劉金嶺 狄松巍 潘杰 周玉遷
摘要: 通過人為控制光強,對盆栽的4個玉簪品種卵葉玉簪、地被大師、安妮和波狀玉簪,在自然光照100%、70%、50%條件下的地上部和地下部生物量、葉片葉綠素含量以及葉面積、葉片數(shù)、單株總?cè)~面積、花序數(shù)/盆、芽數(shù)/盆等生長性狀進行了研究。結(jié)果表明, 4個玉簪品種的各項生物量均在光照強度L100或L70時最大,且表現(xiàn)出生物量隨著光照強度的減弱(L100~ L50)而減少,或在L100~ L70自然光照處理下表現(xiàn)出生物量上升的趨勢;在L70~ L50自然光照處理下表現(xiàn)出生物量下降的趨勢。卵葉玉簪、安妮葉綠素含量均在L50光強時最高,葉綠素a/b值最低;波狀玉簪葉綠素含量在L50光強時最高,葉綠素a/b值最高;地被大師葉綠素含量在L70光強時最高,葉綠素a/b值最高。波狀玉簪在L70自然光照條件下,生長狀況(觀賞性狀)最佳,其次是L50自然光照條件(增殖效率)。卵葉玉簪在L50自然光照條件下,生長狀況(觀賞性狀)和增殖效率均最佳。安妮和地被大師在L70自然光照條件下,生長狀況(觀賞性狀)最佳,其次是L100自然光照條件(增殖效率)。
關(guān)鍵詞: 玉簪; 光照強度; 生長性狀
中圖分類號: S 682. 1 + 9, S 625. 5 + 2 文獻標(biāo)識碼: A
玉簪,為百合科多年生草本植物,具有豐富多彩的葉色、葉形和株型,已發(fā)展成為園林綠化中重要的耐蔭露地宿根觀賞花卉。在歐美和日本已廣泛應(yīng)用于園林綠化[ 1 ]。目前,我國東北地區(qū)玉簪屬植物在園林綠化中的應(yīng)用仍以國產(chǎn)的玉簪、紫萼和卵葉玉簪為主,國外培育的一些優(yōu)良玉簪栽培品種在園林綠化中的應(yīng)用還是很少,如波狀玉簪、金頭飾、安妮、地被大師、法蘭西等 。
玉簪屬植物雖是耐陰植物,但不同色系的品種對光照強度的反應(yīng)存在差異,如灰綠葉色的玉簪在陰處的生長性狀較強光下較佳,而綠、黃綠以及黃葉色的玉簪則能耐較強一些的陽光[ 2 - 7 ]。在實際栽培過程中也發(fā)現(xiàn),如果光照過弱,植物生長緩慢,觀賞性狀不佳;光照過強,特別是夏季高溫強光照條件下,會出現(xiàn)焦邊、灼傷等現(xiàn)象。本試驗研究了3種不同梯度光照強度對北方園林應(yīng)用的4個玉簪品種卵葉玉簪、波狀玉簪、地被大師和安妮生長性狀的影響。
1 材料與方法
1. 1 試驗材料
選用黑龍江省森林植物園生長一致的3年生卵葉玉簪(Hosta ensata var. normalis)、波狀玉簪(Hosta 'undulate Mediovariegata')、地被大師(Hosta 'Ground Master')和安妮(Hosta 'Blue Dimples')為試材。于2015年4月20日至4月27日4種玉簪萌芽后展葉前上盆,盆的規(guī)格為28 cm×22 cm,每盆裝栽培土6 kg,栽植1株;在玉簪試驗地緩苗2周左右,將盆栽苗移至頂部架設(shè)黑遮蔭網(wǎng)的大棚中。其中,卵葉玉簪為綠葉類型,波狀玉簪和地被大師玉簪為花葉類型,安妮玉簪為灰色葉類型。栽培基質(zhì)由園土∶有機肥(腐熟牛糞)=10∶1配制,其營養(yǎng)成分為全氮0.294%、全磷0.145%、全鉀2.95%、堿解氮198.5 mg/kg、有效磷103.2 mg/kg、速效鉀469 mk/kg、有機質(zhì)46.7 g/kg、pH值7.38。
