王軍利,吳偉奇,侯 妮,畢剛?cè)?,豆秀英,仝玉琴,馮馨樂
(1.咸陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院,陜西 西咸新區(qū) 712046;2.陜西宏方置業(yè)有限責(zé)任公司,陜西 咸陽 712000;3.三原縣園藝蠶桑工作站,陜西 三原 713800;4.陜西意景規(guī)劃設(shè)計院有限公司,陜西 西咸新區(qū) 712000;5.永壽縣農(nóng)技推廣中心,陜西 永壽 713400)
野生植物的引種,一直是自然資源開發(fā)、利用的一種重要手段[1~4]。秦嶺是中國南北分水嶺,也是中國南北氣候的天然界線,其東西長約400 km,南北寬約120 km,最高峰太白山的海拔超過3 700 m。其間山巒起伏,溝壑縱橫,土壤條件和氣候條件多變,從而孕育著豐富的自然資源,是中國乃至人類不可多得的生物多樣性寶庫,是天然的植物基因庫。長期以來,中國的科技工作者對其自然資源的開發(fā)、引種做了大量有益的工作,取得了很多可喜的成績[5~13]。
據(jù)資料,秦嶺山脈中約有7種野生草莓屬植物[14~17]。為了利用這些寶貴的自然資源,項(xiàng)目組對其進(jìn)行了長達(dá)4 a的調(diào)查研究,初步摸清了一些野生草莓在某些地域的分布情況,并對它們進(jìn)行了采挖和引種試驗(yàn)。
引種試驗(yàn)于關(guān)中平原腹地的咸陽市咸陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院園林園藝試驗(yàn)地進(jìn)行。時間為2019年3月至2020年5月。試驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄和綜合分析,運(yùn)用Excel2003進(jìn)行;同指標(biāo)數(shù)據(jù)之間的差異性對比分析,應(yīng)用SPSS 17.0軟件。
1.1.1 草莓苗的選取 試驗(yàn)材料為在五葉草莓采挖引種苗上,于前一年生出的匍匐莖的節(jié)上生出的小苗,在第二年3月返青后從匍匐莖上剪下而得。選取已生根5~6條、葉片5~6片、冠徑6~8 cm的相同規(guī)格小苗進(jìn)行對比栽培試驗(yàn)。
1.1.2 測量儀器 光照強(qiáng)度測定儀為浙江托普云農(nóng)科技股份有限公司生產(chǎn)的“總輻射傳感器”,精度為±5% ;植物營養(yǎng)測定儀“TYS-3N”,其中葉綠素含量的精度為±0.3 SPAD,N素含量的精度為±5%;鮮重稱量儀器為Techcomp FA2204B電子天平,精度為0.0001 g;葉片大小、冠徑及根系長度的測量,用執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)為“量制浙字第00722030號”標(biāo)準(zhǔn)的普通鋼質(zhì)米尺,精度為0.5 mm。
1.2.1 試驗(yàn)分3個處理 A處理為全光照條件;B處理為75%光照條件(遮陰25%);C處理為50%光照條件(遮陰50%)。每個處理設(shè)3次重復(fù),各指標(biāo)用于最后對比的數(shù)據(jù)為3次重復(fù)的平均值。
3個處理的土壤成分相同,均為普通園地土壤,只分析不同光照對引種結(jié)果的影響。對氣溫和空氣濕度不進(jìn)行干預(yù)。
五葉草莓原野生生境條件下相關(guān)的指標(biāo)作為對照。
