木芙蓉引種馴化及抗寒良種選育研究

張 凡,薛春榮,趙 兵

(濟(jì)南森林公園管理處,山東 濟(jì)南250023)

木芙蓉引種馴化及抗寒良種選育研究

張 凡,薛春榮,趙 兵

(濟(jì)南森林公園管理處,山東 濟(jì)南250023)

在濟(jì)南地區(qū)進(jìn)行木芙蓉的引種栽植馴化,以選育木芙蓉抗寒品種為重點(diǎn),以為濟(jì)南地區(qū)提供秋季開花林木品種為目標(biāo)。

從杭州、長(zhǎng)沙、成都引入12個(gè)品種的木芙蓉的15份種質(zhì)資源,通過栽植對(duì)比試驗(yàn)、物候期觀測(cè)、抗寒性測(cè)定試驗(yàn)及種質(zhì)資源的選育出的優(yōu)良品種苗木生長(zhǎng)旺盛,秋季開花繁茂,冬季抗寒能力顯著,可在陸地安全越冬。綜合評(píng)價(jià),馴化選育出適合濟(jì)南地區(qū)栽植的優(yōu)良品種。

木芙蓉;引種;馴化;抗寒性;良種選育;濟(jì)南

木芙蓉(Hibiscus mutabilisLinn)又名芙蓉、拒霜花,為錦葵科木槿屬落葉灌木或小喬木,其花盛開于晚秋,清姿雅質(zhì),如錦似繡,非常美麗。木芙蓉?fù)碛斜P根錯(cuò)節(jié)的根系,能夠防止水土流失;其葉片、葉柄、花萼等密被星狀毛和短柔毛,能夠吸附空氣中的小顆粒,凈化空氣,是一種非常好的園林觀花樹種[1]。

木芙蓉原產(chǎn)于我國(guó),喜溫暖濕潤(rùn)的環(huán)境,在四川、云南、湖南等地分布較多,尤其以成都最多;已在杭州、南寧引種成功[1,2]。北方引種的木芙蓉地上部分多無法越冬,但只要根部能夠安全越冬,來年又可抽出新枝,正常開花[3]。為了增加濟(jì)南的花卉品種資源,提升綠化美化品種,改善園林生態(tài)環(huán)境,濟(jì)南森林公園從成都、長(zhǎng)沙、杭州等地引入了木芙蓉12個(gè)品種(15份資源)。為實(shí)現(xiàn)在濟(jì)南木芙蓉引種成功,本項(xiàng)目進(jìn)行了木芙蓉引種栽植馴化及抗寒品種的選育研究。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 木芙蓉栽植試驗(yàn)材料

引進(jìn)木芙蓉12個(gè)品種(種)15份種質(zhì)資源(見表1),引種選擇標(biāo)準(zhǔn)是花色艷麗、植株生長(zhǎng)旺盛。主要引種地點(diǎn)浙江杭州、湖南長(zhǎng)沙、四川成都。

表1 引進(jìn)的木芙蓉品種(種)

1.1.2 木芙蓉苗木繁育試驗(yàn)材料

以成都購(gòu)買的牡丹粉種子進(jìn)行播種繁殖;以成都牡丹紅、牡丹粉、醉芙蓉、百日華彩、大紅、秋云枝條做插穗進(jìn)行嫩枝扦插繁殖;以長(zhǎng)沙醉芙蓉枝條做插穗進(jìn)行秋季硬枝扦插繁殖和插條儲(chǔ)存;以杭州牡丹粉為母株進(jìn)行分株繁殖;調(diào)查苗木成活率及生長(zhǎng)情況。

1.2 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)栽植地分濟(jì)南森林公園、大明湖、章丘野生動(dòng)物園、商河濱河公園11個(gè)區(qū)域,試驗(yàn)用地面積1.25hm2

濟(jì)南地區(qū)地處北緯36°30′,東經(jīng)117°25′。年平均氣溫14.8℃,極端氣溫最高42.5℃,極端最低氣溫－19.7℃。最高月均溫27.5℃(7月),最低月均溫－0.4℃(1月)。無霜期235d,年日照時(shí)數(shù)2616.8小時(shí)。常年平均降水量為650～700mm。降水量季節(jié)分配不均,2/3的降水量集中在夏季,秋季不足1/5。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 苗木栽植試驗(yàn)