1. 2 試驗處理
待盆栽苗恢復(fù)生長后(5月10日~15日),挑選生長一致的植株進行光照強度處理。由于遮蔭超過50%不利于玉簪干物質(zhì)的積累[ 4 ],試驗設(shè)計了低光照L50(自然光照的50%)、高光照L70(自然光照的70%)和全光照L100(自然光照的100%)3個光照水平,在整個試驗期內(nèi)用黑色遮陰網(wǎng)進行遮蔭、調(diào)整光照強度。每個處理3次重復(fù),每個重復(fù)10盆。整個生長過程中除處理因素外,其它栽培條件均保持一致。
1. 3 測定項目和方法
1. 3. 1 玉簪生長性狀的測定
自5月25日起,每個處理隨機選取3盆植株,插簽標(biāo)記作為觀測植株,并每隔7天對不同遮陰條件下玉簪的生長性狀(株高、冠幅、葉片數(shù)、葉長、葉寬、葉色、增加芽數(shù)等)和開花性狀(花葶長、花序長、花朵數(shù)、花朵大小等)進行觀察和測定。記載的數(shù)量性狀由鋼板尺測量獲得。
1. 3. 2 玉簪地上部和地下部干物質(zhì)量測定
分別在抽葶期(處理后30~60天)和開花期(處理后60~90天),對4種玉簪地上部和地下部干物質(zhì)量進行取樣和測定,每個處理取3盆植株。取樣時,先清除根系周圍的泥土并清洗全株,再用吸水紙吸去多余水分,然后分別稱取地上部和根系的質(zhì)量,在85 ℃烘干至恒重,用電子天平(精確度0.001 g)精確稱得其質(zhì)量。
1. 3. 3 玉簪葉綠素含量測定
采用李合生[ 8 ]的丙酮浸提法提取4種玉簪的葉綠素a和葉綠素b。取新鮮玉簪葉片剪碎(去中脈),稱取0.2 g,每組5片,加少量石英砂和碳酸鈣粉及80%丙酮研磨成勻漿,再加丙酮10 mL繼續(xù)研磨至組織變白,靜置3~5 min。取1張濾紙置于漏斗中,用乙醇濕潤,沿玻璃棒倒入漏斗中,過濾到25 mL棕色容量瓶內(nèi),用少量丙酮沖洗研缽、研棒及殘渣數(shù)次,最后連殘渣一起倒入漏斗中。用滴管吸取丙酮,將濾紙上的葉綠素全部洗入容量瓶中,直至無綠色為止。最后用丙酮定容至25 mL,搖勻。取提取液在722型分光光度計上分別在波長663 nm、646 nm處讀取吸光度。根據(jù)修正的Amon公式,計算葉綠素a、葉綠素b濃度(Ca、Cb)。
Ca=12.21×A663-2.81×A646
Cb=20.13×A646-5.03×A663
再根據(jù)公式:色素含量(mg/g)=(色素濃度×提取液體積×稀釋倍數(shù))/樣品鮮重,計算色素含量。
所測得的數(shù)據(jù),采用Excel軟件進行處理。
2 結(jié)果與分析
2. 1 光照強度對4種玉簪地上部和地下部生物量的影響
2. 1. 1 不同水平光照強度下4種玉簪各生物量性狀的平均表現(xiàn)
4個玉簪品種地上部和地下部的鮮重、干重均受光照強度的影響(表1)。4個玉簪品種的各項生物量均在光強L100 或L70時最大,且表現(xiàn)出生物量隨光照強度的減弱而減少,或隨光照強度的減弱先升高、后降低的趨勢;只有地被大師玉簪在開花期葉的鮮重和干重在L70時低于其在L50時的值。光照強度對地上部和地下部生物量影響的幅度不同,表現(xiàn)為對根的影響很大,隨著光照水平的降低(從L100下降到L50,以L100為參照)平均降幅32.54%,對葉片影響很小,平均增幅5.4%。