1.2.2 設(shè)計的對比指標(biāo) 各處理間設(shè)計的對比指標(biāo)有:地上部分株平均鮮重;株平均分枝數(shù);平均葉片葉綠素含量;平均葉片大?。恢昶骄鶖?shù);平均蓋度;平均分枝長度;單位面積開花數(shù);單位面積果實(shí)數(shù)量;果實(shí)發(fā)育情況。
1.3.1 試驗(yàn)地苗床準(zhǔn)備 試驗(yàn)開始前對苗床圃地進(jìn)行25 cm左右的深翻,撿去石塊及雜草,細(xì)耙。
1.3.2 試驗(yàn)地各處理及各重復(fù)的平面布局 3個處理3次重復(fù)的試驗(yàn)地大小相等,每一個重復(fù)的圃地苗床規(guī)格為長×寬=4.5 m× 1.8 m。全部3個處理9個重復(fù)的圃地苗床大小及分布,如圖1。
圖1 3個處理的3次重復(fù)的圃地苗床規(guī)格及分布
1.3.3 苗床上東方草莓苗的種植 選取前述規(guī)格的節(jié)生芽苗60株,按株距30 cm、行距40 cm的規(guī)則栽種在一個長4.5 m,寬1.8 m的圃地苗床上。每個處理設(shè)3個圃地苗床,為3次重復(fù),共9個圃地苗床。
1.3.4 遮陰網(wǎng)的架設(shè) A處理不架設(shè)遮陰網(wǎng),B處理的3個重復(fù)的圃地苗床均架設(shè)透光率為75%的遮陰網(wǎng),C處理3個重復(fù)的圃地苗床均架設(shè)透光率為50%的遮陰網(wǎng)。
1.3.5 指標(biāo)數(shù)據(jù)的取得 各處理株平均根數(shù)、株地上部分平均鮮重的取得:2019年10月10日清早,在草莓生長基本停止時,于每一處理的每一苗床上隨機(jī)選取野生五葉草莓10株,共30株,挖取帶根全苗,將30株草莓的根數(shù)相加,除以30,即記為該處理五葉草莓的株平均根數(shù);平均根數(shù)計算結(jié)束后,將該30株草莓于根莖相接處剪斷,將30株草莓的地上部分集中在一起,統(tǒng)一于電子天平上稱重,所得總重量除以30,即得該處理五葉草莓株地上部分平均鮮重。
株平均分枝數(shù)數(shù)據(jù)的取得:上述30株草莓的地上部分鮮重測量結(jié)束后,將每一株草莓的分枝數(shù)相加,除以30,即為該處理草莓的株平均分枝數(shù)。
分枝長度的取得:將上述30株草莓的每一條分枝的長度分別測量,并將所得的數(shù)字相加,最后再除以總分枝數(shù),即為該處理的平均分枝長度。
葉片葉綠素含量及氮素含量的測定:于2019年9月10日下午,在五葉草莓旺盛生長的時段,在每一處理的每一重復(fù)苗床上,隨機(jī)均勻選取10株植物,于每一植物上隨機(jī)選取葉片較大、生長健壯的中間小葉,測定其葉綠素含量及葉片氮素含量,將所得的30份葉綠素含量及氮素含量分別相加再分別除以30,即得該處理平均葉片葉綠素含量及氮素含量。
葉片大小數(shù)據(jù)的取得:于2019年10月10日下午,在草莓生長基本停止時,于每一處理的每一苗床上隨機(jī)均勻選取野生五葉草莓10株,測其五葉的中間小葉的最大橫徑,得30組數(shù)據(jù),取其平均值作為該處理的葉片大小的橫徑,同時,測其最大縱徑,得30組數(shù)據(jù),取其平均值作為該處理的葉片大小的縱徑,最后將此2數(shù)據(jù)相乘,即為該處理平均葉片大小數(shù)據(jù)。即:某處理平均葉片大小=該處理五葉中間小葉的最大橫徑平均值×該處理五葉中間小葉的最大縱徑平均值。
各處理群落高度的取得:于2019年10月10日下午,在每一處理的每一重復(fù)苗床上,均勻設(shè)點(diǎn)5處,測取每一處植物群落的高度。3個重復(fù),共得15個數(shù)據(jù),取其平均值,即作為該處理的群落平均高度。