在濟(jì)南北部商河(濱河公園)、濟(jì)南中部市區(qū)(森林公園、大明湖)、濟(jì)南東部章丘(野生動(dòng)物園)分別栽植來自杭州的牡丹粉。觀察各栽植試驗(yàn)點(diǎn)苗木的生長(zhǎng)發(fā)育狀況,對(duì)比苗木對(duì)栽植環(huán)境的適應(yīng)程度及對(duì)極端氣候的抗性表現(xiàn)。

1.3.2 木芙蓉形態(tài)特征及觀賞特性的觀測(cè)

在濟(jì)南森林公園試驗(yàn)點(diǎn),對(duì)引進(jìn)的15份木芙蓉種質(zhì)資源,每個(gè)資源選3株有代表性的植株掛牌定株,共計(jì)45株,進(jìn)行形態(tài)特征觀測(cè)。記載其主要特征,進(jìn)行形態(tài)描述。

1.3.3 木芙蓉物候期的觀測(cè)

物候期觀測(cè),以1.3.2節(jié)設(shè)計(jì)中的45株為研究對(duì)象。

觀測(cè)時(shí)間:芽萌動(dòng)至5月底,每?jī)商煊^察1次。8月初至霜打葉變色前,每?jī)商煊^察1次。根據(jù)2012年－2014年3年的記載資料平均值作為該試驗(yàn)點(diǎn)的物候期。

1.3.4 木芙蓉抗寒試驗(yàn)

1.3.4.1 苗木陸地越冬抗寒方式試驗(yàn)

本項(xiàng)目選取長(zhǎng)沙醉芙蓉為試驗(yàn)苗木,冬季苗木分整株和平茬兩種形式,每個(gè)形式設(shè)3個(gè)處理方式,連續(xù)4年進(jìn)行苗木大田陸地越冬抗寒方式試驗(yàn),選擇出濟(jì)南地區(qū)木芙蓉最佳的越冬方式。

1.3.4.2 低溫脅迫下木芙蓉根系的抗氧化酶特性分析

相對(duì)電導(dǎo)率的測(cè)定采用DDS－307型電導(dǎo)率儀[4];可溶性糖含量的測(cè)定采用蒽銅乙酸乙酯法[5];脯氨酸含量測(cè)定采用磺基水楊酸法測(cè)定[6];POD活性測(cè)定采用愈創(chuàng)木酚法[7]。用隸屬函數(shù)法計(jì)算各項(xiàng)指標(biāo)隸屬度,以平均隸屬度進(jìn)行抗寒性綜合評(píng)價(jià)。

1.3.5 水淹脅迫下木芙蓉幼苗葉片的抗氧化特性分析

采用氮藍(lán)四唑(NBT)法[8]測(cè)定SOD的活性;采用愈創(chuàng)木酚法[9]測(cè)定過氧化物酶(POD)的活性;參照Aebi方法[10]測(cè)定CAT活性;參照Nakano等方法[11]測(cè)定APX的活性。

1.3.6 NaCl脅迫下木芙蓉幼苗葉片的抗氧化特性分析

采用氮藍(lán)四唑(NBT)法[8]測(cè)定SOD的活性;采用愈創(chuàng)木酚法[9]測(cè)定過氧化物酶(POD)的活性;參照Aebi方法[10]測(cè)定CAT活性;參照Nakano等方法[11]測(cè)定APX的活性。

1.3.7 繁殖技術(shù)研究

播種繁殖、扦插繁殖(嫩枝扦插、硬枝扦插和儲(chǔ)藏插穗)、分株繁殖。

1.3.8 木芙蓉優(yōu)良品種的篩選

用層次分析法對(duì)木芙蓉價(jià)值進(jìn)行評(píng)價(jià)。根據(jù)各品種具體指標(biāo)的評(píng)分及各因素的權(quán)重值計(jì)算出各個(gè)品種的綜合評(píng)價(jià)值。根據(jù)層次分析法,最終得分較高的品種入選,選育出適宜在濟(jì)南地區(qū)栽培的木芙蓉優(yōu)良品種。