從不同水平光照強度對4種試材地上部和地下部生物量的影響差異可以看出,玉簪在不同的光強下采取了不同的分配政策,隨著光強的增加,生物量增加幅度最大的為根,所以在相對強光照下,玉簪的光合產(chǎn)物較多地向根部運輸并儲藏起來;隨著光強減弱,根生物量的減少量很大,葉生物量反而增加或減少量很小,光合產(chǎn)物主要用來發(fā)展地上部(葉),以保留盡可能多的葉片來維持生長[ 2 ],這是玉簪對弱光適應(yīng)性的一種表現(xiàn)。
光照對地下部(根)鮮重和干重的影響程度也不一樣,表現(xiàn)為對干重的影響較大,隨著光強的減弱(從L100下降到L50,以L100為參照),干重下降的平均幅度為33.75%,鮮重平均下降23.02%。
2. 1. 2 不同水平光照強度對4種玉簪各生物量性狀的影響
在鮮葉重和干葉重上,波狀玉簪的鮮葉重在抽葶期隨著光強的減弱而降低,在開花期隨著光強的減弱表現(xiàn)為先升高、后降低的趨勢;干葉重在抽葶期隨著光強的減弱表現(xiàn)為先升高、后降低的趨勢,在開花期表現(xiàn)為隨光強的減弱而降低。卵葉玉簪的鮮葉重在抽葶期隨著光強的減弱表現(xiàn)為先升高、后降低的趨勢,在開花期隨著光強的減弱而增加;干葉重在抽葶期和開花期隨著光強的減弱均表現(xiàn)為先升高、后降低的趨勢。安妮玉簪的鮮葉重在抽葶期和開花期隨著光強的減弱均表現(xiàn)為先升高、后降低的趨勢;干葉重在抽葶期隨著光強的減弱表現(xiàn)為先升高、后降低的趨勢,在開花期表現(xiàn)為隨光強的減弱而降低。地被大師玉簪的鮮葉重在抽葶期和開花期隨著光強的減弱均表現(xiàn)為先迅速降低、后升高的趨勢;干葉重在抽葶期隨著光強的減弱表現(xiàn)為先升高、后降低的趨勢,在開花期隨著光強的減弱表現(xiàn)為先迅速降低、后迅速升高的趨勢。
在鮮根重和干根重上,波狀玉簪的鮮根重和干根重在抽葶期表現(xiàn)為隨著光強的減弱而迅速降低,在L70和 L50之間差異不大,但均低于L100時;在開花期鮮根重和干根重均隨著光強的減弱而降低,在L100和 L70之間差異顯著或不大,但顯著高于或高于L50時。卵葉玉簪的鮮根重、干根重在抽葶期和開花期均隨著光強的減弱而降低,3種光照水平之間差異不大。安妮玉簪的鮮根重和干根重在抽葶期隨著光強的減弱均表現(xiàn)為先升高、后降低的趨勢;鮮根重在開花期隨著光強的減弱表現(xiàn)為先升高、后降低的趨勢,干根重表現(xiàn)為隨光強的減弱而降低,3種光照水平之間差異顯著。地被大師玉簪的鮮根重在抽葶期隨著光強的減弱表現(xiàn)為先升高、后降低的趨勢,在L100和 L50之間差異不大,但均低于L70時;干根重在抽葶期隨著光強的減弱而降低,3種光照水平之間差異顯著。鮮根重和干根重在開花期隨著光強的減弱表現(xiàn)為先迅速降低、后升高的趨勢,在L50和 L70之間差異不大,但均低于L100時。
2. 2 不同水平光強對4種玉簪葉綠素含量及比例的影響
4種玉簪總體表現(xiàn)為隨著光照強度水平的下降,葉綠素a、葉綠素b以及總?cè)~綠素的含量增加,或先增加后降低;而葉綠素a與葉綠素b的比值,不同品種玉簪的反應(yīng)也不盡相同。
2. 2. 1 波狀玉簪
在3種光照條件下(表2),L50光照條件下的葉綠素a、葉綠素b和葉綠素(a+b)含量最高,其次為L70 ,葉綠素含量分別是L100光強下的21.9倍和5.94倍;3種光照條件下(L100、 L70、 L50),葉綠素a/b的比值差異不大。