各處理群落蓋度的取得:時間和方法同群落高度的取得,在每一處理的每一重復(fù)苗床上選取15個直徑為20 cm的小樣方,用環(huán)刀法切取該樣方全部葉片及莖蔓,測取其投影總面積,除以小樣方的面積,即得該處理、該樣方上群落蓋度。取各樣方蓋度的平均值,作為該處理的群落蓋度。
各處理單位面積上開花數(shù)的取得:在每一處理的每一重復(fù)的苗床上,均勻布設(shè)5個30 cm×30 cm的小樣方,用過紅色塑料的扎絲框出,從始花到開花結(jié)束,統(tǒng)計樣方內(nèi)開出花朵總數(shù)除以樣方面積,最后將15個小樣方所得數(shù)據(jù)平均,即為該處理單位面積上開花數(shù)。
各處理單位面積上成果數(shù)的取得:采用上述樣方,從開始結(jié)果到最后一個果實(shí)成熟結(jié)束,統(tǒng)計該處理3次重復(fù)上的15個小樣方所得單位面積果實(shí)的平均數(shù),即為該處理單位面積上成果數(shù)。
各處理及對照群落草莓的密度的取得:2019年10月15日下午,在各處理的每個重復(fù)上均勻布設(shè)3個1 m×1 m的樣方,計數(shù)樣方內(nèi)草莓苗數(shù)(節(jié)上萌生的小苗記入樣方內(nèi)苗數(shù)),將9個樣方內(nèi)苗數(shù)平均,即得該處理群落草莓密度。同日,請在原采樣野生地附近工作的學(xué)生在采樣地草莓野生典型區(qū)域隨機(jī)布設(shè)數(shù)個1 m×1 m的樣方,計數(shù)樣方內(nèi)草莓株數(shù)(節(jié)上萌生的小苗記入樣方內(nèi)苗數(shù)),平均樣方內(nèi)草莓苗數(shù),即得對照地草莓密度。
不同光照條件下,五葉草莓的營養(yǎng)生長的結(jié)果與對比,見表1。
表1 3種處理及野生環(huán)境下五葉草莓的營養(yǎng)生長情況
由表1可見:3種處理在鮮重、分枝數(shù)、根數(shù)等7個營養(yǎng)生長的對比指標(biāo)上,均顯著優(yōu)于對照。由此可知,秦嶺山地野生五葉草莓在引種至關(guān)中平原后,無論在全日照條件下,還是在25%及50%遮陰條件下,其營養(yǎng)生長皆表現(xiàn)良好,且顯著優(yōu)于野生地。這可能是由于引種地的土壤肥力、土壤的結(jié)構(gòu)、土壤的其他理化性質(zhì)等條件都優(yōu)于野生地所致,也由于引種地的雜草數(shù)量及種類遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于野生地所致。另外可見,光照有利于地上部分的分枝及地下部分根的形成;但遮光有利于葉綠素含量的提高、有利于葉片N素含量的提高、有利于葉片面積的增大,這可能是因?yàn)椴葺ㄟ^提高葉綠素含量等,來彌補(bǔ)光照減弱帶來的光合作用降低。同時可見,遮陰有利于分枝長度的增加,這一結(jié)果印證了提高光照強(qiáng)度會降低植物生長高度這一結(jié)論[18]。
不同光照條件下,野生五葉草莓的生殖生長情況及與野生環(huán)境下的對比,見表2。
表2 3種處理及野生環(huán)境下五葉草莓的生殖生長情況