3 結(jié)果與分析

3.1 木芙蓉栽植

2013年在濟(jì)南北部商河(濱河公園)、濟(jì)南中部市區(qū)(森林公園、大明湖)、濟(jì)南東部章丘(野生動(dòng)物園)分別栽植木芙蓉,木芙蓉品種為來自杭州的牡丹粉,栽植苗木3年來的物候表現(xiàn)和生長(zhǎng)狀況調(diào)查(表2,表3)。

表2 栽植區(qū)域苗木的生長(zhǎng)狀況表

表3 栽植區(qū)域苗木的物候觀測(cè)表

根據(jù)木芙蓉在3地栽植試驗(yàn)的性狀表現(xiàn)調(diào)查:商河地區(qū)苗木發(fā)芽、開花時(shí)間最晚,與濟(jì)南地區(qū)苗木性狀表現(xiàn)差異顯著;章丘地區(qū)苗木性狀表現(xiàn)與濟(jì)南地區(qū)稍有差異。

木芙蓉苗木試驗(yàn)栽植地與自然生長(zhǎng)分布地域在緯度上向北延伸了8～10個(gè)緯度,苗木生長(zhǎng)旺盛,秋季開花繁茂,冬季陸地安全越冬,打破了木芙蓉自然分布的北界,木芙蓉引種馴化試驗(yàn)是成功的。

3.2 木芙蓉主要形態(tài)特征及觀賞特性

對(duì)引種15個(gè)木芙蓉種子資源的形態(tài)特征進(jìn)行了多年的定點(diǎn)、定株觀察,并對(duì)株型、花、葉、觀賞性等特點(diǎn)進(jìn)行了對(duì)比記錄(表4)。

表4 木芙蓉形態(tài)特征及觀賞特性記錄

3.3 木芙蓉的主要物候期

根據(jù)2012－2015年4年對(duì)木芙蓉進(jìn)行物候期觀測(cè)記錄,計(jì)算平均值,結(jié)果見表5。

表5 木芙蓉各品種物候觀測(cè)記錄

3.4 抗寒試驗(yàn)

3.4.1 苗木陸地越冬抗寒方式試驗(yàn)

長(zhǎng)沙的醉芙蓉品種,在12月底苗木分整株和平茬兩種形式,每個(gè)形式設(shè)3個(gè)處理方式,連續(xù)4年進(jìn)行苗木大田越冬抗寒方式試驗(yàn)。

表6 不同處理方式下的苗木春季萌發(fā)率

試驗(yàn)期間,4年冬季的平均氣溫差異不大,2015年冬季經(jīng)歷了近26年來的極端低溫,市區(qū)達(dá)到－17.6℃,持續(xù)兩天。

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果比較(表6),對(duì)照處理與其他6種處理方式的萌發(fā)率差異極顯著;根部覆土與覆基質(zhì)和澆防凍劑之間萌發(fā)率差異顯著;根部覆基質(zhì)與澆防凍劑之間差異不顯著。

木芙蓉最簡(jiǎn)單有效的防寒方式是冬季整株根部覆土,比起平茬后再覆土效果更好。木芙蓉苗木根部覆基質(zhì)與澆防凍劑兩種方式之間比較,防寒效果差異不顯著。

根據(jù)試驗(yàn)苗木每年春季的萌發(fā)率可以看出,每年隨著苗木生長(zhǎng),苗木根系越來越強(qiáng)壯,苗木根系的抗寒能力也得到提高。栽植3年后,苗木冬季根部覆樹葉基質(zhì)就可以陸地安全越冬,引種馴化試驗(yàn)成功。

3.4.2 低溫脅迫下木芙蓉根系的抗氧化酶特性分析

為了綜合評(píng)價(jià)木芙蓉品種的抗寒性,對(duì)可溶性糖含量、游離脯氨酸含量、POD活性采用隸屬函數(shù)計(jì)算,對(duì)相對(duì)電導(dǎo)率用反隸屬函數(shù)的方法計(jì)算。計(jì)算各生理指標(biāo)隸屬函數(shù)值的平均值(△),用模糊隸屬函數(shù)值法評(píng)定時(shí),△越大,抗寒性越強(qiáng),配合適當(dāng)?shù)目购陨碇笜?biāo),就能比較客觀、準(zhǔn)確地評(píng)定不同品種間抗寒性的強(qiáng)弱,從而為某個(gè)抗性較強(qiáng)的種或品種提供理論依據(jù)。