2. 2. 2 卵葉玉簪
由表2可以看出,在3種光照條件下,L50光照條件下的葉綠素a、葉綠素b及葉綠素(a+b)含量最高,其次是L70,葉綠素含量分別是L100光強下的2.49倍和1.56倍;L70光照條件下的葉綠素a/b比值最大,L100和L50則差異不大。
2. 2. 3 安妮
在3種光照條件下,L50光照條件下的葉綠素a、葉綠素b及葉綠素(a+b)含量最高,其次是L70,葉綠素含量分別是L100光強下的44.18倍和2倍;3種光照條件下葉綠素a/b的比值差異不大。
2. 2. 4 地被大師
在3種光照條件下(表2),L70光照條件下的葉綠素a、葉綠素b和葉綠素(a+b)含量最高,其次是L100,葉綠素含量分別是L50光強下7.93倍和5.19倍;L70 和L50光照條件下的葉綠素a/葉綠素b比值大于L100,而L70和L50則差異不大。
2. 3 不同水平光照強度對4種玉簪生長性狀的影響
不同水平光照強度下,卵葉玉簪和安妮玉簪葉面積隨光強的變化規(guī)律相同(表3),表現(xiàn)為隨著光照強度的減弱,葉面積增大,即在L100~L50自然光照范圍內(nèi),光強越小葉面積越大;波狀玉簪和地被大師玉簪葉面積隨光強的變化規(guī)律相同,表現(xiàn)出先上升、后下降的趨勢,在L70時達到最大值。這跟波狀玉簪和地被大師玉簪對光照有一定的適應(yīng)范圍有關(guān)。在L100~L70自然光照范圍內(nèi),光強越小葉面積越大,以保障在弱光下能得到較多的光能;但在L70~L50自然光照范圍內(nèi),葉面積不僅不再增大,反而會減少。這種在弱光下葉面積減少的現(xiàn)象,是由于大部分時間光強度低于光補償點,植物得不到足夠的能量,“不得已” 的被動表現(xiàn)[ 2 ]。
從表3可以看出,不同水平光照強度下,地被大師玉簪和安妮玉簪葉片數(shù)隨光強的變化規(guī)律相同,表現(xiàn)為先上升、后下降的趨勢,在L70時達到最大值,但在3種光照條件下葉片數(shù)差異均不顯著;波狀玉簪的葉片數(shù)隨著光照強度的減弱而增多,即在L100~ L50自然光照范圍內(nèi),光強越小、葉片數(shù)越多;卵葉玉簪的葉片數(shù)隨著光照強度的減弱,表現(xiàn)出先下降、后上升的趨勢,在L50時達到最多,但在3種光照條件下葉片數(shù)差異不顯著。
卵葉玉簪和地被大師玉簪最大單株總?cè)~面積與最多葉片數(shù)均在同一光強下出現(xiàn),單株總?cè)~面積對光強的反應(yīng)與葉片數(shù)相同,即卵葉玉簪在L50時單株總?cè)~面積最大,而地被大師玉簪的單株總?cè)~面積在L70時最大;波狀玉簪和安妮玉簪最大單株總?cè)~面積與最多葉片數(shù)均不在同一光強下出現(xiàn),單株總?cè)~面積對光強的反應(yīng)與葉片數(shù)不同,即波狀玉簪在L70時單株總?cè)~面積最大(葉片數(shù)在L50時最多),而安妮玉簪的單株總?cè)~面積在L50時最大(葉片數(shù)在L70時最多)。由此表明,不同水平光照條件下,波狀玉簪、安妮玉簪和地被大師玉簪的單株總?cè)~面積的差異不顯著,但其與卵葉玉簪單株總?cè)~面積差異顯著。