由表2可見:引種地的3種處理在單位面積開花數(shù)及單位面積果實(shí)數(shù)上,均顯著優(yōu)于野生地。在3種處理中,光照條件不同,其單位面積的開花數(shù)和果實(shí)數(shù)差異顯著:全光照條件下,有利于開花數(shù)和成果數(shù),遮陰不利于成花和成果。同時,遮陰25%與遮陰50%兩種條件下,成花數(shù)和成果數(shù)無顯著差異。值得注意的是在野生環(huán)境條件下,五葉草莓的聚合果發(fā)育良好,敗育極少發(fā)生,但在引種條件下,花后五葉草莓的聚合果全部敗育,花托膨大失敗,果實(shí)早早從敗育的花托上脫落。這可能是由于海拔、溫濕條件變化以及生態(tài)群落物種的組成等不同所致。
對3種不同光照條件及野生條件下五葉草莓群落的生態(tài)指標(biāo)進(jìn)行了測量,其結(jié)果及對比見表3。
表3 不同光照條件及野生環(huán)境下各群落的生態(tài)指標(biāo)測量結(jié)果
由表3可見,引種的3種處理?xiàng)l件下,群落的蓋度、高度都顯著提高,雜草數(shù)顯著減少。雜草株數(shù)的顯著減少,可能是由于引種條件下前期的圃地整理過程中,剔除了地面雜草造成的。草莓群落的蓋度、高度的顯著增加,其造成原因是土壤肥力及剔除雜草造成。另外,由表3可見:引種條件下,群落的蓋度及高度,隨著光照的減弱而增大,而密度隨著光照的減弱而減小,這是由于光照減弱,植株葉片及高度(莖長度)變大造成。另外,在引種條件下,群落密度下降。這可能是由于個體生長量在引種條件下顯著增大所致。
不同光照條件下,花后聚合果成果的百分率不同。3種處理及野生條件下花后形成聚合果的百分率結(jié)果見圖2。
圖2 五葉草莓花后成果率對比
由圖2可見:3種處理及野生地五葉草莓的花后聚合果成果的百分率無差異(P<0.05),即花后成果百分率和光照強(qiáng)度、土壤成分、海拔高度、群落生物圈構(gòu)成等因素關(guān)系不大,花后聚合果的成果百分率更可能是五葉草莓的內(nèi)在遺傳因素所決定。
秦嶺山地野生五葉草莓的引種試驗(yàn)以采挖自太白山自然保護(hù)區(qū)的野生五葉草莓為引種對象,就光照條件設(shè)計了3種處理。通過一年多的栽培試驗(yàn),發(fā)現(xiàn):秦嶺山地的野生五葉草莓在關(guān)中平原引種可以成活,其營養(yǎng)生長旺盛,植株的地上部分鮮重、分枝數(shù)、生根數(shù)、分枝長度、葉面積大小等形態(tài)指標(biāo)均有顯著提高,其葉片葉綠素含量及葉片含N量等生理指標(biāo)也顯著提高,同時,其單位面積開花數(shù)及花后聚合果的成果數(shù)也顯著提高,群落指標(biāo)中的蓋度、高度等顯著提高,但群落密度及群落植物多樣性下降。群落密度下降,是由于引種條件下五葉草莓個體的形態(tài)指標(biāo)顯著增加占有的空間顯著增大,而在野生環(huán)境中,五葉草莓的個體較小,各個形態(tài)指標(biāo)顯著小于引種地的表現(xiàn)。試驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn),引種地3種處理中,五葉草莓的花托膨大均失敗,聚合果敗育,果實(shí)早早從未能膨大的花托上脫落。
總之,通過該引種試驗(yàn)發(fā)現(xiàn):秦嶺山地的野生五葉草莓在關(guān)中平原引種可成活,其植株營養(yǎng)生長旺盛,葉片葉綠素及葉片含N量等生理指標(biāo)也顯著增加,單位面積上開花數(shù)增多,植物生長整齊,開花壯觀,同時,引種群落的蓋度、高度顯著增加,植物生長量顯著增加,但同時,由于花托膨大敗育,早早萎縮,使得草莓聚合果敗育。所以,就果實(shí)生長而言,引種未獲得成功,但就其坪用性而言,野生五葉草莓在關(guān)中平原的引種卻十分成功,可以作為一種新型的地被植物而大量使用,效果良好。