表7 各指標(biāo)隸屬度平均值及抗寒性綜合評(píng)價(jià)

圖1:各指標(biāo)隸屬度平均值及抗寒性綜合評(píng)價(jià)折線圖

3.4.3 抗寒性分析

木芙蓉苗木引種的15份種質(zhì)資源,通過試驗(yàn)田栽植試驗(yàn)中苗木的生長(zhǎng)勢(shì)表現(xiàn)、物候表現(xiàn)、形態(tài)特征表現(xiàn),本項(xiàng)目選取了開花早、色澤艷麗、花型豐富、觀賞價(jià)值高、生態(tài)適應(yīng)性強(qiáng)的7份種質(zhì)資源進(jìn)行了根系抗氧化酶的測(cè)定。

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出,‘百日華彩’半致死溫度最高－7.23℃,其余逐漸降低,‘牡丹紅’達(dá)到最低－13.68℃;苗木根系抗寒指標(biāo)隸屬度平均值‘百日華彩’最小0.5686,其余逐漸升高,‘牡丹紅’最大0.6885,‘牡丹紅’、‘大紅’、‘牡丹粉’、‘醉芙蓉’都達(dá)到0.6以上。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析得出,選育的木芙蓉品種具有一定的抗寒性。

通過低溫脅迫對(duì)不同木芙蓉種質(zhì)資源的根系氧化酶特性的分析,與品種的半致死溫度及抗寒性強(qiáng)弱比較,和引種的木芙蓉苗木在試驗(yàn)田栽植冬季越冬表現(xiàn)實(shí)際效果一致,為引種培育的木芙蓉提供了園林應(yīng)用和配置的科學(xué)理論依據(jù)。

3.5 水淹脅迫下木芙蓉幼苗葉片的抗氧化特性分析

圖2 水淹脅迫下木芙蓉幼苗葉片特性分析

從牡丹粉和醉芙蓉的幼苗葉片在水淹脅迫的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)(圖2)中可以得出,兩品種的抗氧化酶的活性隨著水淹處理時(shí)間的增長(zhǎng)依次逐漸升高,且均比正常處理?xiàng)l件下的活性高,兩品種之間差異不顯著。研究也發(fā)現(xiàn)植物體內(nèi)的保護(hù)酶活性的高低與植物的代謝強(qiáng)度及抗性有一定的關(guān)系[12]。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析總結(jié)出不同種源地不同品種的木芙蓉樹種耐水濕能力強(qiáng),在水淹條件下能持續(xù)30天左右,為園林栽培提供了可靠的理論基礎(chǔ)和依據(jù)。

3.6 NaCl脅迫下木芙蓉幼苗葉片的抗氧化特性分析

圖3 鹽脅下木芙蓉幼苗葉片特性分析

通過牡丹粉和醉芙蓉幼苗葉片在NaCl脅迫下相對(duì)含水量及抗氧化酶活性的變化研究,兩品種葉片相對(duì)含水量均會(huì)下降,但是兩品種之間差異不顯著。

兩品種的抗氧化酶活性均是在一定鹽濃度范圍內(nèi)先升高后降低,但不同品種的不同抗氧化酶活性在鹽脅迫的響應(yīng)濃度和時(shí)間上差異不顯著。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析總結(jié)出不同種源地不同品種的木芙蓉耐鹽能力強(qiáng),最大活性的鹽濃度達(dá)到4.68‰,為園林栽培提供了可靠的理論基礎(chǔ)和依據(jù)。

3.7 繁殖技術(shù)

表8 播種和分株繁殖方式的苗木成活率及生長(zhǎng)表現(xiàn)統(tǒng)計(jì)表

表9 不同品種木芙蓉嫩枝扦插(7月6日)苗木成活率及生長(zhǎng)表現(xiàn)(11.30)統(tǒng)計(jì)表

表10 不同品種木芙蓉硬枝扦插(12.10日)苗木成活率調(diào)查統(tǒng)計(jì)表(2.20日)