從不同水平光照條件下每盆植株生成的花序數(shù)(表3)可以看出,不同光照強度對波狀玉簪和地被大師玉簪花序數(shù)這個生長性狀的反應(yīng)是一致的,表現(xiàn)出先升高、后下降的趨勢,均在L70時達到最大值;波狀玉簪在L100和L50時花序數(shù)無顯著差異,地被大師玉簪在L50時的花序數(shù)低于L70和 L100 。不同光照強度對卵葉玉簪和安妮玉簪花序數(shù)生長性狀的反應(yīng)一致,即低光照強度不利于花序的產(chǎn)生,安妮玉簪在L100和L70時花序數(shù)差異不大, L50時花序數(shù)低于L100和L70;卵葉玉簪在L70時花序數(shù)低于L100,在L50時根本沒有花序產(chǎn)生。植株在不同光強下產(chǎn)生的花序數(shù)量,代表了植物生殖生長能力的高低,從本研究可以看出, L50以下光強不利于玉簪的生殖生長,這與施愛萍、張金政等研究結(jié)論相一致[ 5 ]。
從每盆植株生成的芽數(shù)(表3)可以看出,不同水平光照強度下,卵葉玉簪和波狀玉簪生成的芽數(shù)隨光強的變化規(guī)律相同,表現(xiàn)為隨著光照強度的減弱,植株生成的芽數(shù)不斷增多,即在L100~L50自然光照范圍內(nèi),光強越小,生成的芽數(shù)越多;地被大師玉簪和安妮玉簪生成的芽數(shù)隨光強的變化規(guī)律相同,表現(xiàn)為隨著光照強度的減弱,每盆植株生成的芽數(shù)不斷減少,在L100時生成的芽數(shù)最多;安妮玉簪在3種光照條件下生成的芽數(shù)差異不大,地被大師玉簪在L70 和L50時生成的芽數(shù)相同,但與L100時生成的芽數(shù)差異不大。
不同水平光照強度下,卵葉玉簪和波狀玉簪株高性狀隨光強的變化規(guī)律相同,表現(xiàn)出先升高、后下降的趨勢,均在L70時達到最大值,2個品種在L70和L50時株高差異不大,但二者均高于L100。地被大師玉簪和安妮玉簪株高隨光強的變化規(guī)律相同,表現(xiàn)為隨著光照強度的減弱,株高不斷增高,即在L100~ L50自然光照范圍內(nèi),光強越小株高越高;安妮玉簪3種光照條件下株高差異不大,地被大師玉簪在L100 和L70時株高差異不大,但二者均低于L50時的株高。
依據(jù)每個處理的葉面積、葉片數(shù)、單株總?cè)~面積、花序數(shù)、每盆玉簪生成的芽數(shù)等生長性狀參數(shù),經(jīng)多重比較,波狀玉簪在L70自然光照條件下,生長狀況(觀賞性狀)最好,其次是L50自然光照條件(增殖效率);卵葉玉簪在L50自然光照條件下,生長狀況(觀賞性狀)和增殖效率均最好;安妮玉簪和地被大師玉簪在L70自然光照條件下,生長狀況(觀賞性狀)最好,其次是L100自然光照條件(增殖效率)。
3 討論與小結(jié)
3. 1 施愛萍、張金政等的研究結(jié)論表明, 50%以上遮蔭不利于玉簪物質(zhì)積累,隨著光強的減弱,各生物量(葉、葉柄、根)迅速減少。本研究結(jié)果表明,不同水平光照條件下,4個玉簪品種的各項生物量均在L100 或L70時最大,且表現(xiàn)出生物量隨著光照強度(L100~L50)的減弱而減少,或在L100~L70自然光照處理下表現(xiàn)出生物量上升高的趨勢;在L70~L50自然光照處理下表現(xiàn)出生物量下降的趨勢。
