國科學(xué)院大學(xué)，2014.

[11]劉少卿，孫君靈，何守樸，等. 不同棉花種質(zhì)資源耐熱性苗期鑒定[J]. 核農(nóng)學(xué)報(bào)，2013，27（7）：1029-1040.

[12] Zhao X D，Zhang J Y，F(xiàn)an S Y，et al. Research progress of heat-tolerance of Brassica campestris ssp.chinensis[J]. Agricultural Science & Technology，2013，14（2）： 248-253.

[13]湯 聰，郭 微，劉 念，等. 幾種廣州地區(qū)屋頂綠化植物耐熱性的測定[J]. 北方園藝，2013（11）：62-65.

[14]李辛雷，李紀(jì)元，范妙華，等. 山茶屬主要物種耐熱性研究[J]. 西北植物學(xué)報(bào)，2006，26（9）：1803-1810.

[15]李合生. 植物生理生化實(shí)驗(yàn)原理和技術(shù)[M]. 北京：高等教育出版社，2000.

[16]陳建勛，王曉峰.植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)[M]. 廣州：華南理工大學(xué)出版社，2002.

[17]Wahid A，Gelani S，Ashraf M，et al. Heat tolerance in plants： an overview[J]. Environmental and Experimental Botany，2007，61（3）： 199-223.

[18]王 濤，田雪瑤，謝寅峰，等. 植物耐熱性研究進(jìn)展[J]. 云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2013，28（5）：719-726.