表11 不同品種木芙蓉插穗儲(chǔ)藏(12.10日)苗木成活率調(diào)查統(tǒng)計(jì)表(2.20日)

分析表8可知:播種繁殖出苗率高;分株繁殖,方法簡(jiǎn)單,成活率高;夏季嫩枝扦插繁殖,成活率低一些,但繁殖數(shù)量大;冬季硬枝扦插無苗木成活,試驗(yàn)失敗;插穗儲(chǔ)藏,完好插穗率低。

播種、分株繁殖的苗木生長(zhǎng)旺盛當(dāng)年秋季正常開花;夏季嫩枝扦插由于生長(zhǎng)時(shí)間短,苗木生長(zhǎng)弱,秋季不開花。

3.8 木芙蓉優(yōu)良品種的篩選

3.8.1 各指標(biāo)權(quán)重分值的確定

表12 標(biāo)準(zhǔn)層(P)對(duì)于目標(biāo)層(A)的總排序值

3.8.2 各評(píng)價(jià)因子等級(jí)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

為了方便得出木芙蓉的綜合評(píng)價(jià)值,對(duì)各評(píng)價(jià)因子采用評(píng)分的辦法。根據(jù)木芙蓉大田栽植試驗(yàn)的相關(guān)資料數(shù)據(jù)及各項(xiàng)抗性實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果,擬定了木芙蓉引種馴化試驗(yàn)中評(píng)價(jià)因子5級(jí)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。

表13 評(píng)價(jià)因子等級(jí)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

3.8.3 木芙蓉品種價(jià)值的綜合評(píng)分

表14 15份木芙蓉種質(zhì)價(jià)值的綜合評(píng)價(jià)

續(xù)表14

3.8.4 優(yōu)良品種的確定

參考表14中15個(gè)木芙蓉種質(zhì)價(jià)值的綜合評(píng)價(jià),排名前6位的木芙蓉入選。

4 結(jié)論與討論

通過引種、物候期觀察、生長(zhǎng)情況、形態(tài)特征及抗性(抗寒性、耐水濕性、耐鹽堿性)生理研究,苗木繁育、價(jià)值綜合評(píng)價(jià)、品種選育等方面的研究得出以下結(jié)論和成果。

引種栽植的木芙蓉在濟(jì)南地區(qū)生長(zhǎng)旺盛,花型美觀,花色豐富,粉、粉紅、紅、白、黃、淡紅多彩炫目,是良好的秋季開花灌木品種,冬季陸地安全越冬。

不同品種木芙蓉種質(zhì)資源在低溫脅迫下的根系氧化酶特性的分析,總結(jié)出品種的半致死溫度及抗寒性強(qiáng)弱比較,與引種的木芙蓉苗木在試驗(yàn)田栽植冬季越冬表現(xiàn)實(shí)際效果一致,為本項(xiàng)目引種培育的木芙蓉提供了園林應(yīng)用和配置的科學(xué)理論依據(jù)。

不同來源和品種的木芙蓉通過水淹脅迫和NaCl脅迫下葉片的氧化酶特性的分析,木芙蓉樹種耐水濕能力強(qiáng)持續(xù)30天左右,耐鹽能力強(qiáng)最大活性的鹽濃度達(dá)到4.68‰,為園林栽培提供了可靠的理論基礎(chǔ)和依據(jù)。

播種繁育方式出苗率高,分株繁殖方式成活率高。扦插繁殖方式雖然成活率低,但繁殖數(shù)量大,遺傳特性高。

利用AHP法對(duì)木芙蓉價(jià)值進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)。通過統(tǒng)計(jì)適應(yīng)性、繁育性、觀賞價(jià)值等指標(biāo)的評(píng)分和權(quán)重加分,篩選出了優(yōu)良品種(種)6個(gè):‘牡丹紅、牡丹粉、大紅、醉芙蓉、翠芙蓉、百日華彩’。

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S602.2

A

1002－2724(2016)05－0029－08

2016－08－31

張凡(1971－),女,高級(jí)工程師,主要從事園林苗木研究。