3. 2 據(jù)研究(采利尼克爾,1986;羅文熹等,1990),對耐陰植物適度遮蔭,會使植物單位葉面積的葉綠素含量增加,葉綠素含量隨光強的減弱而提高[ 9 - 10 ]。植物經(jīng)遮蔭后會使葉綠素a/b值發(fā)生變化,葉綠素a/b值多隨光合有效輻射的降低而降低。施愛萍、張金政等分析的葉綠素含量以及葉綠素a/b值,玉簪葉片隨著光強的減弱,葉綠素含量增加,且以葉綠素b的增加為主;同時認為,葉綠素含量及葉綠素a/b值是衡量植物耐陰性的重要指標(biāo),耐陰性強的植物葉綠素含量較高,而葉綠素a/b值較低。本研究結(jié)果表明,卵葉玉簪、安妮玉簪的葉綠素含量均在L50光強時最高,葉綠素a/b值最低;波狀玉簪葉綠素含量及葉綠素a/b值在L50光強時最高;地被大師玉簪葉綠素含量及葉綠素a/b值在L70光強時最高。
3. 3 玉簪作為耐陰植物,其栽植的最適點是一定強度的光照條件下,因栽培目的不同可能也有所不同:用于觀賞時,應(yīng)種植在遮蔭的環(huán)境中,才可能生長好;為了獲得最大增殖效率,在商業(yè)生產(chǎn)中,常在無遮蔭的大田種植玉簪。本研究結(jié)果表明,波狀玉簪在L70自然光照條件下,生長狀況(觀賞性狀)最好,其次是L50自然光照條件(增殖效率)。卵葉玉簪在L50自然光照條件下,生長狀況(觀賞性狀)和增殖效率均最好。安妮玉簪和地被大師玉簪在L70自然光照條件下,生長狀況(觀賞性狀)最好,其次是L100自然光照條件(增殖效率)。
參考文獻
[1] 劉東煥, 趙世偉, 郭 翎, 等. 玉簪優(yōu)良品種的資源評價及園林應(yīng)用[J]. 中國植物園, 2015(18): 87 - 95.
[2] 施愛萍, 張金政, 張啟翔, 等. 不同遮蔭水平下4個玉簪品種的生長性狀分析[J]. 植物研究, 2004, 24(4): 486.
[3] 江浩. 玉簪引種馴化及耐蔭性研究(碩士學(xué)位論文)[D]. 北京:中國林業(yè)科學(xué)研究院, 2008.
[4] 施愛萍. 玉簪屬植物的耐陰性研究[D]. 北京: 北京林業(yè)大學(xué),2004.
[5] 張金政. 玉簪屬植物研究進展[J]. 園藝學(xué)報, 2004, 31(4):549 - 554.
[6] Schimid W G. The Genus Hosta[M]. Giboshi Zoku,Lonbn:timber Press, 1991.
[7] Aden P. The Hosta Book[M]. London: Timber Press, 1988.
[8] 李合生. 植物生理生化實驗原理和技術(shù)[M]. 北京: 高等教育出版社, 2000.
[9] IO. 采利尼克爾. 木本植物耐陰性的生理生態(tài)原理[M]. 北京: 科學(xué)出版社, 1986.
[10] 羅文熹, 等. 不同光強下西洋參的某些光合特性[J]. 植物生理學(xué)通訊, 1990(1): 35 - 37.
[11] 劉錦波. 不同光照強度對4種針葉幼樹生長的影響[J]. 林業(yè)科技,2016(3):20-23.
第1作者簡介: 劉金嶺(1966-), 男, 工程師, 從事森林培育、 森林經(jīng)營和種苗。
通訊作者: 周玉遷(1963-), 男, 研究員級高級工程師, 研究方向:植物引種、 馴化、栽培。
收稿日期: 2018 - 08 - 15
(責(zé)任編輯: 潘啟英)